曹學(xué)智
摘 要:當(dāng)前,隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技水平的飛速發(fā)展和提高,其CAD技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,這為機(jī)械制造的工程設(shè)計(jì)提供了非常重要和強(qiáng)大的保障。該文就CAD技術(shù)以及機(jī)械工程設(shè)計(jì)的相關(guān)情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述,并就CAD技術(shù)在當(dāng)前機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和討論,從而更好的推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。
關(guān)鍵詞:機(jī)械工程設(shè)計(jì) CAD技術(shù) 應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)02(c)-0-01
近些年來(lái),隨著社會(huì)時(shí)代的不斷變化發(fā)展,信息化、智能化的高新科學(xué)技術(shù)也使得機(jī)械設(shè)計(jì)這一老牌技術(shù)領(lǐng)域得到了新的提高和發(fā)展。其中,CAD技術(shù)就在較為典型的一種新型的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)。該文就CAD技術(shù)以及機(jī)械工程設(shè)計(jì)的相關(guān)情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述,并就CAD技術(shù)在當(dāng)前機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和討論,從而更好的推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。
1 CAD技術(shù)的概述
1.1 CAD技術(shù)的概念
CAD技術(shù)即為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù),它是將設(shè)計(jì)資料傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中去,并通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)使計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)的進(jìn)行程序的編制,從而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,并繪制出零件或產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)圖。CAD技術(shù)具有機(jī)械產(chǎn)品及工程的幾何建模、分析計(jì)算、繪制圖形、仿真試驗(yàn)、生成設(shè)計(jì)文件以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理等特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展,CAD技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣,并在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)比例中占據(jù)了重要的位置。
1.2 CAD軟件的功能
目前,企業(yè)常用的CAD軟件的模塊功能主要包括以下幾個(gè)方的內(nèi)容,即:(1)CAPP功能。即計(jì)算機(jī)輔助的工業(yè)設(shè)計(jì)。它主要是對(duì)材料定額、工藝的設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容等進(jìn)行管理,從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化,確保機(jī)械設(shè)計(jì)的高效率、高質(zhì)量。(2)二維繪圖功能。它是當(dāng)前CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用當(dāng)中的主要功能,它利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能繪圖,轉(zhuǎn)變了原有手工繪圖的方式,能夠有效的減輕設(shè)計(jì)人員的工作任務(wù)量。(3)PDM功能。即對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理功能。它能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,從而確保工藝卡、圖紙、技術(shù)資料以及加工代碼等的可靠性和安全性。
2 機(jī)械工程設(shè)計(jì)的概述
2.1 機(jī)械工程設(shè)計(jì)的概念
所謂機(jī)械工程設(shè)計(jì),即設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品的使用要求,分析、構(gòu)思和結(jié)算產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、能量傳遞方式、運(yùn)動(dòng)方式以及各個(gè)分部件的尺寸、規(guī)格、質(zhì)量、維護(hù)方法等,并將它們轉(zhuǎn)化為具體設(shè)計(jì)的
過(guò)程。
2.2 機(jī)械工程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
目前,機(jī)械工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面,即:(1)精確性。準(zhǔn)確性是當(dāng)前機(jī)械產(chǎn)品隨著綜合性和復(fù)雜度的提高而出現(xiàn)的必然結(jié)果,也是當(dāng)前先進(jìn)的計(jì)算設(shè)備和技術(shù)方法的發(fā)展趨勢(shì)。(2)經(jīng)濟(jì)性。隨著用戶(hù)選擇以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品在經(jīng)濟(jì)方面的性能要求的提高,在設(shè)計(jì)時(shí),也會(huì)隨著提高它的經(jīng)濟(jì)性能。(3)智能化。這一性能的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在大型的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品的智能性、創(chuàng)造性的思維活動(dòng)。(4)集成化。這一特點(diǎn)主要體現(xiàn)在硬件軟件一體化、機(jī)電一體化以及人機(jī)一體化方面,它能夠綜合各個(gè)方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、指導(dǎo)和評(píng)價(jià)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)。(5)并行性。能夠?qū)崿F(xiàn)DFA、DFM等的設(shè)計(jì)理念,減少庫(kù)存以及廢品所產(chǎn)生的消耗,從而保證機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。(6)動(dòng)態(tài)性。動(dòng)態(tài)性特征除了體現(xiàn)在設(shè)計(jì)對(duì)象的分析上,還體現(xiàn)在組織設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)和合作方面,從而確保機(jī)械設(shè)計(jì)的無(wú)縫連接。
