CAD技術在機械設計中的應用

CAD技術在機械設計中的應用引言有關機械設計，從上世紀中葉起便已經出現(xiàn)了突破性的進展，人們從那時開始便已經開始了利用CAD技術進行有關的機械設計。這項技術經過二十年的發(fā)展與進步，已經漸漸的趨向成熟。隨著我們國家經濟技術水平的不斷提高，工業(yè)化進程不斷加深，制造業(yè)在我國國民生產總值中所占的比重也已經越來越大，對各類機械器件的精確度要求也越來越高，CAD技術在我國也就獲得了越來越充分的重視，在機械的設計以及制造領域都有著十分顯著的應用，這一新型技術不僅可以將各類器械的設計制造期限有效的縮短，而且還很好的促進行業(yè)自身的進步與發(fā)展。1、CAD技術的構成與發(fā)展CAD系統(tǒng)包含硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)主要由圖形輸入設備、圖形輸出設備、工程工作站、個人計算機等設備構成。軟件系統(tǒng)主要由CAD軟件和相關輔助模型構成。伴隨計算機技術的告訴發(fā)展，硬件系統(tǒng)已經不會影響到CAD技術的發(fā)展，目前能夠影響其發(fā)展的是CAD軟件和相關輔助模型。CAD軟件主要可以劃分為數(shù)據(jù)管理軟件、CAD應用軟件和交互式圖形顯示軟件這三種類型。CAD技術在最近幾年已經受到了十分廣泛的運用，不過對其技術的研究仍然在不斷的進行，CAD技術同時也在不斷的得到創(chuàng)新，并且也在被廣泛的運用在各個行業(yè)。早期的CAD系統(tǒng)只是簡單具備圖形處理和計算機功能，不過經過近些年來的不斷發(fā)展，我國的CAD系統(tǒng)已經越來越智能化。這就印證了CAD技術的發(fā)展?jié)摿?，這也同樣是產品不斷創(chuàng)新不斷的成果，并且讓其具有了活力?，F(xiàn)代智能化的CAD系統(tǒng)可以采用指定專業(yè)領域內的邏輯與符號技術，其不僅能夠對特定領域內的設計過程進行模擬，并且能夠解決單一專業(yè)領域內指定的問題。將各種專業(yè)技術結合起來綜合運用在CAD技術之中，然后在計算機上面綜合各項數(shù)據(jù)進行分析、模擬和試驗，最終做出最佳方案的決策，有效提高了設計的效率。CAD三維技術可以讓設計者直接根據(jù)自己腦中的三維模型進行設計工作，其設計功能十分突出，具有廣泛、普遍以及簡潔等特征，在很大程度上提升了其機械設計的能力，這不能能夠明顯提升設計者的工作效率，并且還可以加快設計工作的速度。它使得設計人員的構想能夠具體的體現(xiàn)出來，并且可以再三維模型中來對整個設計的過程進行分析，使設計方案更加趨于完善。各項科學技術的發(fā)展也在不斷促進著機械行業(yè)的不斷發(fā)展，我們目前的機械行業(yè)正在逐漸由單純的制造向創(chuàng)新型研發(fā)過渡，簡單的平面技術已經越來越不能滿足設計人員的要求，因此，三維CAD技術將是未來機械設計發(fā)展的趨勢。2、機械設計中CAD技術的優(yōu)勢2、1機械制造業(yè)的設計周期短在各類機械設計中應用CAD技術有很多明顯的優(yōu)勢，其中較為明顯的一個便是它能夠很好的縮短各類機械期間的設計周期。這一技術的應用能夠較好的完成零部件結構以及各項參數(shù)的精確計量與設計，能夠準確的將各類零部件進行有效的結合，并形成一個人新的基本體結構。在本行業(yè)中有效的應用這一新型軟件技術，能夠很好的提升整個機械設計的效率與生產過程中的進度。除此之外，利用本技術能夠將已經設計完成的機械設備按照新的要求進行及時更改與重塑，提高了機械設備以及各類零部件的可塑性與可變性，有效的縮短了設備的生產、設計周期。2、2零部件在裝配環(huán)境里方便直觀利用本軟件進行機械零件的裝配時，各類零部件是在整個軟件中按照一定的規(guī)律進行裝配的，其中的裝配途徑都已經在本軟件的資源查找群中有相應的記錄與存檔，在后期機械運轉時，如發(fā)現(xiàn)其中一問題等，可以直接在軟件中查找對應的區(qū)域，不必機械的其他零部件進行拆卸與分析，可以很方便快捷的找到問題根源。而在找到故障源頭之后，可以直接對癥下藥，準確的對各類零部件進行修正，提高了整個機械的設計準確度。在整個CAD制圖中，能夠清晰的看到整個機械內部各個零部件之間的構造結構以及相互之間的關聯(lián)性，在完成設計后需要對整個機械進行預運行，在此過程中如果發(fā)現(xiàn)處出現(xiàn)不合理的碰撞等時，可以及時的找到問題根源，并在相應的設計中加以更正。2、3有效提高機械產品的質量在機械設計領域充分運用本技術，能夠很好的將工業(yè)化生產與現(xiàn)代化信息技術進行很好的結合，為機械制造行業(yè)未來的前進趨勢等指明了前進的方向。在CAD制圖領域，它采用較為先進的設計理念與方式，能夠較為直觀方便的觀察零件之間的構造關系，并且能夠對不合理的設計構造之處進行及時更正與修改，這一系列的優(yōu)勢所在保證了整個機械產品的品質與質量。