机械设计与制造过程中CAD技术的应用技巧分析论文

机械设计与制造过程中CAD技术的应用技巧分析论文

　　摘要：机械设计与制造是当前机械行业企业的重要内容, 对促进社会经济发展和提升社会生产力具有非常重要的意义。在机械设计与制造过程中, 利用CAD技术的应用不断缩短产品生命周期, 提升企业产品制造质量和设计能力, 实现企业可持续发展的目标。

　　关键词：机械设计制造; CAD技术; 应用;

　　随着计算机科技技术和经济全球化的不断发展, 采用传统的手工机械制图和简单的计算机绘图方法已不能适应社会生产力发展的需要。在当前机械设计制造过程中, 就是将CAD技术应用于机械产品设计与制造过程中, 才能不断地提升机械设计制造水平, 推动企业各项工作不断前时, 实现中国由制造大国向制造强国的转变[1]。因此, 企业将CAD技术在机械设计与制造中的有效应用, 不断提升自身产品制造质量和产品设计能力, 才能实现企业产品做精做优, 为实现中国制造大国向制造强国的迈进。

　　1将CAD技术与机械制图有机结合, 不断提升企业产品竞争力

　　(1) CAD技术与机械绘图原理有机结合应用, 为企业建立一套标准的机械设计制图标准。要应用好CAD技术, 首先是机械设计制造的人员要将手工绘图知识与CAD技术中的绘图原理、绘图过程及投影变化等理论知识相融合, 才能具有一定的机械制图能力;其次是机械设计制造人员应当在脑海中有一定的复杂图形的分析能力和三维空间想象能力。这样会将机械制图中的手工绘图原理应用于CAD辅助设计中, 才能发挥其CAD技术的高效作用, 才能绘制出机械设计制造产品的三维模型, 从而提高机械产品生产的正确性和高效率。因此, 通过将CAD技术与机械绘图原理有机结合, 才能为企业机械产品建立出一套以机械制图技术为基础的机械制图标准。

　　(2) CAD技术与机械绘图两种模式协调起来进行应用, 不断提升机械设计与制造图纸的符合性。企业实现机械设计产品高效的重要关键是机械制造中的机械制图模块[2]。因此, 机械设计人员要有过硬的机械知识理论和机械设计实践的专业技能, 才能真正掌握机械绘图原理和CAD技术, 才能实现企业机械产品的生产制造绘图电子化。为确保机械设计产品的质量, 应将机械制图与CAD技术两种模式协调起来进行应用, 机械设计人员应严格按照图纸设计的相关规范标准和手工作图的机械设计模式进行机械设计, 然后将CAD计算机应用技术进行统一地结合起来, 才能实现机械制造企业产品设计应用及企业未来发展的要求。

　　(3) CAD技术与机械绘图两种模块结合应用中进行合理优化, 从而达到企业机械设计制造制图标准化。CAD技术是结合了机械制图的绘图手段、绘图工作原理以及其它方面的绘图技巧, 大体上实现机械设计制造制图的标准化。由于机械制造企业的产品均具有各自的独特性, 所以在实际结合应用时未很好地将模块协调及优化好, 其效果和作用就很难在机械产品设计中得到体现, 从而使机械制图与CAD技术在内容上未得到实质性优化。因此, 设计人员要不断加强自身机械制图及机械设计专业知识和熟练的CAD技术应用设计产品制图技能, 才能确保机械制图设计的质量和产品的符合性。一是机械制造企业应根据产品开发要求对设计人员进行相关制图知识及CAD软件更新的内容的培训, 使设计机械产品人员根据自身的专业进一步掌握好CAD软件的绘图相关功能的应用规律。二是机械制造企业为产品设计人员配备一个良好的工作设计环境, 设计人员在良好的工作环境下的三维空间想象力和绘图图形分析能力进一步提升, 产品设计团队更具有创新力, 从而达到两种模块合理优化, 产品设计与制造更具有创造性。

