CAD技術(shù)對(duì)機(jī)械制造的重要性范文
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目前CAD技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）CAD技術(shù)應(yīng)用面向產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程：在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，要求產(chǎn)品信息能夠在產(chǎn)品不同的生命周期環(huán)節(jié)方便地轉(zhuǎn)換。有助于產(chǎn)品研發(fā)人員在設(shè)計(jì)階段就能全方位地考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、進(jìn)度以及用戶需求。2）CAD技術(shù)應(yīng)能充分考慮產(chǎn)品的繼承性：在產(chǎn)品更新?lián)Q代的過程中，要求能夠方便地獲得全部的產(chǎn)品歷史數(shù)據(jù)，以便于充分利用已經(jīng)經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐的產(chǎn)品信息。這不僅縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，節(jié)約了研制成本，還提高了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程度。保證了產(chǎn)品的一次成熟性和一次成功性。3）CAD技術(shù)要具有很好的集成性：CAD與CAM、CAPP的集成已成為產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域中亟需研究的課題。一般情況下按照兩種途徑去研究：一個(gè)是通過接口技術(shù)，將各自獨(dú)立的CAD、CAM和CAPP系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來(lái)；另一個(gè)是努力開發(fā)出集成的CAD/CAM/CAPP系統(tǒng)。4）智能CAD系統(tǒng)技術(shù)：智能CAD是一種全新形式的更高層次的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法與技術(shù)。它能夠把人工智能理論、技術(shù)與CAD結(jié)合，使電子計(jì)算機(jī)具有支持人類專家的推理決策、并模擬人類專家的思維方法與行為與設(shè)計(jì)思維的能力，從而把自動(dòng)化設(shè)計(jì)推向更好的層次。在未來(lái)的幾十年里，CAD技術(shù)將在建模技術(shù)、軟件組件技集成智能化等多方面進(jìn)一步發(fā)展，因而也必將在機(jī)械制造的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
2CAD技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械制造中的應(yīng)用
2.1零件與裝配圖的生成零件的實(shí)體建模。CAD有三種三維建模方法：線框模型、實(shí)體模型和表面模型。許多的CAD軟件具有實(shí)體建模功能，有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實(shí)體造型模塊中，系統(tǒng)提供的基本體系如：立方體、圓錐體、球體、環(huán)狀體、圓柱體和楔形體六種。對(duì)于簡(jiǎn)單的零件可通過具體的分析，將其分解成若干基本體，對(duì)基本體進(jìn)行三維實(shí)體的造型，然后再對(duì)其進(jìn)行交、并、差等布爾運(yùn)算，這樣可以得到實(shí)體零件的三維模型。對(duì)于較復(fù)雜的零件，通常很難將其分解為多個(gè)基本體，或使之分解或組合之后產(chǎn)生的基本體太多，導(dǎo)致成型比較困難。所以，僅有基本體系還是不能夠完全滿足對(duì)實(shí)體零件的三維造型的要求。因此，可先定義出二維元素構(gòu)造出的零件的幾何截面輪廓，然后再在實(shí)體三維造型中使用旋轉(zhuǎn)或拉伸得到新的“基本體”，進(jìn)而通過交、并、差等得到所需要的三維實(shí)體零件造型。生成實(shí)體裝配圖。在零件完成實(shí)體構(gòu)造后，利用運(yùn)動(dòng)分析過程中的資料，在運(yùn)動(dòng)的某一處位置，按各個(gè)零件所在坐標(biāo)進(jìn)行“裝配”，這個(gè)過程可由CAD技術(shù)的三維編輯功能實(shí)現(xiàn)。
