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        CAD對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的影響

        2016-08-22 04:34:43馮駿
        大科技 2016年24期
        關(guān)鍵詞:繪圖機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械

        馮駿

        (南寧八菱科技股份有限公司 廣西南寧 530003)

        CAD對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的影響

        馮駿

        (南寧八菱科技股份有限公司 廣西南寧 530003)

        CAD是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物,將其應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中有著重要意義。通過(guò)利用CAD技術(shù),不僅能夠科學(xué)地減輕工作人員工作任務(wù),更可以提升機(jī)械設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量與效率。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中,機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)與工作人員應(yīng)結(jié)合時(shí)代發(fā)展的要求,不斷創(chuàng)新CAD技術(shù)和系統(tǒng),從而充分發(fā)揮CAD的作用。本文以CAD技術(shù)概念為基礎(chǔ),簡(jiǎn)要分析其發(fā)展歷程,重點(diǎn)探討CAD技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的影響。

        CAD技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì);多維繪圖;設(shè)計(jì)理念

        前言

        機(jī)械設(shè)計(jì)以機(jī)械工作原理為基礎(chǔ),根據(jù)具體的使用要求,構(gòu)思對(duì)應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式、結(jié)構(gòu)、形狀尺寸等,是進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟,將CAD技術(shù)科學(xué)的融入機(jī)械設(shè)計(jì),在提升設(shè)計(jì)整體水平的同時(shí),為企業(yè)獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。CAD是現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件,能實(shí)時(shí)為技術(shù)設(shè)計(jì)人員解決機(jī)械問(wèn)題,且操作程序較為簡(jiǎn)單,具備設(shè)計(jì)、修改圖形等多種功能,企業(yè)應(yīng)加大對(duì)CAD的重視程度,結(jié)合企業(yè)規(guī)模,推出更符合當(dāng)前時(shí)代需求的機(jī)械設(shè)計(jì)。

        1 CAD技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)概況

        機(jī)械設(shè)計(jì)主要是指有關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的制作、生產(chǎn)、工作領(lǐng)域,在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)著重要地位。而CAD(Computer Aided Design)主要是指計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì),即設(shè)計(jì)人員通過(guò)利用圖形設(shè)備或者計(jì)算機(jī)軟件而進(jìn)行的設(shè)計(jì)過(guò)程。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中,一般都會(huì)需要借助計(jì)算機(jī)計(jì)算、整理、對(duì)比不同的方案,從而選擇出最優(yōu)方案,而CAD技術(shù)能夠存儲(chǔ)不同類型的設(shè)計(jì)信息,并可被快速檢索,將其應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中,能有效提升設(shè)計(jì)的工作效率。

        1.1 CAD系統(tǒng)具體組成模塊

        CAD系統(tǒng)的核心部分是軟件模塊,CAD本身具備的功能大多取決于軟件系統(tǒng)的先進(jìn)性,但系統(tǒng)運(yùn)行的順暢性則由硬件系統(tǒng)影響,具體的模塊如表1所示。

        表1

        從表1可知,CAD系統(tǒng)由硬件和軟件兩個(gè)部分組成,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需求,而選擇恰當(dāng)?shù)哪K,科學(xué)地提升整體設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

        1.2 CAD的發(fā)展歷程

        CAD技術(shù)在我國(guó)發(fā)展歷程較短,但發(fā)展速度很快,且在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍較廣,不管是硬件系統(tǒng)還是軟件系統(tǒng),都發(fā)展到了一定的高度,軟件系統(tǒng)主要包括CADDS、ProE、Solid-Works、IDEAS等,部分軟件還有CAM等功能,從總的前進(jìn)趨勢(shì)來(lái)看,CAD逐步出現(xiàn)了智能化、集成化、信息化和自動(dòng)化的特點(diǎn),但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,仍存在較大差距,相關(guān)企業(yè)和設(shè)計(jì)人員應(yīng)加大對(duì)CAD的研究力度,擴(kuò)大CAD的應(yīng)用范圍。

        2 CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方式

        CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要包括多維空間繪圖方式和實(shí)體應(yīng)用方式,從其應(yīng)用現(xiàn)狀的角度分析,當(dāng)CAD才出現(xiàn)時(shí),受到計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)等因素的限制,CAD只能夠繪制出最簡(jiǎn)單的二維空間圖形,但當(dāng)前三維CAD技術(shù)的影響越來(lái)越廣,且零部件結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)也逐步優(yōu)化。

        2.1 多維空間繪圖

        機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品所需要處理的信息包括圖形與數(shù)據(jù)兩個(gè)方面,其中圖形的工作任務(wù)較重,根據(jù)相關(guān)資料記載,已經(jīng)占到總工作任務(wù)的70%以上。從二維空間圖形的層次分析,在開(kāi)始制圖時(shí),應(yīng)選擇好繪圖軟件,應(yīng)用得較多的繪圖軟件有工作站、微機(jī)型,如交互型繪圖,不僅能夠根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)要求繪制出多種多樣的圖形,更可以在系統(tǒng)中直接編輯,從而充分發(fā)揮CAD作用。

        2.2 實(shí)體應(yīng)用方式

        CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)體應(yīng)用方式,主要體現(xiàn)在建模方面,包括線框、實(shí)體、表面等模型,具體的內(nèi)容如表2所示。

        表2

        基于Auto CAD實(shí)體造型的角度分析,其基本的實(shí)體包括球體、楔形體、立方體、圓錐體等,對(duì)于系統(tǒng)中簡(jiǎn)單的零部件,可以通過(guò)分析圖形具體的結(jié)構(gòu),再分成以上的基本體,重新塑造三維空間實(shí)體,最后進(jìn)行并集、交集、差等方面的運(yùn)算,使得CAD技術(shù)解決機(jī)械設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。

