1.1.2 常见的CAD软件系统

1.CATIA

CATIA最早是由法国达索飞机公司研制的，目前属于IBM公司。它是一个高档CAD/CAM/CAE集成系统，广泛用于航空、汽车等领域。它采用特征造型和参数化造型技术，允许自动指定或由用户指定参数化设计、几何或功能化约束的变量式设计。根据其提供的三维线架，用户可以精确地建立、修改与分析三维几何模型。其曲面造型功能包含了高级曲面设计和自由外形设计，用于处理复杂的曲线和曲面定义，并有许多自动化功能和分析工具，因而加速了曲面设计过程。CATIA提供的装配设计模块可以建立并管理基于三维的零件和约束的机械装配件，能自动地对零件间的连接进行定义，便于对运动机构进行早期分析，大大加速了装配件的设计，后续应用则可以利用此模型进行进一步的设计、分析和制造。CATIA具有一个数控工艺数据库，存有刀具、刀具组件、材料和切削状态等信息，可以自动计算加工时间，并对刀具路径进行重放和验证，用户可通过图形化显示来检查和修改刀具轨迹。该软件的后处理程序支持铣床、车床和多轴加工。

2.SolidWorks

SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。由于使用了Windows的OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks已成为全球装机量最大、最好用的三维CAD软件。SolidWorks拥有众多第三方软件供应商的支持，可以实现加工、分析、逆向工程等工程应用。采用SolidWorks已成为众多中、小型企业实现产品开发信息化和自动化的唯一途径。同面向高端的CATIA软件相比，作为中端CAD软件的SolidWorks在功能方面稍逊一筹，但已经完全可以满足产品设计的所有要求，命令执行过程更为简单直观，拥有较高的建模效率，因而特别适合中、小企业。

3.UG和SolidEdge

Unigraphics（UG）是美国UGS公司发布的CAD/CAM/CAE集成系统，广泛应用于航空航天、汽车、通用机械及模具等领域。国内外已有许多科研院所和厂家选择了UG作为CAD/CAM系统。无论装配图还是零件图设计，UG都从三维实体造型开始，可视化程度很高。三维实体生成后，可自动生成二维视图，如三视图、轴测图、剖视图等。其三维CAD是参数化的，一个零件尺寸的修改，可导致相关零件的变化。该软件还具有人机交互方式下的有限元解算程序，可以进行应变、应力及位移分析。UG的CAM模块提供了一种产生精确刀具路径的方法，该模块允许用户通过观察刀具运动来图形化地编辑刀具轨迹，如延伸、修剪等，其所带的后处理程序支持各种数控机床。UG具有多种图形文件接口，可用于复杂形体的造型设计，特别适合大型企业和研究所使用。

SolidEdge是UGS公司为满足中端CAD需求而开发的在Windows平台上使用的三维CAD系统，是基于参数和特征实体造型的CAD系统，具有较好的人机界面。

4.Pro/ENGINEER

Pro/ENGlNEER是美国PTC公司开发的CAD/CAM软件，在我国有较多的用户。它采用面向对象的统一数据库和全参数化造型技术，为三维实体造型提供了一个优良的平台。其工业设计方案可以直接读取内部的零件和装配文件，当原始造型被修改后，具有自动更新的功能。其MOLDDESIGN模块用于建立几何外形，产生模具的模芯和腔体，生成精加工零件和完善的模具装配文件。其CAM功能，提供了最佳加工路径控制和创建智能化加工路径的功能，允许数控编程人员控制整体的加工路径直到最细节的部分。该软件还支持高速加工和多轴加工，带有多种图形文件接口。

5.I-DEAS

I-DEAS是美国SDRC公司（已被UGS公司收购）开发的一套完整的CAD/CAM系统，其侧重点是工程分析和产品建模。它采用开放型的数据结构，把实体建模、有限元模型与分析、计算机绘图、实验数据分析与综合、数控编程及文件管理等集成为一体，因而可以在设计过程中较好地实现计算机辅助机械设计。它通过公用接口及共享的应用数据库，把软件各模块集成于一个系统中。其中实体建模是I-DEAS的基础，它包括了物体建模、系统组装及机构设计等模块。物体建模模块可通过定义非均匀有理B样条曲线构成的光滑表面来形成雕塑曲面；系统组装模块通过对给定几何实体的定位来表达组件的关系，并可实现干涉检验及物理特性计算；机构设计模块用来分析机构的复杂运动关系，并可通过动画显示连杆机构的运动过程。

6.AutoCAD、MDT和Inventor

AutoCAD是美国Autodesk公司的主导产品，是目前最流行的二维CAD绘图软件之一，有着强大的绘图功能，并具有二次开发功能，在很多领域都有着广泛的用户群体。MDT与Inventor是Autodesk公司开发的三维CAD系统，以三维设计为基础，集设计、分析、制造及文档管理等多种功能为一体。由于与AutoCAD都是Autodesk公司的产品，因此，它们完全融合为一体，用户可以方便地实现三维和二维间的转换，为AutoCAD用户由二维向三维升级提供了一个较好的选择。

7.CAD软件比较

目前，国内的CAD应用主要集中在高端与低端，高端的CAD系统，如CATIA、UG和Pro/ENGINEER等，主要在大型企业，例如，汽车和航空航天企业中使用。中、小企业大多还停留在使用低端的CAD应用，如AutoCAD，功能应用还局限在计算机辅助绘图方面，其作用仅仅是甩图版。同时，AutoCAD的主要功能体现在几何造型方面，并不强调其应用领域，因此该软件适用于机械、建筑、服装、交通等多个设计领域。中、高端CAD软件则强调其行业背景，软件应用于机械工程领域，为现代产品的设计和制造提供全方位的功能支持，在产品设计领域，中、高端CAD软件远比AutoCAD先进和有效。

目前中端的CAD系统，如SolidWorks、SolidEdge和Inventor等，正处于推广应用阶段。相对而言，高端的CAD系统虽功能全面，但使用复杂、不易掌握，而且价格高。而中端的CAD系统使用简便、价格适中，虽然功能不如高端的CAD系统强大，但除了极个别的领域，应用在大多数场合已是绰绰有余。对于中、小规模、技术力量相对薄弱的企业，通过中端CAD系统的应用来提升产品开发能力、增强企业实力是更为可行的方案。