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摘要：随着信息技术的不断发展，在国家产业政策的引导下，CAD技术迅速得到了推广应用，为企业的技术进步发挥了重要作用。本文对CAD/CAF/CAM项目实施的方法和有关注意事项进行了探讨和总结。
关键词：CA；三维；构建；
中图分类号：O343.2文献标识码： A 文章编号：
前言
通过几年来UG系统的应用，不仅形成了大量的3D设计数据和技术应用成果，也为本公司培养了大批技术人才，为进一步建立一个完整的、先进有效的数字化设计、分析及制造一体化应用平台奠定了良好的基础。为了全面提高公司的技术创新能力，启动了企业三维CAD/CAE/CAM系统建设工程。
一、CAD/CAE/CAM系统需求
CAD/CAE/CAM应用重点是全面实现三维应用，在产品研发和生产中有如下几个方面问题是系统需要解决的。
第一，规范化、标准化的三维设计及制造。产品标准化、规范化:尽管面向顾客的产品变化较快，但构成产品的零部件相对稳定，有利于降低产品成本，我国有关部门统计结果表明，每增加一个新零件，年平均费用增加2000元一4000元。
第二，保持系统和版本的一致性。降低系统复杂度，减少维护成本;减少数据转换，避免丢失数据和降低数据精度;易于和供应商协同设计和制造;利于对设计人员的培训，自学和内部交流。
第三，考虑设计和工艺数据的共享与交换，即CAD/CAM与工艺设计的一体化。
第四，三维软件的普及和应用。
二、系统建设目标
CAD/CAE/CAM系统建设的总体目标是:建立一个以三维UGNX软件为基础，具有网
络化、集成化、可扩充“数字化样机”的开发设计、分析、仿真与数控制造一体化功能的应用支撑平台，以满足煤矿运输设备的总体设计、概念设计、三维结构设计、工程分析仿真、细节设计、装配设计、数控加工，真正地实现煤矿机械产品的设计、分析与制造的全数字化应用，以便进一步提高产品质量，缩短研制周期，增强整体技术
实力及市场竞争能力。其系统的任务如下:
(l)以产品为主轴，全面提升技术中心的数字化设计能力和三维软件应用水平。
(2)搭建三维全数字化应用平台，对产品数据及设计流程进行管理。
(3)以产品为主轴，全面使用三维产品数据，进行工艺设计，工装设计，数控编程。
(4)建立数字化设计、制造，产品及工艺数据、流程管理的规范和标准。
三、CAD/CAE/CAM系统构建方案
3.1 CAD/CAE/CAM系统配置原则
总体布局，协同设计，并行工作，使更改自动化传递，加快产品设计、制造度。在系统中建立数字化样机，进行分析验证，使物理样机制造更快、更准确，提高产品质量。应用统一系统使员工培训更加专注，系统维护简单，降低人力和系统成本。
3.2 CAD/CAE/CAM系统功能
CAD/CAE/CAM软件系统功能配置完整，能够覆盖数字化开发设计、分析仿真及数控制造的全过程，最基本的功能应包括:
概念设计:产品配置、快速优化的能力，数字化样机设计。
总体结构设计:三维装配设计，装配干涉检查、自动生成爆炸图及装配明细表。
结构详细设计:零部件结构准确描述，提供针对性设计特征快速定义各种三维模型描述。
工程分析:实现运动机构模拟，有限元分析及结构优化，重量计算和控制。
3.3 UGNX软件模块配置
为了真正建立一个完全面向“数字化样机”的应用平台，用数字化样机模拟、仿真物理样机的功能和性能，进行关键零部件的有限元分析，减少产品设计研制中物理样机制作和试验的次数，大大地降低成本，提高效益，就必须有完整的软件应用工具做支撑。
按照三维软件为主、二维软件为辅的应用原则，需要30个UG的基本使用权。以此提高设计人员的工作效率，缩短设计周期。最常用的基本模块配置如下:
UG NX Gateway 基本环境 30
UG NX 3D Modeling 3D设计 30
UG NX 2D Drafting ZD制图设计 30
UG NX 3D Assembly Mo de ling3D缪酒己设计25
四、系统的实施方案
系统划分为两个阶段实施。即:第一阶段首先在技术中心进行大面积设计基础应用培训;制订规范;快速提升技术中心应用UG软件的使用水平;第二阶段规范设计流程，实現从设计到制造的完整应用。
4.1制定设计规范
