機械設計與制造過程中CAD技術(shù)的應用技巧分析論文

　　摘要：機械設計與制造是當前機械行業(yè)企業(yè)的重要內(nèi)容, 對促進社會經(jīng)濟發(fā)展和提升社會生產(chǎn)力具有非常重要的意義。在機械設計與制造過程中, 利用CAD技術(shù)的應用不斷縮短產(chǎn)品生命周期, 提升企業(yè)產(chǎn)品制造質(zhì)量和設計能力, 實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標。

　　關(guān)鍵詞：機械設計制造; CAD技術(shù); 應用;

　　隨著計算機科技技術(shù)和經(jīng)濟全球化的不斷發(fā)展, 采用傳統(tǒng)的手工機械制圖和簡單的計算機繪圖方法已不能適應社會生產(chǎn)力發(fā)展的需要。在當前機械設計制造過程中, 就是將CAD技術(shù)應用于機械產(chǎn)品設計與制造過程中, 才能不斷地提升機械設計制造水平, 推動企業(yè)各項工作不斷前時, 實現(xiàn)中國由制造大國向制造強國的轉(zhuǎn)變[1]。因此, 企業(yè)將CAD技術(shù)在機械設計與制造中的有效應用, 不斷提升自身產(chǎn)品制造質(zhì)量和產(chǎn)品設計能力, 才能實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品做精做優(yōu), 為實現(xiàn)中國制造大國向制造強國的邁進。

　　1將CAD技術(shù)與機械制圖有機結(jié)合, 不斷提升企業(yè)產(chǎn)品競爭力

　　(1) CAD技術(shù)與機械繪圖原理有機結(jié)合應用, 為企業(yè)建立一套標準的機械設計制圖標準。要應用好CAD技術(shù), 首先是機械設計制造的人員要將手工繪圖知識與CAD技術(shù)中的繪圖原理、繪圖過程及投影變化等理論知識相融合, 才能具有一定的機械制圖能力;其次是機械設計制造人員應當在腦海中有一定的復雜圖形的分析能力和三維空間想象能力。這樣會將機械制圖中的手工繪圖原理應用于CAD輔助設計中, 才能發(fā)揮其CAD技術(shù)的高效作用, 才能繪制出機械設計制造產(chǎn)品的三維模型, 從而提高機械產(chǎn)品生產(chǎn)的正確性和高效率。因此, 通過將CAD技術(shù)與機械繪圖原理有機結(jié)合, 才能為企業(yè)機械產(chǎn)品建立出一套以機械制圖技術(shù)為基礎的機械制圖標準。

　　(2) CAD技術(shù)與機械繪圖兩種模式協(xié)調(diào)起來進行應用, 不斷提升機械設計與制造圖紙的符合性。企業(yè)實現(xiàn)機械設計產(chǎn)品高效的重要關(guān)鍵是機械制造中的機械制圖模塊[2]。因此, 機械設計人員要有過硬的機械知識理論和機械設計實踐的專業(yè)技能, 才能真正掌握機械繪圖原理和CAD技術(shù), 才能實現(xiàn)企業(yè)機械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造繪圖電子化。為確保機械設計產(chǎn)品的質(zhì)量, 應將機械制圖與CAD技術(shù)兩種模式協(xié)調(diào)起來進行應用, 機械設計人員應嚴格按照圖紙設計的相關(guān)規(guī)范標準和手工作圖的機械設計模式進行機械設計, 然后將CAD計算機應用技術(shù)進行統(tǒng)一地結(jié)合起來, 才能實現(xiàn)機械制造企業(yè)產(chǎn)品設計應用及企業(yè)未來發(fā)展的要求。

