CAXA在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

張國(guó)瑞，韓 冰，馬永豐

（內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

CAXA是一款專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中的三位實(shí)體繪制軟件；也是我國(guó)自主研發(fā)出來(lái)的首個(gè)計(jì)算機(jī)繪圖軟件[1]。CAXA應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中的工作宗旨就是讓機(jī)械制造更省時(shí)、省料，并且符合中國(guó)人的思維方式從而簡(jiǎn)單易學(xué)、易用。而且CAXA圖庫(kù)中的內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，根據(jù)有關(guān)的繪圖標(biāo)準(zhǔn)不斷的更新繪制的圖樣，保證圖樣的規(guī)范化和準(zhǔn)確度，從而提高了設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量[2]。

隨著我國(guó)研究的深入化CAXA軟件達(dá)到的技術(shù)層面已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等工業(yè)強(qiáng)國(guó)在機(jī)械制造繪圖方面的相關(guān)技術(shù)，成為了業(yè)界的佼佼者[3]。所以當(dāng)下我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)理應(yīng)采用國(guó)產(chǎn)的CAXA軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)強(qiáng)國(guó)之路。下面讓我們來(lái)普及CAXA在機(jī)械設(shè)計(jì)中的主要應(yīng)用。

1 CAXA在機(jī)械設(shè)計(jì)中主要的應(yīng)用

隨著人民對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品需求量的日益增大，產(chǎn)品制造過(guò)程也成為了一個(gè)非常復(fù)雜且數(shù)據(jù)量龐大的過(guò)程。為了保證每件產(chǎn)品的使用價(jià)值，必須在每一件產(chǎn)品生產(chǎn)之前對(duì)其繪制精確的設(shè)計(jì)圖紙[4]。CAXA的出現(xiàn)讓傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)工具作圖與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合在一起，徹底打破了傳統(tǒng)模式下時(shí)間和空間上的限制因素。CAXA主要應(yīng)用于裝配圖的繪制、機(jī)械齒輪的設(shè)計(jì)和三維仿真效果圖的繪制三個(gè)方面[5]。使裝配圖的設(shè)計(jì)更加精確 ；使機(jī)械齒輪的設(shè)計(jì)更合理化 ；也讓三維設(shè)計(jì)跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型的影響得到了簡(jiǎn)潔的操作方式。

1.1 在裝配圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)中裝配圖可以分析各零件之間的配合關(guān)系，所以是整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品制造中的核心環(huán)節(jié)。如今裝配圖的設(shè)計(jì)基本依賴與CAXA軟件來(lái)完成。CAXA軟件利用內(nèi)部具有豐富的圖庫(kù)通過(guò)拼畫(huà)的方法來(lái)繪制裝配圖。所謂拼畫(huà)的方法為 ：首先把草圖中所設(shè)計(jì)出機(jī)械中的各個(gè)零件都作為一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體 ；其次通過(guò)在圖庫(kù)中提取的方式找到適合的模型 ；然后繪制出各個(gè)零件的精確設(shè)計(jì)圖 ；之后參考原有的草圖大小在確定出各個(gè)零件配件圖放大的比例 ；隨后還原放大的比例將零件配件圖拼接成一張完整的機(jī)械裝配圖 ；最后根據(jù)力學(xué)原理弄清楚各個(gè)零件之間的裝配位置和裝配基準(zhǔn)面，微調(diào)零件之間的鏈接部分，從而使設(shè)計(jì)出的配置圖具有符合物理學(xué)原理。下面以某機(jī)械軸系設(shè)備為例 ：圖1為利用CAXA軟件繪制的軸系設(shè)備效果圖。在軸系設(shè)備中有滑輪、滾動(dòng)軸承、擋板、滾動(dòng)軸承、軸端光圈等。繪圖時(shí)，首先從圖庫(kù)中提取各個(gè)零件所對(duì)應(yīng)的圖形，并根據(jù)實(shí)際要求修改圖形的尺寸，從而繪制出各個(gè)零件的裝配圖 ；然后在整合成整個(gè)軸系設(shè)備的機(jī)械裝配圖 ；最后調(diào)節(jié)其各個(gè)零件的鏈接部分完成機(jī)械裝配圖。

