编者按(àn):我国经济快速(sù)发展,加(jiā)上我国工业4.0战略的提出,机(jī)械制造业在我(wǒ)国将迎来一场大的发展(zhǎn)机(jī)遇,在机械制造业中诞(dàn)生出许多科(kē)学技术,但是CAD技术在机械工程设计中最(zuì)为(wéi)重要,它是一(yī)切(qiē)机械设(shè)计的根本(běn),CAD的计算能力和绘图能(néng)力非常(cháng)强大,本文将对CAD技(jì)术在(zài)机械工程设计中的发展与应用进行详细分析,为从事机械制造业的同行提供参考(kǎo)和帮助。
1.CAD技术概念分析
AutoCAD(AutodeskComputerAidedDesign)是Autodesk(欧特克)公司首次于1982年开发的自动(dòng)计算机辅(fǔ)助(zhù)设计软件,用于二维(wéi)绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计,现已经成为国际上(shàng)广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面,通过交互(hù)菜(cài)单或命令执行方(fāng)式便可以(yǐ)进行各种操作。AutoCAD 的软件优势体现在以(yǐ)下几个方(fāng)面:
友好的操作界面(miàn),AutoCAD的操作环境简单便捷,菜(cài)单系统功能完善,用户在使(shǐ)用AutoCAD绘图时(shí)容(róng)易上(shàng)手,在图形(xíng)的设计、存(cún)档(dàng)、修改等方(fāng)面能够(gòu)快速学习并使(shǐ)用。
绘图功能强大,AutoCAD不仅可(kě)以绘(huì)制二维图(tú)形,还可以绘制三维图形(xíng)。用户可以在使用时(shí)根据需要选择不同的点、线、面(miàn)进行绘制。此外,可以在工具栏内(nèi)选择需(xū)要进(jìn)行的(de)操作使绘图更加(jiā)方便,减少重复(fù)操作。
显示方(fāng)式多样化,AutoCAD可(kě)以通过多种方式显(xiǎn)示(shì)图形,特(tè)别是在绘制三维(wéi)图形时,图纸的三视图可以直观地显示(shì)在 AutoCAD窗口中,使绘图人(rén)员(yuán)的(de)观(guān)察角度更加全(quán)面,更加整体化。
结(jié)构体系开(kāi)放,利于二次开发,AutoCAD软件体系结构开放,二次开发人(rén)员(yuán)可(kě)以根据开发需求对其进行二次开(kāi)发,使(shǐ)其更加具有适(shì)用(yòng)性和针对性。AutoCAD2008支持NET开(kāi)发,NET 结合了VC++功(gōng)能(néng)强大和VBA简(jiǎn)单容易上(shàng)手的(de)特点,可(kě)以(yǐ)非常快速地开(kāi)发出(chū)功能强大的AutoCAD 程序(xù)。
2.CAD技术在机械工(gōng)程设计中(zhōng)的发展分析
2.1国产CAD发展分(fèn)析(xī)
在CAD设(shè)计中,最常打交道的就是图纸了,图纸是否(fǒu)能够(gòu)快速、准(zhǔn)确(què)地显示对于CAD软件的用户体验有着极其重(chóng)大(dà)的影响。国产CAD凭借各(gè)自对用户的理解,逐步开发(fā)出CAD设计(jì)中比较实用的创新功能,比如自动图层、面积表格、对象断(duàn)线、图(tú)块断线、等分点(diǎn)捕捉、统计求和、文字递增复制、CAD表格转EXCEL,可解(jiě)决设计师在设计绘(huì)图中面临的一(yī)些用基本功(gōng)能无法解决的难题,进(jìn)一步(bù)提高操(cāo)作效率。国产CAD推出了基于二维图(tú)纸的协(xié)同设计(jì)功能(néng),不(bú)仅(jǐn)可(kě)以实现多人多专业(yè)协同绘(huì)图(tú),还可(kě)以进行(háng)图(tú)纸版本管理、历史版本回溯、查看图纸变化,可以(yǐ)最(zuì)大限度地(dì)减少(shǎo)错误(wù)的发生,信息(xī)沟通(tōng)更充(chōng)分,可以(yǐ)减少很多(duō)之前需要通过语言和文字进行沟通(tōng)的时(shí)间(jiān),效率(lǜ)也(yě)得到明显的提(tí)升。
2.2 CAD技术在机械工程设(shè)计中(zhōng)的发展分析