　　(3) CAD技術(shù)與機械繪圖兩種模塊結(jié)合應用中進行合理優(yōu)化, 從而達到企業(yè)機械設計制造制圖標準化。CAD技術(shù)是結(jié)合了機械制圖的繪圖手段、繪圖工作原理以及其它方面的繪圖技巧, 大體上實現(xiàn)機械設計制造制圖的標準化。由于機械制造企業(yè)的產(chǎn)品均具有各自的獨特性, 所以在實際結(jié)合應用時未很好地將模塊協(xié)調(diào)及優(yōu)化好, 其效果和作用就很難在機械產(chǎn)品設計中得到體現(xiàn), 從而使機械制圖與CAD技術(shù)在內(nèi)容上未得到實質(zhì)性優(yōu)化。因此, 設計人員要不斷加強自身機械制圖及機械設計專業(yè)知識和熟練的CAD技術(shù)應用設計產(chǎn)品制圖技能, 才能確保機械制圖設計的質(zhì)量和產(chǎn)品的符合性。一是機械制造企業(yè)應根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)要求對設計人員進行相關(guān)制圖知識及CAD軟件更新的內(nèi)容的培訓, 使設計機械產(chǎn)品人員根據(jù)自身的專業(yè)進一步掌握好CAD軟件的繪圖相關(guān)功能的應用規(guī)律。二是機械制造企業(yè)為產(chǎn)品設計人員配備一個良好的工作設計環(huán)境, 設計人員在良好的工作環(huán)境下的三維空間想象力和繪圖圖形分析能力進一步提升, 產(chǎn)品設計團隊更具有創(chuàng)新力, 從而達到兩種模塊合理優(yōu)化, 產(chǎn)品設計與制造更具有創(chuàng)造性。

　　2 CAD技術(shù)在機械設計制造產(chǎn)品的應用, 不斷提升產(chǎn)品實物質(zhì)量及縮短產(chǎn)品設計周期

　　(1) CAD技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品零件實體建模, 提升了產(chǎn)品符合性。CAD技術(shù)中的三維建模中有多種工具可實現(xiàn)產(chǎn)品零件的實體建模, 通過分析零件的結(jié)構(gòu)組成, 將其拆解分成多個構(gòu)造體, 利用三維CAD技術(shù)實現(xiàn)這些構(gòu)造體的實體造型, 再應用布爾運算對其進行分析, 從而繪制出產(chǎn)品零件的三維實體模型[3]。對于比較復雜的零件, 可利用三維CAD軟件的草圖繪制工具, 設計人員可先描繪出產(chǎn)品零件的截面圖, 通過CAD中抽殼、拉伸、變形等工具繪制出較為復雜的幾何圖形, 再根據(jù)產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)任意修改幾何形體的參數(shù)和形狀, 從而達到與零件一致的實體模型。如對葉輪產(chǎn)品零件的設計, 設計員可將原來的二維CAD圖導入三維CAD軟件中的草圖中, 然后應用變形、拉伸等三維工具, 方便迅速地生成三維實體, 不僅繪圖效率提高, 還確保了產(chǎn)品符合性。

　　(2) CAD技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)修改快速, 縮短產(chǎn)品設計制造周期。按系列進行分類是機械制造企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品主要區(qū)別之一, 再加上各系列中新開發(fā)的產(chǎn)品與換代產(chǎn)品之間沒有實質(zhì)性的改變, 可能僅是在添加了一個功能部件或是尺寸的長短使產(chǎn)品形式結(jié)構(gòu)有所變更, 利用CAD技術(shù)非常方便完成這些參數(shù)的更改, 從而實現(xiàn)產(chǎn)品換代升級的目的。CAD技術(shù)在建模設計中一般使用參數(shù)化建模, 應用參數(shù)進行產(chǎn)品建模使整個建模的步驟和產(chǎn)品的外型尺寸與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行直接關(guān)聯(lián), 如果對產(chǎn)品設計中的尺寸或結(jié)構(gòu)進行局部的變更, 一般修改產(chǎn)品設計建模中的相關(guān)參數(shù), 從而對產(chǎn)品整個進行了更改及更新。這樣產(chǎn)品外形及結(jié)構(gòu)不需進行改變及重新設計, 大大減少了設計人員的工作量, 提升了產(chǎn)品設計效率。