3 CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
在機(jī)械工程的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中,CAD技術(shù)在其中的應(yīng)用范圍主要包括CAE軟件、CAD/CAM軟件以及生成零件裝配設(shè)計(jì)圖等。CAD技術(shù)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,能夠有效的對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的方法和手段進(jìn)行優(yōu)化和更新,轉(zhuǎn)變過(guò)去傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式,通過(guò)積極的引進(jìn)和系統(tǒng)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)現(xiàn)代化理念,不斷的提高和推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的壯大和發(fā)展。目前,CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用情況主要體現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面,具體內(nèi)容如下。
3.1 CAE機(jī)械軟件
CAE在機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的軟件系統(tǒng)的實(shí)際功能主要包括:結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程數(shù)值分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)仿真、強(qiáng)度壽命預(yù)估與設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)等等。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,CAE系統(tǒng)軟件要在等CAD 技術(shù)解決完機(jī)械產(chǎn)品的造型問(wèn)題之后,方可進(jìn)行產(chǎn)品剛度、強(qiáng)度、材料、壽命、合理性、運(yùn)動(dòng)特性以及結(jié)構(gòu)等方面的動(dòng)態(tài)特性問(wèn)題和其他問(wèn)題的設(shè)計(jì)。
3.2 生成機(jī)械產(chǎn)品的裝配及零件設(shè)計(jì)圖
目前,在CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要包括三種常見(jiàn)的三維建模類(lèi)型,即:實(shí)體模型、表面模型以及線框模型。在實(shí)體建模方法中,有許多基本的設(shè)計(jì)體系。例如AUTOCAD的實(shí)體造型系統(tǒng)中,主要包括六種基本的建模體系(即球體、立方體、圓錐體、圓柱體、楔形體和環(huán)狀體)。在進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)械零件設(shè)計(jì)時(shí),就可以通過(guò)利用這些基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,從而有局部的多個(gè)基本體構(gòu)成對(duì)零件整體三維實(shí)體的造型設(shè)計(jì)。同時(shí),當(dāng)機(jī)械工程的零部件在完成實(shí)體的構(gòu)造設(shè)計(jì)之后,要通過(guò)相關(guān)機(jī)械設(shè)備對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析,從而保證零件運(yùn)動(dòng)到制定的某一個(gè)位置時(shí),系統(tǒng)能夠按照各零部件提供的實(shí)際位置坐標(biāo)進(jìn)行精確的“裝配”,從而實(shí)現(xiàn)CAD軟件在機(jī)械工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的三維編輯
功能。
3.3 集成制造CAD/CAM模具
隨著CAD技術(shù)的不斷應(yīng)用和更新,機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備也從過(guò)去的普通機(jī)床逐步的向著數(shù)控機(jī)床進(jìn)行轉(zhuǎn)變,通過(guò)運(yùn)用CAD設(shè)計(jì)技術(shù),能夠?qū)⒛>咧圃煜蛑鴶?shù)字化、集成化的方向發(fā)展。CAD/CAM技術(shù)的功能主要包括:圖形編輯、三維繪圖、仿真模擬、曲面造型、有限元分析、數(shù)控加工以及動(dòng)態(tài)顯示等等。
4 結(jié)語(yǔ)
二21世紀(jì)時(shí)信息化的時(shí)代,在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展中,信息化、自動(dòng)化、智能化必將成為社會(huì)各行各業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。因此,在機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用CAD技術(shù)是非常必要的,也是順應(yīng)當(dāng)前整個(gè)社會(huì)大環(huán)境發(fā)展的要求。相關(guān)機(jī)械企業(yè)要大力引進(jìn)和推廣CAD技術(shù),積極地?cái)U(kuò)大它在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用范圍,不斷地在實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),加大對(duì)新技術(shù)的將研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,從而促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)代化、智能化
發(fā)展。
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