CAD在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

李啟候

阿美科福斯特惠勒動(dòng)力機(jī)械有限公司 廣東江門(mén) 529141

目前，隨著全球化經(jīng)濟(jì)的不斷推進(jìn)，國(guó)內(nèi)機(jī)械工程領(lǐng)域的迅速拓展，機(jī)械工程中CAD技術(shù)體系的設(shè)計(jì)工作在整個(gè)施工過(guò)程當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用。CAD 繪圖制圖軟件在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要作用，因?yàn)镃AD 技術(shù)不但能提供三維，還可以進(jìn)行二維可視化設(shè)計(jì)，并且能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕呈現(xiàn)出設(shè)計(jì)成果，將工藝設(shè)計(jì)變得生動(dòng)形象，使得機(jī)械工藝設(shè)計(jì)成果更加立體和直觀，有效提高機(jī)械工藝設(shè)計(jì)的工作效率，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用特性

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，科學(xué)合理地使用CAD技術(shù)，可以有效提高生產(chǎn)效率。采用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)的機(jī)械模型可用于機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程，可根據(jù)設(shè)計(jì)人員的要求進(jìn)行改進(jìn)。在使用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)變更的過(guò)程中，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作在原始產(chǎn)品上獲得新產(chǎn)品。

在過(guò)去的機(jī)械設(shè)計(jì)中，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要以圖紙的形式呈現(xiàn)。如果有部分更改，則必須廢棄設(shè)計(jì)圖紙，然后重新繪制。這種做法增加了工作人員的工作量并影響了設(shè)計(jì)工作的效率。隨著CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員可以使用CAD技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。設(shè)計(jì)人員將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將自動(dòng)生成模型。當(dāng)需要修改時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要修改一些數(shù)據(jù)。減少勞動(dòng)量，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作效率，積極提升模型的設(shè)計(jì)精度和質(zhì)量。

在傳統(tǒng)工作中，計(jì)算機(jī)只能發(fā)揮自己的輔助功能，但如果要進(jìn)行更改，則需要重繪，但是，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)械產(chǎn)品的完整生產(chǎn)需要多次修改。一旦出現(xiàn)修改問(wèn)題，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或開(kāi)發(fā)周期將不可避免地增加，三維 CAD技術(shù)本身具有相對(duì)重要的參數(shù)化設(shè)計(jì)和可變?cè)O(shè)計(jì)趨勢(shì)。在實(shí)際工作中，可以根據(jù)設(shè)計(jì)師的實(shí)際要求有效地修改產(chǎn)品，即使在生產(chǎn)過(guò)程中需要更改某些部件的尺寸，也可以使用三維 CAD技術(shù)相應(yīng)地調(diào)整其他部件的尺寸。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)CAD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 繪圖應(yīng)用

CAD技術(shù)旨在處理圖形數(shù)據(jù)，與過(guò)去的繪圖方法相比，它具有簡(jiǎn)單性和可操作性。其基本功能包括文本，標(biāo)準(zhǔn)尺寸，填充，圖形編輯和分層。設(shè)計(jì)人員可以輕松協(xié)調(diào)這些設(shè)計(jì)所需的產(chǎn)品型號(hào)。在實(shí)際的CAD技術(shù)應(yīng)用中，為了降低軟件使用的難度，在基本的繪圖軟件包上開(kāi)發(fā)了帶宏指令的參數(shù)化繪圖軟件，使設(shè)計(jì)人員的操作更加容易。

2.2 CAD在零件與裝配圖的實(shí)體生成方面的應(yīng)用

CAD技術(shù)在二維的建模方式主要有三種，第一個(gè)是相框的模型第二個(gè)是表面模型，第三個(gè)是實(shí)體模型。在具有實(shí)體建模功能的設(shè)計(jì)軟件中，都有一個(gè)基本的體系比如在CAD的三維實(shí)體建模之中系統(tǒng)就主動(dòng)地提供了立體箱，球體還有圓錐體，圓柱體等等很多種基本的體系，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的零件可以通過(guò)這些基本的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的構(gòu)造。比如說(shuō)我們想生產(chǎn)一種小型的螺絲我們都知道螺絲的主要形狀是圓柱體。我們可以使用三維建模中的圓柱體進(jìn)行簡(jiǎn)單的建模，然后在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行深入的造型。

