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1機械設計中運用cad技術的作用

CAD軟件擁有二維和三維繪圖的功能,但是設計人員更加偏愛三維設計,主要是它的效率高,速度快,成本低。主要表現在三個方面:首先,機械設計效率提高,周期變短。機械設計的零件需要在反復的設計失敗和錯誤中不斷進步和完善。比如,在零件需要配合設計時,為了保證零件能精確配合,可以用三維軟件同時設計兩個零件進行裝配,避免單獨設計引起的裝配失敗,三維技術能有效完成零件配合設計,當設計配合不合理時只需要對零件部分做微小的改變,零件的大部分信息沒有發生變化。另外,CAD具備變型設計的功能,能將不同零件部分進行重構,設計一個不同的產品。如此,CAD技術能大幅減少設計時間,提高生產效率。其次,在CAD中裝配零件方便直觀。該功能能監測到靜態和動態下,零件之間是否發生干涉或者在運動過程中是否出現碰撞,從而及時對設計方案進行更改,運用不同的裝配關系進行實驗裝配,CAD軟件中的資源管理器能有效記錄裝配路徑,如果裝配不正確,能直觀顯示裝配不合格的位置,同時軟件還具有隱藏功能,將部分零件隱藏,能清晰的看到內部結構的裝配及運動情況。另外軟件還能進行運動演示,將靜態和動態配合下無法發現的問題在運動中進行檢測,觀察是否跟其他部位產生干涉,保證零件設計的正確性,避免零件未經過周密的論證生產出來導致報廢。最后,提高產品質量,提升競爭力。機械設計產品與CAD技術結合,能提升設計者的設計思路,能進行干涉檢查,受力分析,產品優化提高設計質量。另外,現在CAD軟件都具備了較好的在線加工能力,利用CAM進行零件加工,能保證產品跟設計圖樣的一致性,保證產品質量。

2在機械設計中常用的CAD功能

第一,CAD實體建模。目前,CAD建模最主要的有三種方式,實體、表面、線框。比如在AUTOCAD中提供了多種實體建模方式,最基本的有立方體、圓球體、柱體、錐體等。一般零件都可以通過這些模塊進行結構分析,設計時,對基本造型進行分解分析,然后采用布爾運算對零件進行三維造型。另外,零件三維實體建立后,調用運動分析模塊對零件功能進行分析。對于零件裝配,可以通過采用三維編輯功能,讓零件按坐標要求進行裝配,完成設計任務。第二,集成制造。科學技術的不斷進步,CAD軟件也在不斷發展和強大,制造向數控化方向發展,設計向計算機方向發展,CAM/CAE也正在向計算機方向發展。一個完整的CAD/CAM軟件集成了三維造型、圖形編輯、曲面造型、仿真加工、受力分析、在線加工等的功能。這些模塊的運行都是建立在全面的工程數據庫基礎上的。第三,機械設計CAE軟件的發展。CAE軟件主要是承擔后期分析處理的任務,解決零件設計是否合理。比如產品零件結構是否優化,受力分析是否合理,運動特性分析,靜態和動態特性分析等等。

3CAD技術在機械設計中的發展方向

CAD中的三維造型很好的解決了設計者由單一的思維活動變成了直觀的視覺設計,能同時完成部件設計和整體設計時利用三維模型進行更好的分析和研究,統一的數據庫能讓設計者選取到最優的設計方案。按目前的發展方向,三維技術有可能會淘汰二維繪圖。隨著世界科學技術的不斷發展,計算機性能,網絡的普及,信息處理能力的不斷提高,CAD軟件技術也將更加開放和集成。CAD軟件企業要能跟上世界發展的趨勢,開拓思想,開發出更加技術先進的CAD軟件。可以看到,機械設計離不開CAD軟件技術,CAD軟件技術的發展還需要設計者提供更多的智慧。目前,人工智能、通訊、信息技術、數據庫技術都在不斷的完善,信息已經突破了國際界限,這些技術給CAD技術帶來了發展方向,不久的將來,在機械設計領域將會使用更高技術的CAD軟件。

作者:孫菁 單位:南京機電職業技術學院