CAD技术在机械工(gōng)程设(shè)计中向(xiàng)着标准化、网络化(huà)、集约化、智能化(huà)方向(xiàng)发(fā)展,CAD因为其软件功能强(qiáng)大(dà),使用者越来越多(duō),其包含软(ruǎn)件众多,软(ruǎn)件的(de)数据模型与其他软件是(shì)不(bú)兼容的(de)。这严重限制了行业内部的技(jì)术交流,给CAD资源的交互带来了不小的障(zhàng)碍(ài),为了机械工程(chéng)设(shè)计的更好发展,CAD技术必须要向标准化发展(zhǎn),努力改进(jìn)兼(jiān)容性,现如今,在技(jì)术人员(yuán)的努力下,已经大有进步,兼容性问题已经得以解(jiě)决,行内技术交(jiāo)流变得(dé)畅通无阻。目前部分CAD软件已(yǐ)经具备了集成功能(néng)。设计人员可(kě)以直接导入利用CAD技术设计的模型,进行结构(gòu)力学性能的分析,并结合数控(kòng)机(jī)床进(jìn)行加(jiā)工工(gōng)艺的分析和设计,最(zuì)终生产制造。CAD技术(shù)的智能(néng)化是一个必(bì)然(rán)趋势,也是促使设计人(rén)员脱离(lí)传统设计(jì)方法(fǎ)的重要手段。在进行机械产品模型的(de)设计时,通(tōng)过特征(zhēng)造型与参(cān)数设计,能够促使相关(guān)设计人员只需(xū)要自(zì)由地发散思维(wéi),而不需要考(kǎo)虑其(qí)中(zhōng)内在联(lián)系,大大减少了设计人员的(de)工(gōng)作难度,并在(zài)保(bǎo)证产品可行性的同(tóng)时,最(zuì)大限度地(dì)提高其创新性。
3.CAD技术在机械工(gōng)程设计中(zhōng)应用(yòng)分析(xī)
3.1在三维模型中的应用
CAD的功能很多,不仅能够快捷(jié)地修改和绘制二维(wéi)图形和三维模型,它输(shū)出的图形(xíng)交互文件DXF文件还(hái)可以传输到其他(tā)软件(jiàn)中(zhōng),CAD还能与外部数据库连接,实现(xiàn)更(gèng)多地操作机械设计中零件(jiàn)的绘(huì)制、装(zhuāng)配图的实体生成、工程(chéng)图的设计等(děng)都离不(bú)开(kāi)CAD技(jì)术。这里主要介绍零件与装配图实体的生成。CAD可(kě)以在(zài)SolidWorks 软件中构建的(de)三维(wéi)模型。获取(qǔ)三维模型有以(yǐ)下优点:在建模过程中能够直观(guān)地对模型进行(háng)观察。在Pro/Engineer还能直接模拟(nǐ)零件的工作状态;当建模中出现(xiàn)错误时,可(kě)以将错误(wù)元素(sù)快速删除(chú)然后(hòu)重新绘制(zhì);绘图(tú)时的精度(dù)高,不容(róng)易出现误差。
图(tú)1 SolidWorks 中(zhōng)的三(sān)维(wéi)建模(mó)
3.2在绘制装(zhuāng)配(pèi)零(líng)件中的应用
CAD 技术(shù)在(zài)机械工(gōng)程设计中应用最(zuì)广泛也(yě)最基础(chǔ)的就是(shì)计算机辅助绘图(tú),与传统设计中的(de)手(shǒu)工绘图相比,CAD技(jì)术误差的发生率也更(gèng)小(xiǎo),且更加直观(guān)、准确,设(shè)计的工作周期也得到明显缩短。采取三(sān)维建模的方(fāng)式,不但精确度得到提(tí)高, 能有效地(dì)将设计(jì)人(rén)员想要设计的(de)零(líng)件图绘制出来,通(tōng)过直接(jiē)连接打印(yìn)机进行打印后便能够投入生产中,其工(gōng)作(zuò)时(shí)间得到更大的缩减。
图2在绘制(zhì)装配零件中(zhōng)的(de)应(yīng)用(yòng)
3.3应(yīng)用于精确度和质量控制(zhì)
CAD技术的计(jì)算能力和图(tú)形处理能力是很强大(dà)的,从根源上解决了(le)机械工(gōng)程(chéng)零(líng)件设计时质(zhì)量不好的(de)问(wèn)题,以往零(líng)件制造成功(gōng)率并不高,现如今采用CAD技(jì)术,成功率上升很快,相对于落后的设(shè)计,CAD的(de)应用是质的提升(shēng),同时CAD技术还在应用的过程中不断完善更新,使零件和(hé)模型保持高度一致,因此机械工程设(shè)计的质量大大提升。除此之外,设计人员的思维(wéi)因为CAD技术也(yě)有了极大的提高(gāo),产品的创(chuàng)新性(xìng)和多样性也得到了(le)提(tí)升,零件设计如果有缺陷,通过CAD技术也可以及时发现并做(zuò)出(chū)更改,制造成功率显著提高。
4.结(jié)语
CAD技(jì)术(shù)在机械工(gōng)程设计(jì)中的运(yùn)用,可以大大(dà)提高(gāo)工程设计的效(xiào)率和精度,提高(gāo)劳(láo)动(dòng)效率(lǜ),数据分(fèn)析和绘(huì)图工作也更加容易(yì),简捷。本文首先(xiān)对CAD进行(háng)详细概(gài)述,然后(hòu)对CAD在机械工(gōng)程技术中(zhōng)的(de)发展(zhǎn)进行分析,最后对CAD技术在机械工(gōng)程设计中应用分(fèn)析。相信CAD功能将会(huì)越来越强大,为广(guǎng)大机械制造(zào)从业者提供便利,促进机械行业的发展。
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