CAD軟件在機(jī)械創(chuàng)新過(guò)程中的應(yīng)用

匡禹昕

摘 要：在機(jī)械工程領(lǐng)域，CAD技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展被大范圍的使用，由此致使機(jī)械功能設(shè)計(jì)在質(zhì)量以及效率方面都有所提升，并且還是當(dāng)前機(jī)械工程發(fā)展過(guò)程中不可或缺的一部分。因此，本文將站在機(jī)械工程設(shè)計(jì)視角下，對(duì) CAD 技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，希望能夠給相關(guān)人士提供些許參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;CAD技術(shù);發(fā)展與應(yīng)用

引言

在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代背景下，多種現(xiàn)代化技術(shù)的出現(xiàn)，為我國(guó)各個(gè)行業(yè)可持續(xù)目標(biāo)提供了有力支撐。然而在機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)中，CAD 技術(shù)的出現(xiàn)，一方面能夠?yàn)橄嚓P(guān)設(shè)計(jì)人員打造良好的設(shè)計(jì)平臺(tái)，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的作用，做好各種繪圖設(shè)計(jì)工作，在極高設(shè)計(jì)效率下，高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)任務(wù)為我國(guó)機(jī)械工程行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的特征

CAD技術(shù)有著先進(jìn)性，能夠優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)新技術(shù)，是機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的重要組成。在計(jì)算機(jī)中安裝CAD軟件，從而對(duì)工藝和產(chǎn)品進(jìn)行論證與分析，保證能夠?qū)崿F(xiàn)仿真和優(yōu)化，滿(mǎn)足工藝標(biāo)準(zhǔn)。CAD技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中，能夠完整處理各項(xiàng)信息，屬于核心技術(shù)，一方面符合產(chǎn)品的特征，一方面也能夠使機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足模塊化特征，按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程和需求深度分析系統(tǒng)，從而對(duì)產(chǎn)品的使用過(guò)程和相關(guān)信息有著正確認(rèn)知; 其次能夠優(yōu)化產(chǎn)品，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)工藝效果。在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中，應(yīng)用CAD技術(shù)可通過(guò)三維立體方式呈現(xiàn)產(chǎn)品，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題立即改正，有利于創(chuàng)新產(chǎn)品，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠立體化展示設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，保證產(chǎn)品優(yōu)化達(dá)到最佳[1]。

2 CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)踐

2.1 機(jī)械模具集成制造

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)機(jī)械制造行業(yè)也提出了更高要求。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)難以滿(mǎn)足時(shí)代需要，因此CAD技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)模式基礎(chǔ)上，融入了信息化元素，有效促進(jìn)了CAD技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)的深度融合。在各種軟件支持下，當(dāng)下的CAD技術(shù)分為了多種模塊內(nèi)容，比如仿真模擬、曲面造型、圖形編輯等。因此在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，建立不同模塊，便能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械模具的集成制造。與此同時(shí)，通過(guò)在CAE軟件的幫助下，還能夠?qū)υO(shè)計(jì)好的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)度、壽命評(píng)估，同時(shí)在CAE的輔助下，還能夠應(yīng)用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效滿(mǎn)足機(jī)械零部件剛度、造型動(dòng)態(tài)特性等多方面要求，從根本上提升機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量水平。

2.2 多維幾何的繪圖

在對(duì)傳統(tǒng)二維圖像進(jìn)行處理的過(guò)程中需要做到的一點(diǎn)就是繪制出傳統(tǒng)工程圖。但是在本次二維圖形的繪制工作中需要將同該軟件相吻合的處理軟件獲取到。放眼于CAD應(yīng)用過(guò)程中，眾多的軟件都是同畫(huà)圖軟件之間存在關(guān)聯(lián)性，并且這部分畫(huà)圖的功能以及畫(huà)圖能力還是存在相應(yīng)差距的。細(xì)致的對(duì)這些畫(huà)圖軟件進(jìn)行了解可以看出，這部分畫(huà)圖軟件存在的共同之處就是，均基于交互式圖形繪制為基礎(chǔ)，針對(duì)不同的圖形均能夠完成設(shè)計(jì)以及編輯工作?？墒巧頌橐幻麑?zhuān)業(yè)的機(jī)械工程設(shè)計(jì)人員來(lái)講，假如想要確保將CAD圖形繪制功能充分的研究以及發(fā)揮出來(lái)，那么就需要對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的開(kāi)發(fā)，將部分擁有宏命令功能為主的參數(shù)化繪圖軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，從而創(chuàng)建出相應(yīng)的圖形符號(hào)庫(kù)。由此確保設(shè)計(jì)人員能夠憑借CAD軟件來(lái)完成繪圖設(shè)計(jì)工作，并且在繪圖的過(guò)程中能夠更加的得心應(yīng)手，并且上手較快[2]。針對(duì)所得到的汽車(chē)領(lǐng)域來(lái)看，其在輕量化傳動(dòng)軸層面上，其具體的生產(chǎn)制造成本同比其他而言并不高，其非常適合開(kāi)展規(guī)模生產(chǎn)工作。將有關(guān)的參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)束以后，其在開(kāi)展工作的過(guò)程中能夠借助CAD以及UG等相關(guān)的計(jì)算機(jī)二三維繪圖軟件來(lái)繪制出小貨車(chē)傳動(dòng)軸的圖紙，基于此前提下采取裝配的方式將汽車(chē)備胎支架相關(guān)的三維模型獲取到，由此可以發(fā)現(xiàn)采用CAD技術(shù)能夠?qū)⑿Ч苯映尸F(xiàn)出來(lái)，其本身?yè)碛械囊曈X(jué)性是非常強(qiáng)的。除此之外在具體開(kāi)展工作的過(guò)程中，某些企業(yè)也針對(duì)當(dāng)下的貨車(chē)傳動(dòng)軸輕量化結(jié)構(gòu)優(yōu)化及分析工作來(lái)針對(duì)貨車(chē)傳動(dòng)軸展開(kāi)相應(yīng)的輕量化設(shè)計(jì)。這樣的工作不單單可以使得貨車(chē)傳動(dòng)軸在以后的設(shè)計(jì)制造工作提供有效的基礎(chǔ)，同時(shí)借助CAD技術(shù)可以確保整個(gè)制圖效果的高效性以及穩(wěn)定性，并且能夠使得相關(guān)人員的工作時(shí)間最大程度減少，而工作效率在原有基礎(chǔ)上得以全面提升。

