CAD軟件在機械磨具包裝設(shè)計中的應(yīng)用效果分析

暴建霞

摘要：機械磨料產(chǎn)品的設(shè)計決定了產(chǎn)品的形狀和產(chǎn)品的功能。它也是決定機械磨料產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。機械磨料的包裝也對產(chǎn)品的成本起著重要的作用。近年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD技術(shù)（計算機輔助設(shè)計）已成為機械磨具包裝設(shè)計不可缺少的工具。同時，CAD技術(shù)也從2D CAD發(fā)展到三維CAD。三維CAD軟件的設(shè)計具有工程和產(chǎn)品分析、幾何模型、圖形繪制、工程數(shù)據(jù)庫等多種功能。CAD自誕生以來，被廣泛應(yīng)用于包裝設(shè)計、電子、化工等機械磨具等領(lǐng)域，使產(chǎn)品的設(shè)計效率大大提高。本文從CAD在機械磨具包裝設(shè)計中的應(yīng)用入手，分析了目前CAD軟件在機械磨具設(shè)計中存在的問題，并探討了CAD的前沿技術(shù)?？偨Y(jié)如下。

關(guān)鍵詞：信息化技術(shù)；CAD機械磨具包裝設(shè)計；計算機

引言

近年來，隨著我國信息技術(shù)的飛速發(fā)展，機械磨具包裝設(shè)計也得到了飛速的發(fā)展，機械磨具包裝產(chǎn)業(yè)的科技含量也在逐步提高，磨具包裝在設(shè)計過程中對技術(shù)等也提出了更高的要求，他們更多地依靠了計算機系統(tǒng)和計算機化手段，借助CAD對機械磨具包裝設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)信息化，通過計算機對不同的方案進行比較、計算以及分析，幫助設(shè)計人員設(shè)計出合理的、最優(yōu)的方案。同時，借助CAD能夠?qū)⒉煌脑O(shè)計信息，如：數(shù)字信息、文字信息以及圖形信息等存儲在計算機中，促進了機械磨具包裝設(shè)計的發(fā)展。

1 CAD在機械磨具包裝設(shè)計中的應(yīng)用

1.1 機械磨具包裝產(chǎn)品實體建模

CAD是一種綜合性比較強的設(shè)計軟件。對于簡單的磨削工具包裝件，CAD可以有效地分析其結(jié)構(gòu)，并可以將相對復(fù)雜的磨削工具包分解成若干個基本體，從而實現(xiàn)機械磨料的三維設(shè)計。建模，然后布爾運算，就可以得到三維實體造型。對于相對復(fù)雜的機械磨料圖形，CAD可以提供繪制草圖的工具。設(shè)計者可以在設(shè)計過程中畫出簡單的草圖，然后拼接成更復(fù)雜的幾何形式，并根據(jù)設(shè)計者的設(shè)計意圖和自己的想法來設(shè)計設(shè)計。這不僅提高了人們的審美意識，而且為設(shè)計者提供了表面設(shè)計工具，極大地提高了磨具造型設(shè)計的效率。

1.2 機械磨具包裝設(shè)計修改更加簡便

在機械磨具的包裝設(shè)計過程中，實體裝配可以讓設(shè)計者看到不同機械磨具包裝件組裝后的狀態(tài)，也可以利用CAD軟件測量不同機械之間的空間位置和尺寸。磨料包裝件，使零件裝配更加方便。

在裝配機械磨料零件后，零件可以被隱藏或半透明，這更有利于設(shè)計者觀察。同時，在裝配狀態(tài)下，CAD軟件可以提供標(biāo)準(zhǔn)零件庫，更有利于機械磨料包裝標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，也更有利于調(diào)整不同零件之間的干涉，從而使T形件能更好地進行機械零件的裝配。設(shè)計師可以修改產(chǎn)品的尺寸。同時，三維CAD軟件也可以利用工程圖模塊生成直接生成的零件和裝配圖，并自動生成尺寸標(biāo)注。

1.3 模具CAD/CAM集成制造

近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，為了減輕人工勞動強度，提高機械模具設(shè)計產(chǎn)品的精度，機械磨具包裝行業(yè)也已經(jīng)從傳統(tǒng)單一的普通機床開始逐漸過渡到數(shù)控機床以及加工中心等。同時，模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)等，幾乎運用到整個制造行業(yè)。這些數(shù)控加工裝配基本上具有三維軟件的相關(guān)接口。當(dāng)機械磨具包裝模型在CAD軟件中完成之后，經(jīng)過CAD軟件能夠模擬出加工刀具的路徑，并且能夠自動生成數(shù)控機床能夠識別的語言，讓數(shù)控設(shè)備根據(jù)路徑進行加工。

