CAD技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要：CAD技術(shù)在目前我國礦山機(jī)械的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。利用CAD軟件對設(shè)計(jì)機(jī)械進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)部件調(diào)整、尺寸標(biāo)注以方便機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工和日常維修，成為現(xiàn)代機(jī)械尤其是一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計(jì)精密、部件繁多的礦山機(jī)械設(shè)計(jì)一種流行趨勢，對現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：CAD繪圖技術(shù)；礦山機(jī)械；機(jī)械設(shè)計(jì)

1 礦山機(jī)械設(shè)計(jì)

一般意義上的礦山機(jī)械，指的是直接用于礦物的探查、開采、富選等作業(yè)的機(jī)械，包括磨礦機(jī)、破碎機(jī)、鉆機(jī)、球磨機(jī)、振動篩、起重機(jī)、輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等多種機(jī)械設(shè)備。這些機(jī)械設(shè)備由于其工作環(huán)境的特殊性和工作功能的復(fù)雜性，需要對其進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)。

1.1 礦山機(jī)械設(shè)備工作環(huán)境特殊

以某煤炭地下采礦系統(tǒng)為例，為避免自動化機(jī)械對操作人員的損傷以及采礦過程中可能引起的冒頂片幫、透水、中毒、火災(zāi)、爆炸等事故，需要對礦山機(jī)械進(jìn)行防觸電設(shè)計(jì)，并對作業(yè)環(huán)境進(jìn)行通風(fēng)、排水、巷道加固支護(hù)、瓦斯?jié)舛缺O(jiān)控、防靜電、防火設(shè)計(jì)，這就要求所采用的機(jī)械設(shè)備具有一定的防觸漏電結(jié)構(gòu)，并設(shè)置一定的緊急聯(lián)鎖制動系統(tǒng)，防止機(jī)械設(shè)備在工作中出現(xiàn)異動對作業(yè)人員造成機(jī)械傷害等。

1.2 礦山機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜

相較于其他機(jī)械設(shè)備，礦山機(jī)械由于工作的特殊性常常需要更精密、更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。以某金屬地下采礦系統(tǒng)為例，礦井里由于空間受限，巖層堅(jiān)硬，這就要求著采礦掘進(jìn)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高、各部件力學(xué)性能要求較高、結(jié)構(gòu)也相應(yīng)更緊湊。如圖1所示為某掘進(jìn)機(jī)截割部結(jié)構(gòu)圖。

圖1 某掘進(jìn)機(jī)截割部結(jié)構(gòu)圖

1截割頭組件；2懸臂段；3截割減速器；4、6、8銷軸；5蓋板；7截割電機(jī)

2 CAD技術(shù)及軟件功能

2.1 CAD技術(shù)

CAD技術(shù)指的是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD-Computer Aided Design），是利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備軟件幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行圖形參數(shù)計(jì)算、設(shè)計(jì)、繪制、修改、尺寸標(biāo)注、信息儲存等工作的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

2.2 CAD軟件功能

目前Auto-cad軟件開發(fā)出了平面圖形處理的二維cad和立體圖形處理的三維cad圖形處理模塊，用戶可根據(jù)各自的需要對圖形進(jìn)行設(shè)計(jì)與處理。軟件提供了二維平面繪圖、繪圖輔助工具、圖形編輯、文字書寫與修改、尺寸標(biāo)注及計(jì)算、圖層管理、三維圖形繪制、網(wǎng)絡(luò)共享、數(shù)據(jù)交換等多種功能，使用時(shí)根據(jù)用戶的特殊需要選取不同功能進(jìn)行工作，操作極為方便。

3 CAD技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

CAD技術(shù)很好地解決機(jī)械設(shè)計(jì)過程中圖形繪制困難的問題。通過計(jì)算機(jī)軟件繪制的機(jī)械設(shè)備圖紙，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、維修人員可以在計(jì)算機(jī)上輕松地利用CAD圖形閱讀軟件進(jìn)行尺寸的標(biāo)注和修改、結(jié)構(gòu)部件的位置調(diào)整和準(zhǔn)確定位，并可以對局部區(qū)域進(jìn)行放大和縮小查看，既方便設(shè)計(jì)人員對整體-局部位置關(guān)系的設(shè)計(jì)，又有利于生產(chǎn)加工及維修人員對部件細(xì)節(jié)和部件結(jié)構(gòu)位置的把握。因此在目前的機(jī)械設(shè)計(jì)尤其是裝備復(fù)雜結(jié)構(gòu)緊湊化、大型化、特種化的礦山機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。

