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        芻議CAD技術(shù)在化工機械設計中的應用

        2021-03-30 01:18:16雷承志
        現(xiàn)代鹽化工 2021年2期
        關(guān)鍵詞:化工機械圖層繪制

        雷承志

        (南通泰勝藍島海洋工程有限公司,江蘇 南通 226259)

        近年來,我國工業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。在化工領(lǐng)域,化工企業(yè)使用大型機械設備,顯著提高了化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率?;どa(chǎn)對設備性能、安全性、價格的要求都比較高,使用計算機輔助設計(Computer Aided Design,CAD)軟件繪制化工機械設備,能夠壓縮設計成本、提高設計精準度。CAD軟件設計出來的圖紙便于攜帶、方便修改,在當前的機械繪圖領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

        1 CAD的概述

        CAD是指利用計算機繪圖軟件輔助繪制機械圖紙,幫助設計人員完成構(gòu)圖、修圖等工作。在當前化工機械設備設計制造過程中,CAD的應用比較廣泛,計算機可以幫助設計者繪制精益的零部件圖,能夠精確地計算圖紙的尺寸,也可以針對設計人員的不同設計思想和方案進行數(shù)據(jù)存儲,并繪制圖形,同時還能夠進行圖紙的比較分析,設計出最佳的圖紙。在計算機內(nèi)部,存有各類圖形數(shù)據(jù)信息,無論是數(shù)字信息、文字信息還是圖形信息,都可以在計算機內(nèi)部檢索出來。設計師突破了傳統(tǒng)的手工畫圖模式,在CAD軟件上可以繪制草圖,也可以繪制詳細的工作圖,CAD可以快速呈現(xiàn)圖形,方便設計人員完成產(chǎn)品設計,并作出恰當?shù)呐袛?,及時修改圖形。在CAD軟件中,設計人員能夠直接對圖形實現(xiàn)放大、縮小、平移的操作,有效減輕了設計人員的工作量,同時縮短了繪制圖形的時間,大幅度提高了圖形繪制工作的質(zhì)量。

        2 CAD技術(shù)在化工機械中的應用

        2.1 CAD在設計和開發(fā)中的應用

        機械圖紙大多是二維平面圖,設計師只能設計出一個圖層,而且設計工作比較煩瑣。在當前的CAD軟件中,可以通過三維一體化的功能將圖形展現(xiàn)出來。當設計人員應用CAD進行化工機械設備設計時,可以實時演示,通過軟件表達自己的設計思想,而且可構(gòu)建并完善三維一體化模型,最終繪制成圖,圖紙的修改效率也得到了提高。在設計化工機械設備時,往往存在一些復雜的成型工裝,而且用傳統(tǒng)設計方法設計出來的圖形會經(jīng)歷復雜的設計工序,在機械設備結(jié)構(gòu)上還要進行大量的計算,需要使用十分復雜的圖紙展現(xiàn)出來,這在無形中加大了機械制造產(chǎn)品的設計工作量,給設計師造成很大的負擔和壓力。如果采用三維一體化的設計,能夠在CAD軟件內(nèi)部集合各類零部件的尺寸,清晰地展現(xiàn)設備的立體圖形,再進行調(diào)整修改,在組成新的機械設備工程圖紙后,就可以保證該工程圖紙的設計質(zhì)量大幅度提高[1]。

        2.2 CAD在技術(shù)交流中的應用

        在當前市場激烈競爭的經(jīng)濟環(huán)境下,制造公司要大力宣傳機械產(chǎn)品,若買方不太懂精密的機械儀器設備,而且二維機械圖紙比較抽象,識別困難,會使產(chǎn)品宣傳效果下降。使用CAD制作,能夠形成三維一體化的機械設備模型,清晰、直接地向買方展現(xiàn)仿真機械設備的實際效果。在化工機械零部件的設計過程中,精密的儀器設備對零部件尺寸的要求比較嚴格,但是在設計時,難免會出現(xiàn)一些設計錯誤。如果在進行機械工藝分析和生產(chǎn)制造時沒能發(fā)現(xiàn)錯誤,就會造成制造公司的生產(chǎn)材料浪費。使用二維設計方法繪制的平面圖,在檢查零部件時,很難精確地找到二維圖紙中存在的錯誤、修改設計的不足之處。由于CAD制作出來的三維模型都是在分析的基礎上改進設計,現(xiàn)有的設計師可以針對設計問題更充分地溝通交流[2]。