2 CAD軟件在機械磨具設(shè)計過程中存在的問題

2.1 未能實現(xiàn)真正輔助設(shè)計

部分企業(yè)在進行模具包裝設(shè)計時并沒有實現(xiàn)真正的輔助設(shè)計。目前，很多單位開始使用CAD軟件進行三維建模，這種方法更多地是為了獲得三維效果圖，并沒有真正實現(xiàn)采用CAD軟件進行整體空間設(shè)計以及受力分析等，機械模具設(shè)計過程中更多地停留在平面圖設(shè)計方面。同時，在三維CAD軟件中使用CAE的企業(yè)就更少了，并沒有充分利用CAD軟件其他相關(guān)功能。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示：CAE分析標(biāo)準(zhǔn)的建立相對比較困難，建立過程中需要進行大量的工作，并且建立過程中要結(jié)合大量的試驗，但是這個過程是必須要建立的。

2.2 缺乏精通CAD人員

CAD尤其是三維CAD是一個相對比較復(fù)雜的系統(tǒng)，并不是每一個設(shè)計人員均能夠很好地掌握CAD，并且部分機械磨具包裝設(shè)計人員沒有經(jīng)歷過相關(guān)的培訓(xùn)，使得設(shè)計人員對于CAD的多數(shù)功能了解比較少，他們在進行機械模具包裝設(shè)計時就可能存在一些缺陷。因此，現(xiàn)在很多機械磨具包裝設(shè)計企業(yè)開始意識到自己培養(yǎng)人才的重要性，這也就為發(fā)展機械磨具企業(yè)的設(shè)計中堅力量創(chuàng)造了條件。但是，這一過程中是一個相對漫長的過程。

2.3 缺乏核心技術(shù)

CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計主要通過三種方式形成。即：（1）完全自主版權(quán)開發(fā)，就是企業(yè)根據(jù)自身情況一切從底層開始做起；（2）基于類似系統(tǒng)進行二次開發(fā)，如：企業(yè)根據(jù)實際需要基于CAD進行二次開發(fā)；（3）基于某種平臺的開發(fā)。這種開發(fā)能夠更深層次地了解核心層，具有開闊周期短、見效快等特點。但是，這些平臺的價格均比較昂貴，和國外部分軟件公司相比，我國還有一段漫長的路要走。

3 CAD中的前沿技術(shù)

計算機輔助軟件已經(jīng)給人們的設(shè)計提供了很大的便利，并且自身也在不斷的完善過程中，并且其將朝著以下幾個方向發(fā)展。具體如下。

（1）圖形交互技術(shù)。圖形交互技術(shù)是一個直觀的、智能化的工作界面，它能夠開拓設(shè)計師的思路，讓他們將精力集中到創(chuàng)造性工作中，為設(shè)計師提供了很大的便利。

（2）虛擬實現(xiàn)技術(shù)。虛擬實現(xiàn)技術(shù)在CAD中也開始使用，設(shè)計師能夠在虛擬的世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品，從人機工程學(xué)角度檢查設(shè)計效果，能夠直接模擬對象，檢驗操作是否更加符合人性化要求，了解機械模具包裝設(shè)計時不同的零件是否發(fā)生干涉?；谔摂M樣機的試驗仿真分析，能夠在正真的產(chǎn)品制造前及時了解并解決問題，降低產(chǎn)品的成本。

（3）三維打印技術(shù)。三維打印技術(shù)時快是速成形技術(shù)的一種，使用過程中是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印等方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。通常而言，三維打印的設(shè)計過程具體如下：先利用CAD或者動畫建模軟件進行有效的建模，然后將建成的三維模型進行分期，從而指導(dǎo)打印機進行打印。

結(jié)語

機械磨具包裝設(shè)計在我國占據(jù)重要的地位，隨著CAD技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD在機械模具包裝設(shè)計中廣為使用，且取得了階段性進展。但是，當(dāng)前CAD在機械模具包裝設(shè)計中尚存在一些不足。因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該協(xié)同其他技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計，面向機械磨具包裝產(chǎn)品的整體，縮短設(shè)計周期，使得CAD技術(shù)能夠在機械磨具設(shè)計中發(fā)揮更大的作用，促進我國機械模具設(shè)計能夠更好、更快的發(fā)展。

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