CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用初探

李萬清

（湖南有色地質(zhì)工程測試研究中心，湖南 長沙 410000）

CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用初探

李萬清

（湖南有色地質(zhì)工程測試研究中心，湖南 長沙 410000）

CAD技術(shù)在機械設(shè)計中起到重要的作用，隨著機械設(shè)計內(nèi)容不斷擴展和深化，在后續(xù)應(yīng)用過程中要掌握基本系統(tǒng)的組成和發(fā)展，提前對技術(shù)進行分析，按照機械設(shè)計要求進行落實。本文以 CAD技術(shù)的特點和優(yōu)勢作為基礎(chǔ)，對其在機械設(shè)計中的具體應(yīng)用進行分析。

CAD技術(shù)；機械設(shè)計；應(yīng)用效果

近些年來我國技術(shù)領(lǐng)域取得了突出的進步，對機械制造行業(yè)提出了更高的要求，考慮到技術(shù)創(chuàng)新以及制造業(yè)的發(fā)展需求，在實施過程中需要合理應(yīng)用計算機技術(shù)、新的制造方式和新材料等。設(shè)計人員在設(shè)計過程中要積極擴展新的領(lǐng)域，對應(yīng)用成果進行分析。CAD技術(shù)屬于重要組成部分，對計算機設(shè)計和工程機械等有重要的影響，需要創(chuàng)新設(shè)計理念，使其起到帶動社會經(jīng)濟發(fā)展的作用。

1 CAD技術(shù)概述

CAD是 Computer Aided Design的 簡 稱， 也 是 當(dāng)前應(yīng)用廣泛的一種利用計算機進行處理的一種形式，設(shè)計師要掌握工程以及產(chǎn)品的特點，以優(yōu)化設(shè)計作為基礎(chǔ)，結(jié)合技術(shù)特點和應(yīng)用要求，做好分析和指導(dǎo)工作。

1.1 CAD技術(shù)功能

CAD技術(shù)具備計算和分析的功能，能實現(xiàn)對產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計，依據(jù)可靠性、限制性和動態(tài)分析的原則，及時進行科學(xué)的計算，滿足設(shè)計要求。此外 CAD技術(shù)具備圖形處理能力的功能，可以直接對圖形技術(shù)進行掌握，包括：三維幾何圖形、圖形仿真設(shè)計以及輸出和輸入功能等。考慮到數(shù)據(jù)管理以及交換功能要求，要及時更新數(shù)據(jù)庫，結(jié)合不同CAD系統(tǒng)區(qū)間進行合理化設(shè)計。此外CAD技術(shù)在其他功能區(qū)間也有一定的要求，可以適當(dāng)進行文檔制作，以編輯以及文字處理功能作為基礎(chǔ)，要掌握軟件系統(tǒng)功能和網(wǎng)絡(luò)化工作，突出設(shè)計要點和具體要求，按照比例進行。

1.2 CAD技術(shù)的優(yōu)勢

1.2.1 周期短

機械設(shè)計過程中對CAD技術(shù)軟件有嚴(yán)格的要求，該軟件直接應(yīng)用到裝配環(huán)境中，在位置選擇以及形態(tài)設(shè)計過程中，能保證設(shè)計出的系統(tǒng)功能符合要求。以基本體能以及位置設(shè)計作為基礎(chǔ)，采用 CAD技術(shù)能提升設(shè)計效率和生產(chǎn)進度。如果應(yīng)用CAD技術(shù)進行創(chuàng)新設(shè)計，能保留原有機械中的基本體，在很大程度上提升機械設(shè)計的速度。

1.2.2 CAD技術(shù)符合裝配環(huán)境要求

CAD設(shè)計階段，要對不同類型的零部件進行調(diào)整，以裝配關(guān)系為主，CAD技術(shù)的應(yīng)用和資源查找器存在一定的聯(lián)系，在設(shè)計階段如果存在裝配不符合設(shè)計要求的現(xiàn)象，則需要適當(dāng)對零件進行調(diào)整，必要時進行隱藏。隱藏后可以清晰的看到機械內(nèi)部裝配的構(gòu)造，根據(jù)構(gòu)件類型以及裝配形式要求，如果裝配后還能繼續(xù)運行，則說明演示效果明顯，但是如果演示達不到理想的效果，則會出現(xiàn)機械產(chǎn)品不能正常使用或者報廢等現(xiàn)象。

1.2.3 提升產(chǎn)品質(zhì)量

在機械設(shè)計過程中采用 CAD技術(shù)進行設(shè)計，使其和現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)計完美結(jié)合在一起，能保證機械設(shè)計具有新的發(fā)展方向。CAD技術(shù)采用領(lǐng)先的設(shè)計方式，比較直觀，容易入手?？紤]到數(shù)控加工技術(shù)的流程要求，采用制圖軟件對其進行處理后，能取得理想的效果，進而提升其應(yīng)用質(zhì)量。

