三維cad技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響

1、<p>　　三維CAD技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響</p><p>　　摘要：本文介紹了CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì),闡述了三維CAD技術(shù)對(duì)更新設(shè)計(jì)手段、方法,極大提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量的深刻影響,并指出了CAD存在的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì);影響 </p><p>　　中圖分類號(hào)：G356.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </

2、p><p>　　1 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　通過(guò)實(shí)際運(yùn)用三維CAD系統(tǒng)軟件,體會(huì)到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD系統(tǒng)軟件具有更高效率、更快速度、更低成本的優(yōu)勢(shì)。具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn): </p><p>　　(1)縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期 </p><p>　　采用三維CAD技術(shù),縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期近1/3,大幅度地提高了設(shè)

3、計(jì)和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造,而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息,使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3~5倍。同時(shí),三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力,能夠通過(guò)快速重構(gòu),得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。 </p><p>　　(2)零件設(shè)計(jì)更加方便 </p><p>　　使用三維CAD系統(tǒng)軟件,可以在裝配環(huán)境中設(shè)計(jì)新零件;也可以利用相鄰零件

4、的位置及形狀來(lái)設(shè)計(jì)新零件,既方便又快捷,還可保證新零件與相鄰零件的精確配合,避免了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致裝配的失敗。比如可以在裝配環(huán)境中根據(jù)箱體的形狀及其他的配合要求快速準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出所需要的箱蓋來(lái)。 </p><p>　　(3)修改機(jī)械零件非常方便 </p><p>　　零件環(huán)境中有查找器,在完成機(jī)械零件造型時(shí),資源查找器同時(shí)列出了完成該零件的所有命令,點(diǎn)擊這些命令就可以很清楚地了解完

5、成該零件的每個(gè)步驟,并利用資源查找器中的零件回放把零件造型的全過(guò)程通過(guò)動(dòng)畫(huà)連續(xù)地演示出來(lái),使人一目了然。修改零件時(shí),也可以點(diǎn)擊資源查找器中相對(duì)應(yīng)的命令來(lái)完成,更方便地是在裝配環(huán)境中也可以進(jìn)行零件的修改,即點(diǎn)擊要修改的零件就可以進(jìn)入零件環(huán)境來(lái)完成零件的修改。 </p><p>　　(4)在裝配環(huán)境中裝配零件方便直觀 </p><p>　　運(yùn)用不同的裝配關(guān)系可以把各個(gè)機(jī)械零件裝配起來(lái)。在裝配過(guò)

6、程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系,若裝配不正確或發(fā)生干涉,查找器即予以顯示,同時(shí)可對(duì)零件的裝配進(jìn)行靜干涉的檢查,如果發(fā)現(xiàn)干涉就可及時(shí)對(duì)零件等進(jìn)行修改,以保證設(shè)計(jì)的正確性。另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件后,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。在整個(gè)機(jī)器或某個(gè)部件裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示,對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)行程要求的,可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求,對(duì)于在靜態(tài)下不發(fā)生干涉而在運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)碰撞的也可檢驗(yàn)出來(lái),從而及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)

7、行更改,保證設(shè)計(jì)的正確性,避免了機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需要修改甚至報(bào)廢。同時(shí)還可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,能清楚地看到機(jī)器運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程。 </p><p>　　(5)提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量 </p><p>　　由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時(shí)采用了CAD設(shè)計(jì)方法和CIMS組織生產(chǎn),使機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,如優(yōu)化、有限元受力分析等,保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

8、同時(shí),大型企業(yè)數(shù)控加工手段較完善,再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。 </p><p>　　2 三維CAD技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響 </p><p>　　三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì),從根本上改變了機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)程和質(zhì)量,擺脫了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的束縛,引進(jìn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)概念,克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的種種弊端,使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)發(fā)生了深刻的變化。 </p&g

9、t;<p>　　(1)更強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)理論。機(jī)械設(shè)計(jì)屬工程設(shè)計(jì),具有很強(qiáng)的工程性、也具有很強(qiáng)的理論性,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)偏重經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)工程中經(jīng)驗(yàn)多,經(jīng)驗(yàn)公式多,主要以改型設(shè)計(jì)為主,設(shè)計(jì)方法以仿照類比為主,忽視了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。而CAD設(shè)計(jì)技術(shù)不僅代替了設(shè)計(jì)者的手工設(shè)計(jì)計(jì)算和手工繪圖,而且更加依托于機(jī)械設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)公理、設(shè)計(jì)體系,以及和其他學(xué)科交叉形成新的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論和體系。 </p><p>　　(2)充分發(fā)揮機(jī)

