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        機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的CAD技術(shù)應(yīng)用分析

        2017-10-08 06:50:52尹東
        世界家苑 2017年10期
        關(guān)鍵詞:CAD技術(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造計(jì)算機(jī)技術(shù)

        尹東

        摘 要:隨著高科技的迅猛發(fā)展,CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用也越來越廣泛。本文簡(jiǎn)單介紹CAD系統(tǒng)的組成、發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用現(xiàn)狀,并重點(diǎn)對(duì)其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。

        關(guān)鍵詞:CAD技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì)制造;計(jì)算機(jī)技術(shù)

        CAD也就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。它為工程技術(shù)人員解決了很多困難,給設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)軟件、分析軟件以及繪圖軟件,并且很容易掌握,在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中已被廣泛地應(yīng)用,它具備漢化工程繪圖系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)具有如下功能:設(shè)計(jì)圖形、修改圖形、具有很大的存儲(chǔ)量等等,同時(shí),還能夠進(jìn)行刪除、查詢、更新等操作,與人們的繪圖習(xí)慣相對(duì)應(yīng)。它不需要畫圖板,也不需要繪圖儀器以及描圖員,且設(shè)計(jì)出來的施工圖的質(zhì)量都相當(dāng)?shù)母?。它在機(jī)械方面的設(shè)計(jì)能力是非常強(qiáng)的,能夠進(jìn)行有限元分析以及機(jī)械制造等。總而言之,在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中融入CAD技術(shù)不僅可以將工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量提高,還能大大縮短工期,提高經(jīng)濟(jì)效益。

        1相關(guān)理論概述

        1.1CAD概述

        CAD又稱Computer Aided Design,中文稱之為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),該項(xiàng)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)與內(nèi)部數(shù)值計(jì)算方法與系統(tǒng),幫助工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析,它在其中起一定程度的輔助作用。自CAD技術(shù)誕生以來,被廣泛的應(yīng)用在各種行業(yè),包括電子、化工、建筑等,它實(shí)現(xiàn)了最大程度設(shè)計(jì)效率的提高,并將計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助到制造過程中,即CAM技術(shù),與產(chǎn)品數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化管理模式,即PDM技術(shù),以及計(jì)算機(jī)各內(nèi)置部件集成制造模型,即CIMS系統(tǒng),三者融為一體形成CAD系統(tǒng)[1]。目前CAD系統(tǒng)結(jié)合新型人工智能處理模板,已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代智能的ICAD系統(tǒng),它可以提高新型市場(chǎng)中對(duì)小批量產(chǎn)品的需求,并在原有基礎(chǔ)上極大的提高其應(yīng)變反應(yīng)能力。

        1.2CAD技術(shù)優(yōu)勢(shì)

        在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過程中,利用CAD技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的內(nèi)部性能的優(yōu)化與結(jié)構(gòu)分布的最佳配置,它利用CAE技術(shù),放棄了傳統(tǒng)人力,對(duì)整個(gè)制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了精密的控制,并在制造過程中對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行分析。CAD技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的二維設(shè)計(jì),并對(duì)復(fù)雜的零件體積進(jìn)行計(jì)算,對(duì)產(chǎn)品的重量體積進(jìn)行精確的描繪統(tǒng)計(jì),此外,它還具有一定程度的演示功能等[2]。

        CAD技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的周期,它在傳統(tǒng)二維系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使用三維技術(shù),在裝配過程中進(jìn)行設(shè)計(jì),并且還可以利用不同零件的空間位置進(jìn)行設(shè)計(jì),保證了零件之間的有效配合。CAD技術(shù)在最大的程度上縮短了設(shè)計(jì)周期與消能時(shí)間比,提高了生產(chǎn)效率,而且利用CAD系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,具有重構(gòu)性。

