計算機輔助設計和制造發(fā)展過程

在飛行器設計中，起初電子計算機僅用于復雜的工程分析計算，如飛行器表面流場的計算，復雜結構的應力分析等。大型數(shù)控繪圖機和通用繪圖軟件以及交互圖形顯示器的出現(xiàn)，使設計人員可以用光筆在圖形顯示器的熒光屏上生成和修改圖形，實現(xiàn)人機對話式的操作，從而把人的思維、判斷能力與計算機的高速運算和記憶能力結合起來，形成計算機輔助設計。與此同時，數(shù)控加工技術也在不斷發(fā)展。70年代以后逐步形成了完整的計算機輔助設計和制造系統(tǒng)，這種系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)庫和網絡通信直接傳輸飛行器有關數(shù)字信息，可以把設計與制造過程緊密聯(lián)系起來，使飛行器設計和制造發(fā)生重大的變化。

應用計算機輔助設計和制造系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的存取達到設計信息向制造部門直接傳遞，使圖紙和文件的發(fā)放工作簡化和加快。系統(tǒng)在很短的時間內能進行大量的復雜運算，有可能對很多方案進行快速的分析和評價，從中選出最優(yōu)的設計方案。這在手工計算中是不可能做到的。

應用系統(tǒng)的圖形工作站完成飛行器的總體布置、外形設計、結構打樣、系統(tǒng)安裝和完成各種生產圖紙。各個設計組可以平行作業(yè)，對設計方案進行反復的檢查、協(xié)調和修改。其工作的靈活性、速度和準確性遠遠超過繪圖板、計算尺和丁字尺之類的繪圖工具。

在飛行器制造階段，計算機輔助設計和制造系統(tǒng)能夠運用已有的設計信息設計零件的制造工藝過程，設計成形、加工、裝配和檢驗的全套工藝裝備，快速生成數(shù)控加工和數(shù)控測量的控制帶。這樣就能減少工藝準備時間，并使制造中的互換協(xié)調要求得到保證。

計算機輔助設計和制造的技術基礎有4個方面。

應用計算機輔助設計和制造技術時，飛行器部件的幾何外形要用數(shù)學表達式來表示，稱為外形數(shù)學模型。為適應電子計算機計算和探索適用的外形數(shù)學模型，建立了計算幾何學學科。常用的描述外形的數(shù)學方法有分段二次曲線、參考樣條曲線和曲面、孔斯曲面、貝齊埃曲面和 B－樣條曲面等。

包括圖形顯示的硬件技術、基本軟件和各種算法。它們是實現(xiàn)交互式設計的必備工具。可以生成各種圖形和字符，將圖形放大、縮小、平移、旋轉、修改、消除隱藏線、產生明暗度和色調等。

在飛行器的設計和制造過程中，用戶在數(shù)據(jù)庫中存取信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和傳遞。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)除計算機外存貯器（磁盤、磁帶）中的大量相互關聯(lián)的數(shù)據(jù)外，還包括處理數(shù)據(jù)的軟件以及支持這些軟件的硬件。數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件的核心部分。

應用數(shù)控技術可直接調用設計階段形成的數(shù)字信息，經過處理后用來控制機床和其他加工設備，加工出所需的零件。數(shù)控技術不僅用于加工，也用于繪圖、測量、彎管、鉆孔和鉚接等。2100433B

計算機輔助設計與制造

本書共12章，主要介紹計算機輔助設計與本書共12章，主要介紹計算機輔助設計與制造基本理論和基礎知識；工程數(shù)據(jù)的處理；圖形技術基礎；幾何造型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構；幾何造型技術；隱藏線和隱藏面的處理；自由曲線與曲面CAD；計算機輔助工藝過程（CAPP）技術基礎；計算機輔助工程（CAE）技術基礎；計算機輔助制造；CAD/CAM集成技術；逆向工程與快速原型制造等。

本教材內容系統(tǒng)、完整、結構清晰，既包含了經典的理論基礎知識，也反映了近年來計算機輔助設計與制造技術發(fā)展的新動向。本書可作為高等工科院校機械類專業(yè)教材，也可作為函授相關專業(yè)教材和教學參考書，也可供從事計算機輔助設計與制造、計算機集成制造和現(xiàn)代制造系統(tǒng)的工程技術人員參考。