CAD技术在机械工程设计中的应用分析论文_齐乐峰

CAD技术在机械工程设计中的应用分析论文_齐乐峰

摘要:CAD也就是计算机辅助设计。它为工程技术人员解决了很多困难,给设计人员提供设计软件、分析软件以及绘图软件,并且很容易掌握,在机械设计制造中已被广泛地应用,它具备汉化工程绘图系统,这样的系统具有如下功能:设计图形、修改图形、具有很大的存储量等等,同时,还能够进行删除、查询、更新等操作,与人们的绘图习惯相对应。它不需要画图板,也不需要绘图仪器以及描图员,且设计出来的施工图的质量都相当的高。它在机械方面的设计能力是非常强的,能够进行有限元分析以及机械制造等。总而言之,在机械设计制造中融入CAD技术不仅可以将工程设计的质量提高,还能大大缩短工期,提高经济效益。

关键词:CAD技术;机械工程设计;应用

CAD又称ComputerAidedDesign,中文称之为计算机辅助设计,该项技术利用计算机图形处理系统与内部数值计算方法与系统,帮助工程设计人员进行相关产品的设计与分析,它在其中起一定程度的辅助作用。自CAD技术诞生以来,被广泛的应用在各种行业,包括电子、化工、建筑等,它实现了最大程度设计效率的提高,并将计算机技术辅助到制造过程中,即CAM技术,与产品数据的系统化管理模式,即PDM技术,以及计算机各内置部件集成制造模型,即CIMS系统,三者融为一体形成CAD系统。目前CAD系统结合新型人工智能处理模板,已经发展成为现代智能的ICAD系统,它可以提高新型市场中对小批量产品的需求,并在原有基础上极大的提高其应变反应能力。

1CAD技术进行工程设计的优势

1.1优越的绘图速度

传统的设计过程中,设计人员常常需要在不同粗细的铅笔、丁字尺、三角板、圆规、曲线板、橡皮擦等绘图工具中进行不停更换,而且一旦画错,修改非常费事,甚至从头来过,因此设计效率低下,设计周期比较长。用CAD绘图则可以用一只鼠标做你想做的任何事情,鼠标替代了尺、笔、颜料,省时省力,大大地改善了作图环境。CAD之所以高效。因其最伟大的功能之一:“COPY”。一些相近、相似的工程设计,图纸只要简单修改一下就行了,或者直接套用,而你只需按几下键盘、鼠标,CAD软件可以将建筑施工图直接转成结构、设备底图,使结构、水暖、电气的设计师不会在描绘底图上浪费时间。而且现在流行的CAD软件大多提供丰富的分类图库、通用详图,设计师需要时可以直接调入。重复工作越多,这种优势越明显。结构计算的高效,一个普通的框架结构,以往手工计算需要一个星期左右时间,用CAD一天就可以完成。

1.2直观的表达方式

这也是CAD在工程设计上最出风头的一项功能。运用CAD技术不管是进行零件建模还是制作建筑效果图,其透视关系、光影关系、材料的质感,都可真实再现,惟妙惟肖,在加上真实的环境配景,即可乱真。CAD制作效果图优势还在于,只要建筑的三维模型搭建完成,就可以任意指定透视角度、模型材质、快速生成多张效果图而无需从头做起;在完成零件的三维建模后,可以直接利用三维模型生成工程图,而无需再单独绘制。这都是传统手绘所无法比拟的。这一切都让设计师在工程设计上受益非浅,在向甲方推销自己的设计成果时也更有说服力。

1.3便捷的电子图纸

利用CAD技术制作的图形、图象文件可以直接存储在硬盘或网盘上,资料的保管、调用极为方便。你可以将设计项目刻录成光盘,数据至少可以保存50年。你可以将以前的图纸通过扫描仪,数字化仪输入电脑,避免资料因受潮、虫蛀以及破坏性查阅造成的不必要损失。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆资料的管理更有科学性,只要一台电脑就可以管理的井井有条,资料室也将告别成排的资料柜,因为一个院所从成立到现在所有的资料几张光盘就装下了。随着网络普及,CAD图纸可以直接保存在网盘上,更便于资源共享和传送。

2CAD技术在机械设计制造中的具体应用

2.1实体应用

CAD有三种建模方式,即线框模型、实体模型与表面模型。在有些有实体建模作用的CAD软件中,大多具备很多基本的体系。例如,就AutoCAD的三维实体造型而言,基本的体系有6种:立方体、圆柱体、球体、圆锥体、楔形体、环状体等,对于那些比较简单的零件,可以分析其结构,然后把它分为很多基本体进行三维实体的造型,接着进行交集运算、并集运算以及差运算,这样就能够得到零件的三维实体模型。然而由于有些零件相当复杂,以至于难以分解成很多基本体,导致分解以及组合后的基本体太多,根本就无法成型。因此,如果只有基本体的话,是无法满足零件三维实体造型要求的。所以,可以先在二维几何元素构造中对零件的截面轮廓进行定义,之后经过三维实体造型的旋转以及拉伸,就可以得到新“基本体”,然后经过交集运算、并集运算、差运算等得到三维实体造型,在完成零件的实体构造之后,通过机器的运动来对资料进行详细地分析,当通过某一个具体位置的时候,依据零件的坐标来“装配”,整个过程可以通过CAD软件三维编辑作用来实现。随着高科技的迅猛发展,逐渐地由普通机床到数控机床,加工中心不断地由人工设计到CAD,制造业也在朝着计算机化与数字化的方向发展。与此同时,在整个现代制造技术当中都融入了模具以及模具激光快速成型技术,对于一个完善的CAD系统,都包含很多模块,例如三维绘图、曲面造型、图形编辑、数控加工以及有限元的分析等等,这些模块是进行统一管理的,必须要以数据库为基础,然而工程数据最重要的来源之一是实体造型。机械CAD系统主要包括如下几个方面的功能:对工程的数值进行详细分析、结构优化设计、评价强度设计、运动学仿真以及动力学等等。在CAE解决设计的合理性、刚强度、结构是否合理以及运动特性和动态特性之前,必须要运用CAD技术来解决造型问题。

2.2多维绘图

设计有关机械产品,一般而言,处理的信息主要包括如下两个方面:数据和图形,绘图的工作量比较大,占了总工作量的百分之六七十以上。就二维图形而言,其处理目标实质上就是对传统的工程图进行绘制。在开始二维工程的绘图之前,必须要有与之相对应的绘图软件。从当前CAD的应用情况来看,比较多的软件是微机以及工作站绘图软件,并且功能都比较好。大多是采用交互式绘图方式,可以绘制各种各样的图形,还能编辑图形,除此之外,还具有以下功能:赋予图形有关属性,实现图形之间的交换等。然而若要将CAD的绘图功能充分发挥出来,还应该要以绘图软件包为基础,依据具备宏命令作用的参数化绘图软件,同时建立有关图形符号库,使用户不用掌握计算机有关操作知识及编辑作用,就可以根据菜单自动绘图。

3结束语

国家经济的发展离不开各个高新技术产业的支持,产业的发展需要科学技术的进步,尤其是作为国家支柱的产业,机械设计制造领域,在传统技术基础上引进新型的CAD技术,可以在最大程度上实现技术产业的进步与国家经济的发展。

参考文献

[1]刘方辉,钱心远,张杰.CAD/CAE/CAM技术在现代塑料模设计制造中的应用[J].模具工业,2011(11).

[2]陈刚.CAD/CAM技术在橡胶机械设计制造中的应用[J].中国高新技术企业,2013(29).

论文作者:齐乐峰

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/14

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