10、械設(shè)計(jì)創(chuàng)新性。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中仿型設(shè)計(jì)、改型設(shè)計(jì)多,只需借鑒現(xiàn)成資料,改變現(xiàn)有產(chǎn)品中的某些結(jié)構(gòu)尺寸,或只需消化引進(jìn)產(chǎn)品,仿照生產(chǎn),因此往往從一開(kāi)始就進(jìn)入了常規(guī)設(shè)計(jì),越過(guò)了創(chuàng)新構(gòu)思的方案設(shè)計(jì)階段,使得產(chǎn)品從根本上沒(méi)有質(zhì)的飛躍,而依靠三維CAD技術(shù)使設(shè)計(jì)在方案設(shè)計(jì)階段,充分利用專家系統(tǒng)及現(xiàn)代科技新理論,建立多種機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)型對(duì)比,實(shí)施創(chuàng)新,同時(shí)由于設(shè)計(jì)立體感強(qiáng)、效果逼真的特點(diǎn),更能激發(fā)設(shè)計(jì)人員的新穎構(gòu)思,得到具有高科技含量的新產(chǎn)品。 </p&

11、gt;<p>　　(3)為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程全面信息化,打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于先進(jìn)的信息處理技術(shù)不僅使設(shè)計(jì)過(guò)程全部計(jì)算機(jī)化,而且設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在正式加工制造之前,即可利用三維設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬組裝及動(dòng)態(tài)仿真,在產(chǎn)品正式加工前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷并進(jìn)行改進(jìn),縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間及過(guò)程,極大地提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外,隨著信息高速公路的開(kāi)通,信息傳輸技術(shù)已達(dá)到了一個(gè)新階段,設(shè)計(jì)圖紙甚至跨國(guó)傳輸、設(shè)計(jì)方案的實(shí)時(shí)異地討論、異地現(xiàn)場(chǎng)修改都已成為現(xiàn)實(shí)

12、。 </p><p>　　(4)促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)人員建立現(xiàn)代化設(shè)計(jì)觀念。三維CAD技術(shù)徹底更新設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)方法,是建立在高科技平臺(tái)下的先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù),通過(guò)建立設(shè)計(jì)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)過(guò)程的模型,將使方案決策、設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制等階段全部實(shí)現(xiàn)計(jì)算化,這就要求從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作的設(shè)計(jì)人員不僅要具備扎實(shí)的理論知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、第1手資料和最新信息等基本機(jī)械設(shè)計(jì)素質(zhì),還應(yīng)具備熟練的計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能及科學(xué)的設(shè)計(jì)思想和方法,及

13、時(shí)了解掌握新理論、新技術(shù)、新方法,建立現(xiàn)代化的觀念。 </p><p>　　3 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題 </p><p>　　CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的,其技術(shù)是新興技術(shù),仍在高速發(fā)展。它給企業(yè)帶來(lái)了效率和效益。但在有些地方、有些企業(yè)卻效果不明顯,主要表現(xiàn)在: </p><p>　　(1)把CAD技術(shù)作為取代圖板的繪圖工具,并未實(shí)現(xiàn)真正的設(shè)計(jì)

14、。他們只是做到用手工出圖轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)出圖的現(xiàn)狀,當(dāng)然計(jì)算機(jī)出圖是有很多的優(yōu)點(diǎn),美觀、規(guī)范、修改容易、存檔方便等。但是如果只停留在這個(gè)階段,就失去CAD的作用,因?yàn)镃AD是輔助設(shè)計(jì),不是輔助繪圖。目前很多部門的三維CAD軟件可以做出三維模型,但也僅僅是為了出幾張三維效果圖,并未真正實(shí)現(xiàn)運(yùn)用三維CAD軟件進(jìn)行整體空間設(shè)計(jì)和受力分析,還停留在平面圖設(shè)計(jì)方面。 </p><p>　　(2)精通CAD技術(shù)的設(shè)計(jì)人員缺乏。C

15、AD系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、多樣的系統(tǒng),并不可能使每個(gè)設(shè)計(jì)人員都能很好的掌握,更何況大部分設(shè)計(jì)人員沒(méi)有接受過(guò)CAD的應(yīng)用培訓(xùn),對(duì)多數(shù)的CAD功能一無(wú)所知,他們完成的設(shè)計(jì)很可能就存在這樣那樣的缺陷。 </p><p><b>　　4 發(fā)展趨勢(shì) </b></p><p>　　三維CAD系統(tǒng)使人們能夠直接由思維中的三維模型開(kāi)始設(shè)計(jì),有了表達(dá)全部集合參數(shù)和設(shè)計(jì)構(gòu)想的可能,使整體設(shè)計(jì)過(guò)

16、程能夠在三維模型中分析與研究,并能使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù),因而能夠更好地完善其設(shè)計(jì)思想,從而使設(shè)計(jì)方案理想化。在三維的CAD產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,可以建立充分而完整的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù),并以此為基礎(chǔ),對(duì)整體設(shè)計(jì)或部件進(jìn)行各類分析。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看,三維CAD技術(shù)必然會(huì)替代二維繪圖。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高,網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術(shù)的實(shí)用化,CAD三維技術(shù)正向著開(kāi)放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。正確把握CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)我國(guó)CAD軟件行業(yè)的