【摘 要】目前，化學(xué)工程學(xué)科中日趨廣泛地應(yīng)用到計算機技術(shù)，利用計算機進行化工設(shè)計、化工模擬、化工過程控制變得越來越重要。本文通過工程實例，演示了使用 CAD設(shè)計橢圓形封頭和零件設(shè)計中的方法，對于提高化工設(shè)備設(shè)計的繪圖效率具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】化工機械 CAD 質(zhì)量計算 圖形繪制 計算機輔助設(shè)計

計算機輔助設(shè)計又稱之為CAD，它能夠幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作，利用的工具是計算機和相關(guān)的圖形設(shè)備。很多產(chǎn)品的設(shè)計過程中，幫助設(shè)計人員完成信息存儲、制圖和計算等工作都可以由計算機來進行。設(shè)計過程中，首先需要在計算機幫助下計算、分析和比較不同方案，最優(yōu)方案才能得到?jīng)Q定，包括數(shù)字、文字或圖形的各類信息，計算機的存儲空間內(nèi)都存放著。開始設(shè)計時，設(shè)計人員使用的通常是草圖，計算機需要完成的工作是將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D，這些工作圖可以快速地顯示出來，這樣設(shè)計人員判斷和修改設(shè)計會比較及時，一些圖形數(shù)據(jù)加工工作，比如說圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等，也可以由計算機完成?？梢钥闯鰜?，CAD有著很大的優(yōu)勢，提高設(shè)計質(zhì)量，減輕重復(fù)性勞動和縮短設(shè)計周期等。

化工生產(chǎn)中，要求化工機械具有很高的安全性，所以要重視對其零部件的設(shè)計。CAD軟件是一個大型高級軟件，廣泛應(yīng)用在化工機械領(lǐng)域。

一、化工機械設(shè)計中CAD應(yīng)用概述

近年來，在國內(nèi)外的建筑、電子、通用機械、紡織等許多行業(yè)中，計算機輔助設(shè)計技術(shù)得到了快速發(fā)展，大量的實用軟件產(chǎn)品得到了開發(fā)出。然而，CAD技術(shù)在化工機械行業(yè)中的鍋爐行業(yè)中的發(fā)展卻比較緩慢。鍋爐的設(shè)計特點是，它需要反復(fù)迭代，必須優(yōu)化比較多個設(shè)計方案。

封頭是化工機械的通用零件，系列化標(biāo)準已包含其所有的類型。其中應(yīng)用十分廣泛的一種封頭就是橢圓形封頭，同時，與橢圓形封頭相關(guān)的標(biāo)準已經(jīng)由我國有關(guān)部門制定。通過建立部件族或標(biāo)準件庫，可以調(diào)用CAD中已經(jīng)存在的標(biāo)準件，比如說，通過相關(guān)的已經(jīng)存在的標(biāo)準件庫就可以調(diào)用設(shè)計橢圓形封頭，如果這樣去進行產(chǎn)品的設(shè)計，產(chǎn)品的制造周期就能夠大大地節(jié)省，生產(chǎn)過程的效率得到很大的提高。

在煉油、發(fā)電、原子能、化工、機械加工、冶金等等的許多工業(yè)部門中，有一種設(shè)備廣泛應(yīng)用，那就是換熱設(shè)備。換熱設(shè)備的投資在這些領(lǐng)域中，占到總投資的一個很大的份額是，所以說，它是一種重要的工業(yè)過程用的設(shè)備。隨著CAD技術(shù)在世界范圍內(nèi)各個領(lǐng)域的使用，在換熱設(shè)備的設(shè)計制造中，我們也使用到了CAD技術(shù)。如果說到具體的應(yīng)用，包括換熱設(shè)備的計算機輔助設(shè)計、制造、研究與開發(fā)等，同時這也成為換熱設(shè)備行業(yè)未來的趨勢。使用CAD系統(tǒng)能實現(xiàn)很多的功能，這是以前達不到的，比如說實現(xiàn)了新型高效縱流殼程換熱設(shè)備的一體化和集成化，包括機械設(shè)計、研究開發(fā)與工藝設(shè)計、零部件設(shè)計。在熱力設(shè)備行業(yè)中推廣應(yīng)用CAD系統(tǒng)，能達到很多意想不到的效果，它不僅能幫助減少設(shè)備投資費用、節(jié)能降耗、提高設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計效率，同時還能優(yōu)化換熱設(shè)備設(shè)計、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低成本，這樣也能工程技術(shù)人員從此不用重復(fù)的勞動。應(yīng)用在很多圖形的繪制上都取得了很大成功，像繪制零部件的總裝圖和二維圖形，因此，在設(shè)計新型高效縱流殼程換熱器的過程中，CAD系統(tǒng)起得作用很重要。