2.2CAD/CAM的模具集成制造隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，制造行業(yè)的水平逐步提高，由機(jī)床到數(shù)控機(jī)床然后再到加工中心，從手工設(shè)計(jì)和制圖再到CAD/CAM/CAE，制造行業(yè)正在向數(shù)字化和電子化方向發(fā)展。與此同時(shí)，模具的CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)（RPM）等，完全覆蓋了現(xiàn)代整個(gè)制造技術(shù)。由多個(gè)功能模塊組成的完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)，如圖形編輯、三維繪圖、曲面造型、數(shù)控加工、仿真模擬、動(dòng)態(tài)顯示、有限元分析等。這些模塊應(yīng)以工程數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行統(tǒng)一管理。
2.3機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用機(jī)械CAE系統(tǒng)的主要功能是：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程數(shù)值分析、動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真、強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)與壽命預(yù)估等。CAD技術(shù)在造型問題解決后，才能由CAE解決設(shè)計(jì)的強(qiáng)度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運(yùn)動(dòng)特性、干涉、碰撞問題和動(dòng)態(tài)特性等。
2.4零件的三維模型繪制與模擬演示任何國(guó)家都要經(jīng)歷從制造到創(chuàng)造的一個(gè)發(fā)展過程，隨著中國(guó)機(jī)械行業(yè)的不斷壯大，越來(lái)越多的設(shè)計(jì)者都想從中國(guó)制造轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊?guó)創(chuàng)造，但是，創(chuàng)造不是為了解剖或者生產(chǎn)某一個(gè)零部件而設(shè)計(jì)，而是產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)，僅憑二維技術(shù)是不夠的，三維技術(shù)自然必不可少。先進(jìn)的生產(chǎn)能力才能產(chǎn)生先進(jìn)的制造企業(yè)。三維模型是我們?cè)趥鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)中所不敢想象的，因?yàn)槲覀冸y以通過圖紙繪制出三維模型。正是通過CAD技術(shù)的三維建模的功能，使得一些不懂得機(jī)械原理與設(shè)計(jì)的“外行”都能夠看得懂我們的設(shè)計(jì)成果。
2.5便捷的控制圖形視圖的功能我們?cè)趥鹘y(tǒng)繪圖中，會(huì)在稿紙上留下各種標(biāo)記、輔助線或痕跡等，這部分不僅不屬于對(duì)象，而且會(huì)使全圖看起來(lái)顯得雜亂無(wú)章。同理，我們?cè)谟?jì)算機(jī)上繪制圖形時(shí)也會(huì)產(chǎn)生這樣的問題，而CAD提供了便捷的控制圖形視圖的功能，使我們?cè)诶L制機(jī)械零件的同時(shí)，不必為清除那些因?yàn)槔L制零件而留下的無(wú)關(guān)標(biāo)記而煩惱了。同樣，我們?cè)趥鹘y(tǒng)的繪制機(jī)械的零件的時(shí)候，無(wú)法在圖紙上完成縮放功能，而在CAD上實(shí)現(xiàn)了這一功能，可以各種角度隨意的來(lái)觀察我們繪制的圖形。
2.6便捷的“塊”創(chuàng)建、編輯、插入功能我們?cè)趥鹘y(tǒng)繪圖時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一些問題。如我們?cè)诶L制一些大型的機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖（如減速箱）的時(shí)候，有大量的標(biāo)準(zhǔn)件、粗糙度代號(hào)等需要繪制，而且這些零件都是相同形狀的，換言之我們將不得不重復(fù)進(jìn)行大量的繪制工作，而CAD卻為我們提供了理想的解決方案，也就是將多個(gè)重復(fù)使用的對(duì)象組合在一起，定義成一個(gè)“塊”（多對(duì)對(duì)象定義成“塊”，就成為了一個(gè)單獨(dú)的圖形），并且按指定名稱保存起來(lái)，以便可隨時(shí)插入到其他圖形中，不必再重新繪制。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述，CAD技術(shù)給機(jī)械制造帶來(lái)了非常大的方便，我們應(yīng)善用其長(zhǎng)處。未來(lái)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展前景是無(wú)窮的，每位產(chǎn)品制造人員都應(yīng)該憑借這一先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，在所處的崗位上展現(xiàn)出自己最佳的能力，并以優(yōu)質(zhì)設(shè)計(jì)、熱忱服務(wù)以及敬業(yè)精神，為機(jī)械制造行業(yè)奉獻(xiàn)出我們的力量。
作者：劉志剛單位：吉林工商學(xué)院