        CAD技術(shù)將機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造融為一體,并聯(lián)合CIMS的生產(chǎn)模式進(jìn)行,其采用更為先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,其中包括有限元受力分析等方式,在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)監(jiān)控,在最大程度上保證了質(zhì)量與效率的有效結(jié)合。

        2.CAD技術(shù)應(yīng)用

        2.1CAD技術(shù)應(yīng)用分析

        CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用體現(xiàn)在多個(gè)方面本文從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行分析:

        第一,CAD的三維建模方式有三個(gè)主要類型,包括線框、表面、實(shí)體模型。在AutoCAD三維實(shí)體模塊當(dāng)中,系統(tǒng)默認(rèn)提供了六大體系,包括立方體、球體等。宏觀來講,對(duì)產(chǎn)品部件進(jìn)行建造,首先要對(duì)其內(nèi)部建構(gòu)進(jìn)行分解,并分割成多個(gè)主體進(jìn)行三維造型,其后,利用交、并布爾運(yùn)算模型,對(duì)零部件進(jìn)行實(shí)體建模。但值得注意的是,有些零件很難進(jìn)行細(xì)致的分解,這就應(yīng)該采用不同的方法,在二維幾何元素基礎(chǔ)上進(jìn)行[3]。

        第二,CAD技術(shù)是當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中最具有活力的技術(shù)方法,其應(yīng)用領(lǐng)域包括幾何建模、工程分析、CAE技術(shù)等,在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中,CAD技術(shù)主要是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行二位繪圖,并在實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體建模,與結(jié)構(gòu)內(nèi)部性能分析與優(yōu)化。

        第三,在多維繪圖過程中利用CAD技術(shù)進(jìn)行繪制圖形與數(shù)據(jù),目前CAD技術(shù)進(jìn)行繪圖工作主要是進(jìn)行交叉繪圖處理,并對(duì)圖形進(jìn)行分類匯編處理。它還可以在傳統(tǒng)圖形的基礎(chǔ)上進(jìn)行分層,填充剖面結(jié)構(gòu),但是CAD繪圖必須配合通用軟件包才能正常運(yùn)行,因此,由于現(xiàn)有技術(shù)限制,我國(guó)大多數(shù)機(jī)械制造業(yè)的CAD技術(shù)都是在不斷的探索中開展的。

        2.2CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的發(fā)展

        CAD技術(shù)是利用三維模型進(jìn)行技處理,它可以實(shí)現(xiàn)個(gè)體利用思維,在初級(jí)階段進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì),并在最大程度上實(shí)現(xiàn)集合參數(shù)與設(shè)計(jì)的聯(lián)合,并利用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行整體的三維模型分析,因此可以更好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思想,增加方案的理想化程度。CAD設(shè)計(jì)中,打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式,建立新型的模型數(shù)據(jù)庫,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一匯編處理,因此從整體角度來看,CAD技術(shù)將會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維建模技術(shù),成為今后機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展中的核心,并伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面普及,進(jìn)入更為廣泛的層面。

        CAD技術(shù)會(huì)隨著三維技術(shù)的發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行普及化改革,因此對(duì)CAD技術(shù)的深入了解與把握對(duì)國(guó)家產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展具有非常重要意義。

        3.結(jié)論

        終上所述,國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開各個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的支持,產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,尤其是作為國(guó)家支柱的產(chǎn)業(yè),機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域,在傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上引進(jìn)新型的CAD技術(shù),可以在最大程度上實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步與國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1]李麗娟,劉彥昌,呂柏源.橡膠機(jī)械設(shè)計(jì)制造中CAD/CAM技術(shù)[J].橡膠技術(shù)與裝備,2013,13(12):121-122.

        [2]劉方輝,錢心遠(yuǎn),張杰.CAD/CAE/CAM技術(shù)在現(xiàn)代塑料模設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].模具工業(yè),2011,11(12):102-106.

        [3]陳剛.CAD/CAM技術(shù)在橡膠機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2013,29(17):129-130.

        (作者單位:320902198412281033)

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