通过基础培训后，设计人员都会跃跃欲试地用UG进行设计了，但每个人都会按照自己的习惯做自己的三维设计、装配及工程图。如果这样发展下去，开始的时候，设计人员自己可能还能清楚地知道自己所做的零件的具体思路，也能很快地完成变更设计等工作。然而，这时设计人员不会考虑后续装配如何利用此零件模型，分析如何利用此零件模型，如果其他人想利用此模型，是否能很快地利用起此模型，这样必将引发后续的隐患。所有的问题，必须在使用软件的早期就进行考虑并解决。设计人员使用UG之前，必须在EDS工程师的指导下，定制的UG软件设计使用规范，包括三维建模规范，出工程图规范。
4.2应用培训
重点是通过大面积设计基础应用培训与辅导，保证设计人员人人能应用UG进行产品设计。通过两周的时间使设计人员达到UG一级应用水平。通过CAM应用培训与辅导，保证数控工艺人员能使用UG进行产品设计和数控编程，并在EDS教员的指导下完成产品零件的造型、数控编程及加工制造。
4.3 CAD/CAE/CAM系统的全面协同应用
UG设计协同应用，是指设计数据的协同。也就是说，我们在这个阶段考虑的是，技术中心与其他制造部门设计数据的协同。如果要达到协同顺利进行，避免过多的错误产生，就需要统一的平台，更主要的是协同的设计数据有统一的设计规范，使得各个部门需要什么类型的设计数据时，能很快的按照设计规范提取到。
4.4提升应用UG软件进行CAD设计的水平
经过了基础培训与辅导，再加上有UG软件的设计使用规范，设计人员开始使用UG软件进行三维设计。设计人员很容易完成简单零件的设计与工程图，但当遇到较复杂的零件时，常常会出现两种截然不同的情况，一种情况是:设计人员设计时间允许，知难而上，找资料，多询问，苦钻研，最终度过难关，设计时间还允许，通过二到三个较复杂的零件设计，自己达到使用UG的2级水平，多复杂的零件都可以独立完成;另一种情况是:设计时间不允许，或觉得太难，迅速转到原有的设计工具上。为了避免这两种情况，必须请EDS高级应用工程师在现场指导，快速推动设计人员使用水平的提高。
五、结束语
技术中心与协作单位协同应用，分为两个阶段，首先，推广技术中心第一阶段的实施经验，进行UG的设计基础培训与辅导，延长辅导阶段，提升UG应用水平；其次，实施技术中心已经成熟的UG使用规范。通过这两个阶段，使协作单位的设计人员也达到UG的2级应用水平。并保证设计和提取的数据是按设计规范进行的，有助于制造部门应用CAM软件进行产品的加工制造。
关键词：CA；三维；构建；
中图分类号：O343.2文献标识码： A 文章编号：
前言
通过几年来UG系统的应用，不仅形成了大量的3D设计数据和技术应用成果，也为本公司培养了大批技术人才，为进一步建立一个完整的、先进有效的数字化设计、分析及制造一体化应用平台奠定了良好的基础。为了全面提高公司的技术创新能力，启动了企业三维CAD/CAE/CAM系统建设工程。
一、CAD/CAE/CAM系统需求
CAD/CAE/CAM应用重点是全面实现三维应用，在产品研发和生产中有如下几个方面问题是系统需要解决的。
第一，规范化、标准化的三维设计及制造。产品标准化、规范化:尽管面向顾客的产品变化较快，但构成产品的零部件相对稳定，有利于降低产品成本，我国有关部门统计结果表明，每增加一个新零件，年平均费用增加2000元一4000元。
第二，保持系统和版本的一致性。降低系统复杂度，减少维护成本;减少数据转换，避免丢失数据和降低数据精度;易于和供应商协同设计和制造;利于对设计人员的培训，自学和内部交流。
第三，考虑设计和工艺数据的共享与交换，即CAD/CAM与工艺设计的一体化。
第四，三维软件的普及和应用。
二、系统建设目标
CAD/CAE/CAM系统建设的总体目标是:建立一个以三维UGNX软件为基础，具有网
络化、集成化、可扩充“数字化样机”的开发设计、分析、仿真与数控制造一体化功能的应用支撑平台，以满足煤矿运输设备的总体设计、概念设计、三维结构设计、工程分析仿真、细节设计、装配设计、数控加工，真正地实现煤矿机械产品的设计、分析与制造的全数字化应用，以便进一步提高产品质量，缩短研制周期，增强整体技术
实力及市场竞争能力。其系统的任务如下:
(l)以产品为主轴，全面提升技术中心的数字化设计能力和三维软件应用水平。
(2)搭建三维全数字化应用平台，对产品数据及设计流程进行管理。
(3)以产品为主轴，全面使用三维产品数据，进行工艺设计，工装设计，数控编程。
(4)建立数字化设计、制造，产品及工艺数据、流程管理的规范和标准。