　　2 CAD技术在机械设计制造产品的应用, 不断提升产品实物质量及缩短产品设计周期

　　(1) CAD技术实现产品零件实体建模, 提升了产品符合性。CAD技术中的三维建模中有多种工具可实现产品零件的实体建模, 通过分析零件的结构组成, 将其拆解分成多个构造体, 利用三维CAD技术实现这些构造体的实体造型, 再应用布尔运算对其进行分析, 从而绘制出产品零件的三维实体模型[3]。对于比较复杂的零件, 可利用三维CAD软件的草图绘制工具, 设计人员可先描绘出产品零件的截面图, 通过CAD中抽壳、拉伸、变形等工具绘制出较为复杂的几何图形, 再根据产品的相关数据任意修改几何形体的参数和形状, 从而达到与零件一致的实体模型。如对叶轮产品零件的设计, 设计员可将原来的二维CAD图导入三维CAD软件中的草图中, 然后应用变形、拉伸等三维工具, 方便迅速地生成三维实体, 不仅绘图效率提高, 还确保了产品符合性。

　　(2) CAD技术实现产品结构修改快速, 缩短产品设计制造周期。按系列进行分类是机械制造企业所生产的产品主要区别之一, 再加上各系列中新开发的产品与换代产品之间没有实质性的改变, 可能仅是在添加了一个功能部件或是尺寸的长短使产品形式结构有所变更, 利用CAD技术非常方便完成这些参数的更改, 从而实现产品换代升级的目的。CAD技术在建模设计中一般使用参数化建模, 应用参数进行产品建模使整个建模的步骤和产品的外型尺寸与产品的结构进行直接关联, 如果对产品设计中的尺寸或结构进行局部的变更, 一般修改产品设计建模中的相关参数, 从而对产品整个进行了更改及更新。这样产品外形及结构不需进行改变及重新设计, 大大减少了设计人员的工作量, 提升了产品设计效率。

　　(3) CAD技术生成实体零件图、装配图非常方便[4]。在机械零件装配过程中, 按照产品装配的规律, 通过应用CAD技术进行模拟零件装配, 也可以实现相关产品装配路径在CAD软件中进行保存及查找CAD软件中存在相关记录, 在后期机械运行过程中, 若发现模拟装配中某一零件存在问题, 可在软件中对装配模拟过程的区域进行直接查找, 其它相关零部件不需拆卸, 就能方便快捷地查找问题根源。当故障源头查找出来后, 应用CAD技术对相关零部件进行修改, 从而提升了设计的准确度, 也直观方便地实现零件的装配, 为零件图、装配图等制图的生成达到事倍功半的效果。

　　3 CAD技术在机械设计制造过程中的应用技巧

　　(1) 在机械设计与制造过程中, 就是运用CAD技术将产品相关数据以及图形方面等相关信息进行有效解决。因此, CAD技术在多维绘图过程中, 可采用交叉绘图方式, 对不同图形进行绘制, 并且能够编辑图形及填充剖面、区分层次以及交换图形与图块调用等, 在实际机械设计制造中高度注意。

　　(2) 在机械设计与制造过程中, 当前机械产品实体建模而言, 应用的模型比较多, 其中常用有球形、立方体等模型[5]。在机械零部件设计以及生成过程中, 运用一种模型结构进行设计太单一, 而需将多种模型结构进行组合运用, 进行综合的分析设计, 这样才能有效地实现实体生成, 得到满意的设计效果。

　　(3) 在机械设计与制造过程中, 由于计算机现代化科学技术不断发展及进步, 对机械设计与制造产品的周期越来越短, 传统手工制图已经转变为现代化CAD软件制图方式;机械零件模具制造过程中, 也从传统单一设计模式转变为现代的统一模具设计, 各种机械产品生产实现标准化的统一, 提升了产品设计效率和有效降低设计成本。因此, 在CAD技术中要非常重视将数据化技术进运用从而实现产品设计与制造的标准化与统一。

　　4 结束语

　　在经济全球化和社会不断发展进步, 机械产品设计与制造必须紧跟时代的步伐才能推动全社会工业化进程。因此, 当前机械制造企业, 应将先进的CAD技术灵活应用于机械产品设计与制造过程中, 不断提升机械产品质量和机械产品的设计效率, 为实现2025年中国制造强国的目标做出成绩。

　　参考文献

　　[1]刘清.机械设计基础[M].北京:北京出版社, 2014.

　　[2]杨英.高职CAD课程教学改革的思索[j].职业时空.2008.12.

　　[3]杨英.高职CAD与工程制图整合教学模式的研究[j].旅游纵览.2013.1.

　　[4]刘芒果.机械CAD三维设计的应用研究[J].煤矿机械, 2005 (9) :87-89.

　　[5]李秋娟, 张兵.论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].化学工程与装备, 2010 (03) :140~141.

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