　　(3) CAD技術(shù)生成實體零件圖、裝配圖非常方便[4]。在機械零件裝配過程中, 按照產(chǎn)品裝配的規(guī)律, 通過應用CAD技術(shù)進行模擬零件裝配, 也可以實現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品裝配路徑在CAD軟件中進行保存及查找CAD軟件中存在相關(guān)記錄, 在后期機械運行過程中, 若發(fā)現(xiàn)模擬裝配中某一零件存在問題, 可在軟件中對裝配模擬過程的區(qū)域進行直接查找, 其它相關(guān)零部件不需拆卸, 就能方便快捷地查找問題根源。當故障源頭查找出來后, 應用CAD技術(shù)對相關(guān)零部件進行修改, 從而提升了設計的準確度, 也直觀方便地實現(xiàn)零件的裝配, 為零件圖、裝配圖等制圖的生成達到事倍功半的效果。

　　3 CAD技術(shù)在機械設計制造過程中的應用技巧

　　(1) 在機械設計與制造過程中, 就是運用CAD技術(shù)將產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)以及圖形方面等相關(guān)信息進行有效解決。因此, CAD技術(shù)在多維繪圖過程中, 可采用交叉繪圖方式, 對不同圖形進行繪制, 并且能夠編輯圖形及填充剖面、區(qū)分層次以及交換圖形與圖塊調(diào)用等, 在實際機械設計制造中高度注意。

　　(2) 在機械設計與制造過程中, 當前機械產(chǎn)品實體建模而言, 應用的模型比較多, 其中常用有球形、立方體等模型[5]。在機械零部件設計以及生成過程中, 運用一種模型結(jié)構(gòu)進行設計太單一, 而需將多種模型結(jié)構(gòu)進行組合運用, 進行綜合的分析設計, 這樣才能有效地實現(xiàn)實體生成, 得到滿意的設計效果。

　　(3) 在機械設計與制造過程中, 由于計算機現(xiàn)代化科學技術(shù)不斷發(fā)展及進步, 對機械設計與制造產(chǎn)品的周期越來越短, 傳統(tǒng)手工制圖已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化CAD軟件制圖方式;機械零件模具制造過程中, 也從傳統(tǒng)單一設計模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的統(tǒng)一模具設計, 各種機械產(chǎn)品生產(chǎn)實現(xiàn)標準化的統(tǒng)一, 提升了產(chǎn)品設計效率和有效降低設計成本。因此, 在CAD技術(shù)中要非常重視將數(shù)據(jù)化技術(shù)進運用從而實現(xiàn)產(chǎn)品設計與制造的標準化與統(tǒng)一。

　　4 結(jié)束語

　　在經(jīng)濟全球化和社會不斷發(fā)展進步, 機械產(chǎn)品設計與制造必須緊跟時代的步伐才能推動全社會工業(yè)化進程。因此, 當前機械制造企業(yè), 應將先進的CAD技術(shù)靈活應用于機械產(chǎn)品設計與制造過程中, 不斷提升機械產(chǎn)品質(zhì)量和機械產(chǎn)品的設計效率, 為實現(xiàn)2025年中國制造強國的目標做出成績。

　　參考文獻

　　[1]劉清.機械設計基礎[M].北京:北京出版社, 2014.

　　[2]楊英.高職CAD課程教學改革的思索[j].職業(yè)時空.2008.12.

　　[3]楊英.高職CAD與工程制圖整合教學模式的研究[j].旅游縱覽.2013.1.

　　[4]劉芒果.機械CAD三維設計的應用研究[J].煤礦機械, 2005 (9) :87-89.

　　[5]李秋娟, 張兵.論CAD在機械設計中的應用及機械制造技術(shù)的新發(fā)展[J].化學工程與裝備, 2010 (03) :140~141.

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