二、CAD在設(shè)計精密化工機械零件應(yīng)用實例

設(shè)計者以設(shè)計精密零件時，常用到三維模型的來表達。在此之前，二維工程圖得到普遍采用，只能一個視角一個視角得去畫。在處理這一問題方面，CAD技術(shù)是非常方便的：三維模型可以方便的由設(shè)計人員的設(shè)計構(gòu)思或已有的二維圖紙繪出來。這種設(shè)計方法的使用，工作人員可以方便地進行有效的交流，工作效率得到很大提高。

目前，當(dāng)設(shè)計大多數(shù)產(chǎn)品的時侯，仍然使用二維圖紙表達，這些是使用AutoCAD 軟件完成的。但是，對于復(fù)雜零件，設(shè)計人員在進行二維圖紙的尺寸標(biāo)注的時候，是難免會出現(xiàn)錯誤的，然而工作人員在工藝分析和制造的時侯，這些尺寸標(biāo)準錯誤是很難被發(fā)現(xiàn)的；對于部件來說，設(shè)計的時候，需要做的一件工序就是檢查零件之間的干涉，如果我們在二維裝配圖中希望完成這項工序，那將會是非常困難的。但是，當(dāng)我們采用三維軟件來設(shè)計這些零部件的時候，效果就會大大改善。干涉檢查所有結(jié)構(gòu)部件，更正設(shè)計過程中的錯誤等，完成這些工序都變的十分方便。

設(shè)計人員在完成設(shè)計制造化工機械產(chǎn)品工作的時候，經(jīng)常遇到到一種設(shè)計是一些復(fù)雜曲面成型工裝的設(shè)計。如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法，計算過程十分復(fù)雜不說，表達產(chǎn)品用的也是復(fù)雜的二維圖紙?？梢钥闯鰜?，三維設(shè)計有著很大優(yōu)勢，設(shè)計人員能夠方便地就做出產(chǎn)品的三維結(jié)構(gòu)圖，這些根據(jù)必要的幾何尺寸完成的，然后相關(guān)分析，就能夠輸出二維圖。

現(xiàn)在的經(jīng)濟都是市場經(jīng)濟，工作人員銷售產(chǎn)品時，有一個環(huán)節(jié)是必不可少，那就是產(chǎn)品介紹。以前全部是用二維平面圖紙來介紹傳統(tǒng)產(chǎn)品，這樣做弊端很多。因為對很多用戶來說，識圖是很困難的，所以他們就很難充分理解產(chǎn)品的情況，宣傳效果大大地被影響了。但現(xiàn)在不同，設(shè)計人員采用三維技術(shù)完成產(chǎn)品模型，模型是非常直觀的大大提高了宣傳的效果。

產(chǎn)品的生產(chǎn)過程當(dāng)中，對產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，很多有關(guān)的人員是需要技術(shù)交流的。以前，人們依靠的是二維工程圖，很多的復(fù)雜產(chǎn)品，工作人員如果要解決問題，通常情況下是需要反復(fù)交流的?，F(xiàn)在如使用直觀的三維模型，雙方很快就能觀點一致。三維實體設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成為目前很多技術(shù)方案進行技術(shù)交流的必備技術(shù)。

三、總結(jié)

可以看出，在設(shè)計化工機械設(shè)備時，設(shè)計人員廣泛地用到AutoCAD技術(shù)。所以設(shè)計人員需要充分掌握CAD技術(shù)，不但能夠提高化工設(shè)備零部件圖形繪制的準確性，還能解決復(fù)雜的圖形繪制等。總之，CAD技術(shù)在化工機械設(shè)備中的應(yīng)用，大大地提高了工作的效率。

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作者簡介：

楊振，男，湖北省天門市人，1991年出生，在讀大學(xué)生，就讀于長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院2009級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)。