2 CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的具體應(yīng)用

CAD技術(shù)在機械設(shè)計中起到重要的作用，針對性能以及指標(biāo)的變化，需要適當(dāng)對各項指標(biāo)進行調(diào)整，以零件和裝配圖的生成比例作為基礎(chǔ)，結(jié)合繪圖方式以及模具集成化制造要求，需要擺脫傳統(tǒng)設(shè)計的束縛，引進先進的設(shè)計理念，不斷促進機械制造行業(yè)的發(fā)展。

2.1 零件和裝配圖的生成

CAD三維設(shè)計形式有不同的形式，包括線框模型、表面模型以及實體模型等，根據(jù)三維實體模型的設(shè)計要求，對系統(tǒng)案例進行調(diào)整后，按照不同形體結(jié)構(gòu)進行評價，其優(yōu)勢比較明顯。對于部分簡單的零件結(jié)構(gòu)進行分析后，可以將其分成若干個基本體，要提前對基本體造型進行掌握，而后做好交底設(shè)計工作?？紤]到三維實體模型的設(shè)計要求，對復(fù)雜的零件構(gòu)造進行了解后，能得出幾何元素，可在二維幾何元素中對零件輪廓進行定義，在三維實體造型中通過拉伸或旋轉(zhuǎn)的方式進行創(chuàng)新設(shè)計。

2.2 多種幾何繪圖

機械設(shè)計中對不同種類的信息有嚴(yán)格的要求，以圖形和數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，由于繪圖的工作量比較大，占據(jù)70%左右，隨著 CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，CAD技術(shù)的各種繪圖軟件功能不斷強大，根據(jù)軟件功能以及設(shè)計模式要求，要對交互式繪圖、圖形編輯以及標(biāo)準(zhǔn)尺寸等進行掌握，做好區(qū)分設(shè)計工作，結(jié)合圖形交換比例進行落實。

2.3 模具集成制造

CAD技術(shù)在模具制造階段起到重要的作用，具體應(yīng)用流程如圖1。

圖1 CAD技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用流程

CAD技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，在制造階段需要掌握技術(shù)特點，模具制造技術(shù)包括：快速成型、模具 CAM和 CAD等，針對技術(shù)形式的具體要求，在應(yīng)用階段要做好圖形編輯、三維繪圖和曲面設(shè)計等，和原有模具集成化相比，采用CAD技術(shù)能實現(xiàn)對技術(shù)的合理化應(yīng)用。在制造產(chǎn)品以及質(zhì)量選擇過程中，要掌握機械化水平和要點，從制造的角度入手，做好評價工作，使其適應(yīng)機械制造的具體要求，進而滿足設(shè)計要求。

2.4 機械CAE中的應(yīng)用

機械施工本身具有變形容易以及受力結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，考慮到力學(xué)特性以及分布要求，要做好選擇和評估工作，充分利用CAE模式解決機械設(shè)計存在的問題。在實施階段要根據(jù)步驟要求進行，如圖2。

圖2 CAE建模步驟

如何將 CAD技術(shù)應(yīng)用到實踐中是擺在設(shè)計人員面前的重要難題，要結(jié)合機械化指標(biāo)的要求，從多個功能和角度入手，提前進行調(diào)查和研究?？紤]到CAD技術(shù)以及模式要求，在后續(xù)分析階段，要分析其性能，以創(chuàng)造良好的條件作為基礎(chǔ)，解決集合參數(shù)設(shè)計不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象。

此外可以統(tǒng)一的對數(shù)據(jù)進行調(diào)整，保證設(shè)計方案的一致性。在三維 CAD產(chǎn)品設(shè)計階段，要建立完善的數(shù)據(jù)圖，將其作為基礎(chǔ)，對整體設(shè)計和部件進行分類調(diào)整。從長遠觀念入手，三維 CAD技術(shù)取代了原有二維繪圖方式，考慮到計算機性能以及技術(shù)發(fā)展趨勢，要做好網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、智能化以及多媒體技術(shù)的實用性分析工作，掌握 CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢，做好 CAD規(guī)劃工作，滿足其應(yīng)用要求。

3 結(jié)語

CAD技術(shù)形式比較特殊，在后續(xù)應(yīng)用階段，為了克服傳統(tǒng)設(shè)計存在的工作量大以及設(shè)計效率低的現(xiàn)象，需要保證設(shè)計變得準(zhǔn)確和簡單。CAD技術(shù)廣泛應(yīng)用到機械行業(yè)中，為我國機械設(shè)計水平的提升奠定了基礎(chǔ)，整體優(yōu)勢明顯。相關(guān)工作人員必須提前對機械設(shè)計模式進行分析，結(jié)合設(shè)計流程和具體要求進行應(yīng)用，保證整體設(shè)計的有效性，進而提升機械設(shè)計優(yōu)勢，促進機械行業(yè)發(fā)展。

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