        3 CAD應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中的影響

        將CAD應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中,不僅能夠幫助設(shè)計(jì)人員有效縮短工作周期,更能提升其整體質(zhì)量,其具體的影響表現(xiàn)在以下幾方面:

        3.1 節(jié)約機(jī)械設(shè)計(jì)整體時(shí)間

        機(jī)械設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品具備相似性、批量性和對(duì)稱性,且產(chǎn)品被投入使用后,更應(yīng)有較強(qiáng)的靈活性與復(fù)制性,因此利用CAD進(jìn)行對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于內(nèi)部相似的零部件設(shè)計(jì),只需改變其中某些參數(shù)即可。如借助相鄰零部件之間的位置數(shù)據(jù)或者性狀,再加入適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),形成全新的機(jī)械產(chǎn)品或零部件,從而節(jié)約整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的整體時(shí)間。需要注意的是,利用迅速重新構(gòu)建的方法,還可有效節(jié)省設(shè)計(jì)計(jì)劃時(shí)間,大約能夠縮短2/3,即CAD中所特有的高度變形功能,通過(guò)這一功能,可在極短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出產(chǎn)品,科學(xué)地縮短產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)周期。就當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而言,機(jī)械產(chǎn)品較快地投入生產(chǎn),就在某種程度上意味著擴(kuò)大企業(yè)市場(chǎng)影響力,促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。

        3.2 簡(jiǎn)化機(jī)械裝配零件程序

        在CAD技術(shù)中,內(nèi)部資源存儲(chǔ)器與查找設(shè)備中的組成零部件——裝配路徑查找器,可記錄下零件的裝配程序,實(shí)際的裝配過(guò)程中,如果出現(xiàn)裝配程序錯(cuò)誤或零部件位置不正確時(shí),可借助查找器,全面檢查機(jī)械產(chǎn)品,進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)安裝過(guò)程的錯(cuò)誤,并采取針對(duì)性措施,確保產(chǎn)品的合理性。同時(shí),CAD還具備隱藏零部件功能,為方便工作人員檢查裝配具體結(jié)構(gòu),能夠通過(guò)該功能,選擇性隱藏外部零件,簡(jiǎn)化機(jī)械裝配零件程序。

        3.3 直觀靈活地修改零件

        完成設(shè)計(jì)產(chǎn)品后,可借助資源查找器,查看產(chǎn)品的所有零部件環(huán)境,包括指令等部分,指令與設(shè)計(jì)產(chǎn)品的零部件結(jié)構(gòu)有著極大影響,當(dāng)改變指令中特定參數(shù)時(shí),即可改變零件的具體設(shè)計(jì),操作方式比較簡(jiǎn)單方便。需要注意的是,修改緩解不僅可應(yīng)用在零件環(huán)境,也能夠應(yīng)用在裝配環(huán)境,靈活性較強(qiáng)。

        3.4 提升設(shè)計(jì)整體水平與質(zhì)量

        機(jī)械設(shè)計(jì)不斷朝著智能化的方向發(fā)展,而CAD技術(shù)能夠很好地滿足機(jī)械產(chǎn)品需求。設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的過(guò)程中應(yīng)用CAD技術(shù),能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)方式,提升設(shè)計(jì)的整體技術(shù)含量。同時(shí),在生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品的過(guò)程中,可通過(guò)CIMS技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品,統(tǒng)籌信息技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品之間的關(guān)系,進(jìn)而保障產(chǎn)品整體質(zhì)量。

        3.5 融入現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念

        CAD技術(shù)給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來(lái)了重大發(fā)展機(jī)遇,有著較大地發(fā)展?jié)摿?,CAD以計(jì)算機(jī)等先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ),但需要注意的是,當(dāng)前我國(guó)在CAD方面的人才仍然較少,但CAD整個(gè)系統(tǒng)比較復(fù)雜,因此設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品往往仍有一定的缺陷,基于此,為進(jìn)一步應(yīng)用CAD技術(shù),相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)自身修養(yǎng),不斷學(xué)習(xí)CAD相關(guān)設(shè)計(jì)理念和知識(shí),結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)市場(chǎng)需求,融入現(xiàn)代化技術(shù),提升設(shè)計(jì)工作的科技含量。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,隨著制造行業(yè)的飛速發(fā)展,機(jī)械設(shè)計(jì)也迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)機(jī)遇,將CAD技術(shù)合理地應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中,不僅打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,革新設(shè)計(jì)模式,更為機(jī)械設(shè)計(jì)注入了新的生命力。能夠使得機(jī)械設(shè)計(jì)更好地符合制造業(yè)需求,提升其靈活性和先進(jìn)性。機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)應(yīng)結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)變化,加大對(duì)CAD的應(yīng)用程度,通過(guò)多維繪圖、實(shí)體應(yīng)用等方式,擴(kuò)大CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的影響,充分發(fā)揮CAD的優(yōu)勢(shì),縮短設(shè)計(jì)整體周期,簡(jiǎn)化機(jī)械裝配零件程序,更加直觀靈活地修改圖紙,進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量。

        [1]王蕊.論CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及機(jī)械制造技術(shù)的新發(fā)展[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2015(32):445.

        [2]陳駿志,李園,洪策.分析三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技視界,2013(18).

        [3]玄東哲.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討[J].黑龍江科學(xué),2016(13).

        TQ330.4

        A

        1004-7344(2016)24-0302-02

        2016-8-7

        馮駿(1982-),男,大專,主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。

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