利用CAD技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中的好處主要有：

3.1 減少設(shè)計(jì)工作的工作周期和工作量

采用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)工作，一方面使得機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜構(gòu)造轉(zhuǎn)化成簡單的幾何圖形，這既方便圖形的繪制，也利于生產(chǎn)加工制造單位對于機(jī)械設(shè)備構(gòu)造的整體把握；另一方面也使得機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)工作量減少，設(shè)計(jì)周期變短，更方便機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)工作。

3.2 有利于機(jī)械設(shè)備構(gòu)件細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)

CAD技術(shù)軟件能夠?qū)D形的局部區(qū)域進(jìn)行放大和縮小查看、編輯處理，在實(shí)際的圖形繪制過程中，可以更加注重細(xì)節(jié)的把握。將平常很難準(zhǔn)確把握的部件結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)處理清楚，并且保證精細(xì)構(gòu)件與周邊構(gòu)件的精確結(jié)合，尤其是涉及齒輪咬合部分，這就有效地避免了由于機(jī)械設(shè)備構(gòu)件結(jié)合不準(zhǔn)造成的機(jī)械設(shè)備故障，給機(jī)械的日常工作提供保障。

3.3 有利于機(jī)械設(shè)備構(gòu)件的修改

CAD圖形編輯軟件提供了圖形修改功能，主要包括線條修改（打斷、延伸、刪除等）、尺寸修改（拉伸）等。在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中圖形繪制出現(xiàn)問題時(shí)，可以方便地利用軟件提供的編輯模塊進(jìn)行修改，操作極為方便。

3.4 有利于機(jī)械設(shè)備的直觀裝配

CAD技術(shù)繪制的圖形對于各部件的安裝位置及大小有著精確的標(biāo)注，因此在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)加工制造過程中，各部件組合安裝更加直觀。在圖形繪制過程中，隨時(shí)利用軟件對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行模型演示，以方便查找設(shè)計(jì)中存在的問題。

3.5 保證機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)質(zhì)量

CAD技術(shù)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的一種，有力地避免了機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中人為的失誤造成的設(shè)計(jì)質(zhì)量降低問題，并且其智能控制系統(tǒng)可以精確地查找設(shè)計(jì)中存在的問題，因此，更容易保證機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)質(zhì)量，更利于機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)工作。

4 CAD技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，CAD技術(shù)也相應(yīng)的得到飛速的發(fā)展，通過CAD技術(shù)在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)討論，我們認(rèn)為未來的CAD技術(shù)會越來越向著標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、普及化發(fā)展。

4.1 CAD技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中圖形的繪制、編輯、修改中占據(jù)有重要的地位，越來越多的設(shè)計(jì)單位、機(jī)械制造公司和機(jī)械使用單位利用CAD技術(shù)來進(jìn)行日常的工作。因此，CAD技術(shù)必定向著應(yīng)用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展以逐漸減少在交流過程中引起的誤解，這既是CAD技術(shù)日常應(yīng)用的需要，也是CAD技術(shù)發(fā)展的必然要求。

4.2 CAD技術(shù)的智能化

CAD技術(shù)軟件如果只是單純的提供圖形繪制和編輯修改工具模塊，那么在實(shí)際的工作過程中會因?yàn)椴僮鲝?fù)雜而“難以上手”從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員工作效率的下降，并且在實(shí)際的工作中可能會由于操作困難而導(dǎo)致圖形繪制出現(xiàn)偏差和錯(cuò)誤，不利于設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。因此，CAD技術(shù)在未來發(fā)展過程中需要重點(diǎn)注意智能化發(fā)展，以完整的模塊功能代替繁瑣的編輯技巧，更方便設(shè)計(jì)工作圖形繪制的進(jìn)行。

4.3 CAD技術(shù)的普及化

CAD技術(shù)在圖形繪制應(yīng)用上的強(qiáng)大功能優(yōu)勢保證著它的使用市場空間，那么在未來的工作過程中，CAD技術(shù)會得到越來越廣泛的應(yīng)用和普及，不僅局限于機(jī)械設(shè)備的圖形設(shè)計(jì)，包括房屋裝修、管線敷設(shè)、工藝流程設(shè)計(jì)等多種實(shí)際生產(chǎn)生活活動都可以應(yīng)用CAD技術(shù)，極大地方便人們的日常生活。

5 結(jié)束語

CAD技術(shù)憑借著其在圖形繪制、編輯方面強(qiáng)大的優(yōu)勢，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且占有舉足輕重的地位。工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際工作需要，不斷熟練CAD圖形處理軟件的功能，把CAD技術(shù)靈活地應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工制造、維修過程中去，不斷推動CAD技術(shù)的發(fā)展。