2.3 計(jì)算機(jī)輔助建模

計(jì)算機(jī)輔助建模作為機(jī)械工程設(shè)計(jì)中不可缺少的部分，設(shè)計(jì)人員在建模當(dāng)中，合理應(yīng)用三維CAD軟件，快速形成自身理想的產(chǎn)品立體模型，不管是產(chǎn)品的型號(hào)還是大小等，都能夠滿(mǎn)足企業(yè)的生產(chǎn)需求，特別是一些要求細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，更能夠借助三維CAD軟件，將其尺寸按照一定比例加以呈現(xiàn)。從中可以看出，鑒于三維建模強(qiáng)大價(jià)值所在，確保設(shè)計(jì)人員提前站在虛擬環(huán)境中，設(shè)計(jì)出直觀性的產(chǎn)品模型，改變過(guò)去單純憑借自身想象模型建設(shè)的弊端，減少較大設(shè)計(jì)誤差的出現(xiàn)?；诖?，在當(dāng)前機(jī)械工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員能夠站在三維建?；A(chǔ)上，事先確定設(shè)計(jì)方案中不完善的部分，及時(shí)做好修改，以免后期直接投入生產(chǎn)制造，制約企業(yè)正常生產(chǎn)工作以及損害經(jīng)濟(jì)利益行為的出現(xiàn)。總之，機(jī)械工程設(shè)計(jì)建模環(huán)節(jié)，合理融入計(jì)算機(jī)技術(shù)，確保設(shè)計(jì)人員提前發(fā)現(xiàn)不完善內(nèi)容的基礎(chǔ)上，能夠保證接下來(lái)產(chǎn)品裝配更具效率性，降低了設(shè)計(jì)人員修改量，縮短了設(shè)計(jì)、制作時(shí)間，更是大大降低了機(jī)械產(chǎn)品的成本。CAD技術(shù)應(yīng)用在生成裝配圖和零件實(shí)體建模中現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)包含了零件尺寸、材料等問(wèn)題，若是實(shí)施常規(guī)設(shè)計(jì)無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)用CAD軟件實(shí)施機(jī)械設(shè)計(jì)體系，比如線(xiàn)框模型、表面模型等。在完成軟件計(jì)算和建模后，CAD軟件也可進(jìn)行零件裝配工作，及時(shí)改進(jìn)裝配過(guò)程零件出現(xiàn)的問(wèn)題。CAD軟件也能夠把控零件精準(zhǔn)度，分析零件間產(chǎn)生的公差，節(jié)省研發(fā)費(fèi)用，提高企業(yè)效益[3]。

2.4 零件加工軌跡的形成

在完成機(jī)械零部件建立后，可以結(jié)合實(shí)際，完成數(shù)控加工刀具數(shù)據(jù)的設(shè)置，以此作為機(jī)械零部件加工軌跡形成起點(diǎn)。然后借助相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床加工系統(tǒng)，做好相關(guān)的參數(shù)設(shè)計(jì)，尤其是要確定數(shù)控加工刀具各種參數(shù)。最后以零部件形狀為依據(jù)，選擇科學(xué)合理的加工方法，并由此形成一個(gè)完整的零件加工軌跡。另一方面，在零件加工軌跡形成的過(guò)程中，通常會(huì)借助Mastercam軟件，該軟件能夠根據(jù)零件加工軌跡，結(jié)合粗加工和精加工不同需求，提供相應(yīng)的零件加工方法。比如采用粗加工工藝，需要先清除零件毛坯上多余材料，然后再對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行精加工，不僅如此，在Mastercam軟件系列CAD軟件的幫助下，還能夠有效延長(zhǎng)數(shù)控加工刀具使用時(shí)間，提升機(jī)械零件加工精度與加工質(zhì)量。例如在進(jìn)行圓柱凸輪機(jī)械零部件加工時(shí)，首先明確該機(jī)械零部件的規(guī)格信息，該機(jī)械零件分度數(shù)是11， 動(dòng)程角280°，動(dòng)盤(pán)節(jié)圓直徑150 mm，滾子半徑13.8 mm[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為系統(tǒng)復(fù)雜的過(guò)程，為有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量水平，需要加強(qiáng)對(duì)CAD技術(shù)的應(yīng)用，深刻認(rèn)識(shí)到CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用及優(yōu)勢(shì)，促使CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中發(fā)揮出更大的作用，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)更加穩(wěn)定順利地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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