        2.3 零件實體建模和裝配圖的應用

        應用三維CAD技術(shù)進行零部件的圖紙繪制,顯著提高了零部件繪制的效率。在設計裝配圖、零部件、文字圖時,使用CAD軟件能夠獲得更好的設計效果。設計師在具體操作時,會繪制化工設備的線框、表面實體的模型構(gòu)件。在設計過程中,要設計不同樣式的零部件,使用CAD技術(shù)能夠?qū)⒘悴考D加入整體的設計模型中。此外,設計師還可以加入交叉、合并等各類運算。在改造一些復雜的零部件時,由于該零件拆分過程比較困難,需要使用三維實體模型,而在新的零部件、基本器件裝備圖和零部件設計完成之后,機械設備整體的模型構(gòu)件也就完成了[3]。

        3 CAD技術(shù)在化工機械設備設計中的應用優(yōu)勢

        3.1 有利于提高設計工作的效率

        使用三維CAD技術(shù),會大幅度提高設計工作的效率。通過研究發(fā)現(xiàn),相比于二維圖形,使用三維CAD技術(shù)設計圖紙的工作效率提升了近60%,不僅方便設計師對該模型進行優(yōu)化完善,而且設計師可以結(jié)合自己的工作需求和思路,對該模型的某一部位進行靈活的改動,而不必改變機械設備其他部位的圖紙??傮w來講,CAD軟件的應用大幅度提高了設備設計的效率,而且該軟件的技術(shù)性較強,降低了設計師的產(chǎn)品改造難度,也使設計師能夠?qū)υ摍C械設備的產(chǎn)品進行精簡化改造設計,獲得全新的產(chǎn)品。

        3.2 化工機械設備設計變量化及數(shù)據(jù)化

        在設計化工機械設備時,最困難的就是掌握產(chǎn)品的數(shù)據(jù)變量,只有這樣才能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量。前期使用CAD軟件繪制圖形;后期使用CAD軟件進行局部改動,手工繪制圖形。如果改動圖紙,就要用新的圖紙,而且會將過去的圖紙廢棄,導致設計人員的圖紙繪制工作更加煩瑣。只有經(jīng)過繁雜的繪制過程和反復設計,才能得到一張比較完整的圖紙,這對于設計人員提高設計工作的效率有很大的制約性。使用CAD軟件能夠大幅度改善煩瑣的手工繪圖的不良現(xiàn)狀,直接在軟件上調(diào)整圖紙,設計師只需要輸入相關(guān)的數(shù)據(jù),CAD軟件就能自動生成模型。通過局部的修整以整合產(chǎn)品,大幅度減少了設計師的工作量,也有效提高了繪制的工作效率,進一步提高了產(chǎn)品模型的精確度[4]。

        3.3 使設計模型更加逼真

        在設計化工機械設備時,都會存在機械圖紙精準度差的問題,在設計之初,就要先構(gòu)造模型,再繪制圖紙,最后展示設計模型。繪制圖紙時,有一定的誤差。由于圖紙的展示有一定的局限性,只能通過平面圖的方式展現(xiàn),給圖形繪制人員造成了很大的困擾。CAD軟件技術(shù)的應用使設計師能夠快速在計算機設備上繪制出初步的設計模型,然后對其進行整改。從正視角、側(cè)視角等多個角度展示模型,會使設計出來的模型更加逼真,而且有利于模型的立體結(jié)構(gòu)觀察,可全方位地觀察模型的內(nèi)部構(gòu)造。