2.3 機(jī)械產(chǎn)品零部件的實(shí)體建模

三維立體模型的仿真，仿真和生成是三維CAD技術(shù)的另一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新。通過(guò)應(yīng)用該技術(shù)，還可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)施實(shí)體建模工作。當(dāng)元件的位置固定在機(jī)械產(chǎn)品中時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步掌握產(chǎn)品中元件的主要參數(shù)指標(biāo)，以便根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品操作中元件的數(shù)據(jù)，按照坐標(biāo)不同的零件和設(shè)備。三維CAD軟件系統(tǒng)中的多個(gè)編輯功能可以更有效地模擬該過(guò)程，幫助設(shè)計(jì)人員改善機(jī)械產(chǎn)品的缺陷和問(wèn)題，并通過(guò)運(yùn)行模擬中的組件性能進(jìn)行設(shè)計(jì)。而且完美。在實(shí)際應(yīng)用中，三維 CAD軟件可以分析一些相對(duì)簡(jiǎn)單的零件，從而將這些零件設(shè)計(jì)成幾個(gè)模型，并通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)零件的布爾運(yùn)算，幫助工作人員對(duì)零件進(jìn)行更有效的研究。并分析。

2.4 多維幾何

繪圖在一些CAD的繪圖應(yīng)用當(dāng)中。在許多情況之下，不僅僅是使用一些簡(jiǎn)單的三維實(shí)體模型。更多的情況是應(yīng)用多維的幾何繪圖設(shè)計(jì)。在這些設(shè)計(jì)當(dāng)中，要處理一些圖像和數(shù)據(jù)超過(guò)了三種以上。那么這樣的繪圖工作量是十分巨大的。他占用了70%以上的工作的時(shí)間，但是隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，隨地各種繪圖軟件的功能也逐漸完善。CAD的很多種繪圖軟件功能主要包含了交互式的繪圖，還有標(biāo)準(zhǔn)尺寸調(diào)用圖像，還有區(qū)塊分割成次等，實(shí)現(xiàn)圖形的交換。

2.5 CAD技術(shù)在零件實(shí)體建模與生成裝配圖的應(yīng)用

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)涉及到零件的材料問(wèn)題、零件的基本尺寸、公差等。常規(guī)的設(shè)計(jì)方式可以滿足設(shè)計(jì)要求，但是新產(chǎn)品的周期較長(zhǎng)，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的要求。利用CAD軟件可以通過(guò)多種建模軟件，如表面模型、線框模型及實(shí)體模型等完成機(jī)械設(shè)計(jì)的基本體系。所以對(duì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的零件通過(guò)二維圖軟件就可以完成[1]。待軟件計(jì)算、建模完成之后，通過(guò)CAD軟件能夠?qū)ο嚓P(guān)零件進(jìn)行裝配，并且在裝配過(guò)程中發(fā)現(xiàn)零件可能存在的問(wèn)題，如約束、限位、干涉等，從而提出合理性改進(jìn)措施。此外，利用CAD軟件還能夠控制零件之間的精度，分析不同零件之間的公差等，能夠有效地降低研發(fā)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著當(dāng)前發(fā)展的需要以及時(shí)代的不斷進(jìn)步，機(jī)械制造的前景不可估量。尤其因?yàn)镃AD的靈活運(yùn)用，使得機(jī)械制造的市場(chǎng)更加的廣闊。與此同時(shí)，CAD技術(shù)不僅幫助機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)省了設(shè)計(jì)周期，而且提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，CAD給機(jī)械制造創(chuàng)造了很多可能性，并且在未來(lái)也許還會(huì)有更多的可能性。