圖1 為某機(jī)械軸系設(shè)備的裝配圖

1.2 在機(jī)械齒輪設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

齒輪是機(jī)械制造中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)設(shè)備，在工業(yè)上具有很大的需要量。CAXA軟件的出現(xiàn)為機(jī)械齒輪的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)提供了二次開(kāi)發(fā)接口和發(fā)展建筑的設(shè)計(jì)模塊。這些模塊可以應(yīng)用于齒輪設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)基本齒廓中內(nèi)、外嚙合的直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪圖像的構(gòu)造和分析繪制出齒輪的仿真圖。此方法大大加快了設(shè)計(jì)和繪圖的速度，也讓齒輪的設(shè)計(jì)更符合力學(xué)原理，從而提高齒輪的工作效率。

1.3 繪制三維仿真效果圖中的應(yīng)用

在CAXA軟件的應(yīng)用中最核心的一步就是CAXA—3D三維繪圖工具。此工具采用了新型的界面交互平臺(tái)，利用開(kāi)發(fā)出的三維曲面造型系統(tǒng)構(gòu)造出了三維實(shí)體，并對(duì)仿真模型進(jìn)行靈活化特征下參數(shù)的特定修改，避免了傳統(tǒng)參數(shù)造型下的影響，之后采用動(dòng)態(tài)模型的方式模擬其工作流程，從而確保所設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品具有使用價(jià)值。

CAXA軟件中CAXA—3D的工作流程為 ：首先利用CAXA的圖庫(kù)先建立機(jī)械產(chǎn)品的二維裝配圖 ；然后通過(guò)CAXA—3D中的掃描設(shè)備接收裝配圖并整理出所需的工作圖 ；之后導(dǎo)入計(jì)算機(jī)內(nèi)采用來(lái)三維曲面造型系統(tǒng)來(lái)繪制三維實(shí)體效果圖 ；最后通過(guò)分析動(dòng)圖判斷其是否符合力學(xué)原理，從而檢測(cè)出設(shè)備的使用價(jià)值。其中利用CAXA—3D三維繪圖工具來(lái)改良傳統(tǒng)的三維CAD設(shè)計(jì)技術(shù)主要為保證技術(shù)參數(shù)的功能化不會(huì)喪失。

即自定義已有的參數(shù)并把這個(gè)參數(shù)聯(lián)系到相關(guān)的參數(shù)上面去，從而確保了參數(shù)之間的功能性關(guān)系。此項(xiàng)技術(shù)還保留了傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)的原有優(yōu)點(diǎn) ：整體的約束、相關(guān)數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)方法 ；同時(shí)又跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計(jì)在復(fù)雜性方面受到的限制，為CAD技術(shù)的發(fā)展提供了更為廣闊的空間和機(jī)遇。通過(guò)CAXA—3D三維繪圖工具改良的三維繪圖技術(shù)不但大大的縮短了繪圖時(shí)間，而且讓所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性顯著增強(qiáng)，達(dá)到了事半功倍的效果。

2 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)介紹CAXA軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中裝配圖設(shè)計(jì)、機(jī)械齒輪設(shè)計(jì)和繪制仿真效果圖三個(gè)方面的應(yīng)用，證明了CAXA軟件是機(jī)械制造中的重要核心價(jià)值。非常值得慶賀的是CAXA軟件是我國(guó)自主研發(fā)的新型繪圖軟件，在使用過(guò)程中便于工人的操作和維護(hù)，而且讓廣大的生產(chǎn)制造工廠免去了關(guān)稅的支出，從而大大的降低了生產(chǎn)成本，為了我國(guó)的工業(yè)強(qiáng)國(guó)之路邁進(jìn)了一大步。