CAD技術在機械產品設計過程之中的應用主要體現(xiàn)在零部件與裝配圖的實體生成、模具CAD的集成制造、CAD技術多維繪圖的應用、CAE機械軟件的應用等幾個方面。其中，CAD系統(tǒng)的運用更新了傳統(tǒng)的設計手段與設計方法，很大程度上擺脫了傳統(tǒng)設計過程中存在的不足與束縛，在設計觀念上融入了現(xiàn)代設計的特點，進而促進了機械制造業(yè)的快速發(fā)展。3、 1實體生成CAD制圖在機械產品設計中的應用主要體現(xiàn)在實體生成等方面，論文就其應用進行了具體的介紹與分析，其中實體生成領域，主要體現(xiàn)在了實體的建模方面。在機械產品的實體建模方面，通?？梢杂玫降哪Ｐ捅闶禽^為常見的球形、立方體等六種結構。對于零部件的三維實體模型的構建，在利用CAD技術時，只需要以及零件內部的各種結構，將其劃分為不同的結構體，然后對相應的各個基本模型進行簡單的三維實體構造，隨后利用立體學以及各類布爾運算等將其進行拼接，以此形成相應的零部件，在機械零件的設計與生產中，不是其中一種單一的模型結構構造而成的，而是多種常見模型組合而成的。3、2模具CAD的集成制造口伴隨著現(xiàn)代化科技的不斷進步，機械制造領域對速度的要求已經越來越高，各類新興的機械技術層出不窮，由原來的單一普通設計機床逐漸的發(fā)展到多元化數(shù)控機床，從工人的手工制圖發(fā)展到了CAD軟件制圖，這一系列的發(fā)展與演變已經形成了機械產品制造領域的發(fā)展新方向?，F(xiàn)階段的機械產品新的發(fā)展方向已經由原來的單一模型設計發(fā)展到了統(tǒng)一模具設計通過統(tǒng)一的模具設計，將各類機械產品中相同的部件有統(tǒng)一的模具進行設計生產，這在很大程度上提高了機械產品設計的效率，降低了設計成本。3、3CAD技術多維繪圖的應用口由于機械產品自身的特點，使得在其產品設計過程中需要有大量的數(shù)據(jù)驗算與處理，這一工作在傳統(tǒng)的機械設計領域只能通過二維圖形進行處理，在這種處理中一方面準確性難以保證，另外一方面也將耗費大量的時間與經歷，不符合工業(yè)現(xiàn)代化的基本要求。在利用CAD繪圖技術進行機械設計時，能夠將其多為繪圖有效的應用的本領域，很大程度上降低了機械產品的各類數(shù)據(jù)計算與處理難度，提高數(shù)據(jù)處理的準確性，在CAD多維繪圖中，使用最多的便是以交瓦式制圖，它能夠很好的實現(xiàn)各類基本圖庫的轉化，具有很好的操作簡便性與準確性。3、 4CAE機械軟件的應用口CAD軟件在現(xiàn)代機械設計過程中和CAE等軟件具有異曲同工的效果，而且在設計過程之中還可以聯(lián)合CAE機械系統(tǒng)等進行設計。另外，CAD軟件還可以優(yōu)化現(xiàn)代機械零件、分析零件壽命、強度等，并且解決機械零件在設計過程中的問題，例如結構是否合理、材料強度是否能夠滿足要求等。4、 GAD技術在機械設計中的不足雖然CAD技術在機械設計和制造中具有十分明顯的優(yōu)勢，不過還是存在著一些不足之處，主要表現(xiàn)在以下兩個方面：第一，使用CAD軟件代替圖板繪圖工具來進行繪圖，大部分并不是在進行本質上的設計工作?，F(xiàn)在很多企業(yè)通過CAD技術制作的三維模型只是停留在效果圖的階段，并沒有進行整體的設計工作，而且缺少相關的受力分析；第二，精通CAD技術的專業(yè)人才相對較少，CAD系統(tǒng)是十分復雜的，而且變化多段，想要熟練地掌握這項技術還是比較難的，就現(xiàn)在的情況來說，大部分人都沒有系統(tǒng)地接受過專業(yè)性的培訓，并不是十分精通CAD技術，導致機械設計方案時常出現(xiàn)各種缺陷。5、 CAD技術的發(fā)展遠景CAD技術在現(xiàn)代化生產與發(fā)展中的應用不僅僅體現(xiàn)在了機械產品的設計領域，在其他各個方面都有著十分重要的應用，它具有很好的發(fā)展前景。首先而言，本技術在未來使用過程中，正經歷的著由機械化向智能化發(fā)展的過程，而智能化也將會是本軟件發(fā)展的最為突出的一個趨勢；其次，本軟件在未來的使用中，將更加趨向于虛擬化模式，未來環(huán)境下，它能夠在一種相對虛擬的環(huán)境中將各類基本模型進行組合和模擬，使得設計師能夠在虛擬的環(huán)境中實現(xiàn)對相應產品的建模，這不僅提高的建模效率，而且能夠有效的避免各類資源的浪費；最后，本軟件在未來的使用中將呈現(xiàn)出交互化的發(fā)展模式，能夠給設計師提供相應的交互平臺，將其個人意志很好的加入設計中。6、結束語近年來，隨著社會的持續(xù)發(fā)展，我們國家的知識庫和數(shù)據(jù)庫技術、人工智能技術、信息交換、信息集成等各個方面的技術也在不斷的發(fā)展和完善，現(xiàn)代CAD技術同樣也在向著這