        4 CAD技術(shù)在設計中的應用技巧

        4.1 繪圖技巧

        在繪制化工機械設備圖紙時,不同設計師的設計思路和具體內(nèi)容都能夠通過軟件展示出來,在CAD軟件中畫圖時,圖層設置的質(zhì)量會影響后期圖紙的整體質(zhì)量。在CAD圖層的繪制過程中,要注意圖層設計是否清晰明了和精確,有一些電子圖紙打開后,有近百個圖層,這些圖層不能分別繪制,需放置在一張圖紙上。設計師應該在一個圖層上繪制,要分別繪圖。有些圖層過多,導致繪制的圖像文件過大,占用了計算機較大的空間。過多的圖層疊加在一起,不利于圖紙在CAD軟件上的展現(xiàn)。要按照一定的規(guī)律順序,連續(xù)排列。在畫圖時,對可能會用到的基本圖層,要有一些優(yōu)化設計,一次性畫出圖形來,這樣就可以通過組合方式滿足多種需要,以便后期能夠靈活地修改圖紙。在修改圖紙時,只需要修改某些圖層,這些圖層的數(shù)量要滿足基本的需要,使圖層更加清晰明了,能夠達到事半功倍的效果。對于圖像顏色的選擇要更加慎重,不要輕易地選擇真彩色或者配色中的顏色。

        4.2 CAD制圖比例方面的問題分析

        在使用CAD軟件畫圖時,要按照1∶1的比例,快速找到圖紙中的錯誤,而且軟件可以自動測算數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)了錯誤,就可以用規(guī)定的數(shù)據(jù)尺寸進行對比,使錯誤能夠明顯地展現(xiàn)出來,也方便調(diào)整圖紙。一般情況下,在調(diào)整圖紙前,在進行比例的縮小、放大時,這種功能就能夠展現(xiàn)出來,會大幅度縮小換算時的比例,也減少了設計時間的浪費,提高了圖像繪制的效率。如果沒有預期尺寸的圖紙,以PDF文件為例,在繪制新的圖形之前,要按照國際相關(guān)規(guī)定標準,確定圖形大小和界限。在繪制圖形時,要始終保持1∶1的比例;在打印圖紙時,圖紙空間設置成比例,要按照圖形全局線型的比例要求打印。在CAD軟件中,默認的線寬為0.25 mm;縮小打印時,如果未能夠清晰地打印出來,那就要將線寬下調(diào)[5]。

        5 CAD系統(tǒng)在化工機械設計中的應用模式

        在機械設備的設計工作中,圖形繪制比較重要,但其工作量大、比較煩瑣,使用CAD軟件能夠大幅度減少設計工程師的工作量,而且能夠幫助設計人員對設備結(jié)構(gòu)內(nèi)部進行構(gòu)思分析,可快速進行數(shù)據(jù)收集,以便能夠清晰地繪制在圖紙上,使用CAD軟件繪圖和修改圖形比較方便??傊?,使用CAD軟件能夠進一步縮短機械設備的研制開發(fā)周期,使工程師能夠有工作時間研究設備的產(chǎn)品性能和產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)品整體品質(zhì)。在繪制CAD圖形時,重點考慮將圖像設置為二維圖形還是三維圖形。CAD平面繪圖所占用的空間教學運行速度相比三維模型圖稍快,然而在設計時,就會出現(xiàn)一些不夠全面的現(xiàn)象,也會造成對設計產(chǎn)品的理解出現(xiàn)較大的偏差等問題。

        6 結(jié)語

        在化工企業(yè),設備設計師要秉持嚴謹認真的態(tài)度,在CAD軟件內(nèi)細致地繪制圖形,使用CAD軟件定時更新圖紙。CAD在當前的繪圖中得到大范圍應用,而且大幅度提高了機械設備質(zhì)量、制造設計的效率,有效減少了設備的設計工作量,而且壓縮了設計成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量?;ぶ圃鞓I(yè)是我國重要的產(chǎn)業(yè)之一,通過引入CAD軟件技術(shù),大幅度提高化工機械設備設計的質(zhì)量。使用CAD技術(shù),能夠在化工企業(yè)中提高產(chǎn)品精密度。在設計設備時,還要充分發(fā)揮CAD軟件的技術(shù)優(yōu)勢,提高機械設備的現(xiàn)代化水平。為了實現(xiàn)機械設備的設計技術(shù)不斷向前發(fā)展,需要充分發(fā)揮三維CAD技術(shù)在化工機械設備設計中的應用價值。

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