三、CAD/CAE/CAM系统构建方案
3.1 CAD/CAE/CAM系统配置原则
总体布局，协同设计，并行工作，使更改自动化传递，加快产品设计、制造度。在系统中建立数字化样机，进行分析验证，使物理样机制造更快、更准确，提高产品质量。应用统一系统使员工培训更加专注，系统维护简单，降低人力和系统成本。
3.2 CAD/CAE/CAM系统功能
CAD/CAE/CAM软件系统功能配置完整，能够覆盖数字化开发设计、分析仿真及数控制造的全过程，最基本的功能应包括:
概念设计:产品配置、快速优化的能力，数字化样机设计。
总体结构设计:三维装配设计，装配干涉检查、自动生成爆炸图及装配明细表。
结构详细设计:零部件结构准确描述，提供针对性设计特征快速定义各种三维模型描述。
工程分析:实现运动机构模拟，有限元分析及结构优化，重量计算和控制。
3.3 UGNX软件模块配置
为了真正建立一个完全面向“数字化样机”的应用平台，用数字化样机模拟、仿真物理样机的功能和性能，进行关键零部件的有限元分析，减少产品设计研制中物理样机制作和试验的次数，大大地降低成本，提高效益，就必须有完整的软件应用工具做支撑。
按照三维软件为主、二维软件为辅的应用原则，需要30个UG的基本使用权。以此提高设计人员的工作效率，缩短设计周期。最常用的基本模块配置如下:
UG NX Gateway 基本环境 30
UG NX 3D Modeling 3D设计 30
UG NX 2D Drafting ZD制图设计 30
UG NX 3D Assembly Mo de ling3D缪酒己设计25
四、系统的实施方案
系统划分为两个阶段实施。即:第一阶段首先在技术中心进行大面积设计基础应用培训;制订规范;快速提升技术中心应用UG软件的使用水平;第二阶段规范设计流程，实現从设计到制造的完整应用。
4.1制定设计规范
通过基础培训后，设计人员都会跃跃欲试地用UG进行设计了，但每个人都会按照自己的习惯做自己的三维设计、装配及工程图。如果这样发展下去，开始的时候，设计人员自己可能还能清楚地知道自己所做的零件的具体思路，也能很快地完成变更设计等工作。然而，这时设计人员不会考虑后续装配如何利用此零件模型，分析如何利用此零件模型，如果其他人想利用此模型，是否能很快地利用起此模型，这样必将引发后续的隐患。所有的问题，必须在使用软件的早期就进行考虑并解决。设计人员使用UG之前，必须在EDS工程师的指导下，定制的UG软件设计使用规范，包括三维建模规范，出工程图规范。
4.2应用培训
重点是通过大面积设计基础应用培训与辅导，保证设计人员人人能应用UG进行产品设计。通过两周的时间使设计人员达到UG一级应用水平。通过CAM应用培训与辅导，保证数控工艺人员能使用UG进行产品设计和数控编程，并在EDS教员的指导下完成产品零件的造型、数控编程及加工制造。
4.3 CAD/CAE/CAM系统的全面协同应用
UG设计协同应用，是指设计数据的协同。也就是说，我们在这个阶段考虑的是，技术中心与其他制造部门设计数据的协同。如果要达到协同顺利进行，避免过多的错误产生，就需要统一的平台，更主要的是协同的设计数据有统一的设计规范，使得各个部门需要什么类型的设计数据时，能很快的按照设计规范提取到。
4.4提升应用UG软件进行CAD设计的水平
经过了基础培训与辅导，再加上有UG软件的设计使用规范，设计人员开始使用UG软件进行三维设计。设计人员很容易完成简单零件的设计与工程图，但当遇到较复杂的零件时，常常会出现两种截然不同的情况，一种情况是:设计人员设计时间允许，知难而上，找资料，多询问，苦钻研，最终度过难关，设计时间还允许，通过二到三个较复杂的零件设计，自己达到使用UG的2级水平，多复杂的零件都可以独立完成;另一种情况是:设计时间不允许，或觉得太难，迅速转到原有的设计工具上。为了避免这两种情况，必须请EDS高级应用工程师在现场指导，快速推动设计人员使用水平的提高。
五、结束语
技术中心与协作单位协同应用，分为两个阶段，首先，推广技术中心第一阶段的实施经验，进行UG的设计基础培训与辅导，延长辅导阶段，提升UG应用水平；其次，实施技术中心已经成熟的UG使用规范。通过这两个阶段，使协作单位的设计人员也达到UG的2级应用水平。并保证设计和提取的数据是按设计规范进行的，有助于制造部门应用CAM软件进行产品的加工制造。