基于CAD在机械设计中应用的

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【摘 要】近些年来,随着科学技术不断发展,CAD技术被广泛应用于机械设计中.同时,随着计算机信息技术迅猛发展,推动了CAD技术迅猛发展,在机械设计中,CAD绘图能力极为强大,特别是CAD软件版本日益更新,绘图方式呈多样化、灵敏性特点,与设计人员要求相符.本文主要分析CAD技术在机械设计中的应用.

【关 键 词】CAD；机械设计；应用

机械设计,是按照用户需求,开展机械产品形状和结构设计,其主要目的是达到材料、性能、加工等条件下,设计出效率、性能、成本最优化的产品.可以说,机械产品设计优劣,对产品质量具有直接影响,关乎产品使用要求和维护简易性.在机械产品设计阶段,既已决定了75%的成本.所以,机械产品设计是企业降低技术成本的重要环节,机械产品设计包含了运动方式、润滑材料和结构设计等工作,若单纯依靠传统设计知识,根据设计者经验进行机械设计,已无法满足现代化产品需求.随着科学技术迅猛发展,计算机技术被广泛应用于机械设计领域.通过计算机CAD技术,开展机械产品设计,可明确结构设计和产品方案,降低设计人员劳动量,提升设计效率,降低机械设计成本.

1.CAD技术概况

首先,CAD技术构成.CAD系统是由软件、硬件构成,以硬件系统为基础,软件系统是其关键所在,决定了系统功能,以计算机图形处理、程序预算能力为基础,设计人员运用CAD技术,使产品达到预期设计效果,属于科技创新技术.随着产品日益更新换代,使产品更具竞争力、活力.对产品不断研究,作出必要创新之后,进而推动产品发展,促使产品推向各个领域.现阶段,CAD技术被广泛应用各个领域,且CAD技术研究从未停止,创新从未间断.近些年来,随着CAD图形处理、计算机功能迅猛发展,已形成了智能化CAD系统,随着昌平不断革新,CAD系统通过特定逻辑技术、符号技术,可模拟某一领域设计过程,解决单一领域制定问题,将各类技术和CAD技术结合运用,以计算机为基础,开展数据模拟、试验和模拟,制定方案决策,进而提升设计效率.

其次,CAD三维技术.三维技术是按照人脑三维模型,直接形成设计系统,具备独特设计能力,具备广泛性、普遍性和简洁性特点,可有效提升机械设计能力和设计效率,加快机械设计速度,进而体现设计者构想.在三维模型中,对整个设计过程进行分析,进而促使设计方案理想化.随着科学技术日益发展,机械行业逐渐发展.目前,我国机械行业由传统制造业,逐渐转向为创新型行业.利用平面设计技术,无法满足设计者需求.因此,三维技术是机械设计的发展方向.

第三,机械设计中CAD技术优势.对于机械产品设计而言,运用CAD技术,代替了重复性动作和繁琐性动作,进而体现产品性能和产品结构.通过CAD技术,可同步设计产品外形、产品结构,有利于改善产品.利用CAD辅助设计功能,在产品结构设计方面,可实施静态、动态分析,可广泛应用于重复计算和复杂体积设计.

2.机械产品设计中CAD技术的运用

机械设计属于机械工程的重要部分,是产品设计、机械生产的首要环节.机械设计决定了产品成本和产品性能.按照用户的产品需求,明确机械形状尺寸,选择零件材料,确定工作原理和工作结构等.而产品作为产品制造依据,是产品维修和维护的关键因素.开展机械设计,是达到各类约束标准基础上,设计出最佳机械产品.设计目标主要包含传递效率、可靠性、重量和成本因素.为满足这些目标,传统设计者是按照已有经验选取,主观性较强,产品设计无法适应现代机械产品需求.所以,CAD技术催生,运用CAD技术中的实体生成、集成制造、多维绘图等功能,提升机械产品质量,促进机械产品设计最优化.

首先,实体生成.在机械设计中,利用CAD技术三维建模之后,可通过实体、线框和表明模型完成,许多CAD软件具备实体建模功能,通常具备六种基本体系,即环状体系、圆柱体系、立方体系、楔形体系、即球体系和圆锥体系.为建立三维实体模型,需进行结构分析,分解多个简单零件,形成多个基本体,然而对每个基本体进行造型,然后交、并和差布尔运算之后,即可形成零件三维模型.然而有时因分解基本体较多,难以建立实体.所以,单一基本体系,无法满足机械零件的实体要求,可通过绘制零件平面图形,拉升图形、旋转图形后,即可获得新型基本体,然而实施交、并和差布尔运算之后,可获得实体造型.接着按照机械工作参数研究,在某一运动位置,确定坐标装配,通过CAD系统编辑功能,即可获得实体造型.

其次,集成制造.随着科学技术迅猛发展,促进了生产制造技术发展,由单一普通机床技术,发展为数控机床技术.有人工制图技术,发展为CAD制图技术,制造业朝着数字化、计算机化方向发展.在制造业中,激光成型技术、CAD技术的广泛运用,通过多个功能模型,即可建立完整CAD系统,而这些模块包含曲面造型、数控加工、仿真编辑、三维绘图等模型.许多工程数据均从实体造型所得,工程数据库作为模块应用基础,可建立统合管理方式.

第三,多维绘图.对于机械产品设计,图形设计、数据处理工作量极大.在传统工程图设计中,通过二维图形进行处理.对于工程平面设计,需选择适合绘图软件设计.现阶段,大多数设计均采用交互式制图.选择这种方式,通常可实现多种图形绘制、编辑,具备分层实现、图块调用和剖面填充等多种功能,想要实现CAD绘图功能,需依靠绘图软件实现,要求图库简洁、操作简便.

第四,CAD机械设计趋势.目前,在绘图分析和数据计算方面,CAD系统存在一定缺陷,在符号信息表现、结构布置构思也较差.然而,随着CAD技术迅猛发展,智能化、现代化技术日益成熟,这些缺陷和问题均会得到解决.同时,智能时代正在到来,为实现智能化设计设想,必须进一步研究CAD技术,特别是CAD重点技术研究,进而不断提产产品性能,转变传统设计理念,促使CAD技术朝着快速、科学方向发展.

3.结束语

对于无图样生产,通过三维CAD即可解决.使用CAD技术,可摆脱传统设计模式,运用新设计方法,树立现代化设计观念.随着CAD技术在各领域的不断深入,机械设计要求也随之提高,促进了CAD技术不断发展,提升了机械制造生产率,进而推动制造业朝着可持续性、繁荣性方向迈进.

【参考文献】

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