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機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中CAD技術(shù)的應(yīng)用技巧分析論文
摘要：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造是當(dāng)前機(jī)械行業(yè)企業(yè)的重要內(nèi)容, 對(duì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提升社會(huì)生產(chǎn)力具有非常重要的意義。在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中, 利用CAD技術(shù)的應(yīng)用不斷縮短產(chǎn)品生命周期, 提升企業(yè)產(chǎn)品制造質(zhì)量和設(shè)計(jì)能力, 實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造; CAD技術(shù); 應(yīng)用;
隨著計(jì)算機(jī)科技技術(shù)和經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展, 采用傳統(tǒng)的手工機(jī)械制圖和簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)繪圖方法已不能適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的需要。在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中, 就是將CAD技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中, 才能不斷地提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平, 推動(dòng)企業(yè)各項(xiàng)工作不斷前時(shí), 實(shí)現(xiàn)中國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變[1]。因此, 企業(yè)將CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的有效應(yīng)用, 不斷提升自身產(chǎn)品制造質(zhì)量和產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力, 才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品做精做優(yōu), 為實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的邁進(jìn)。
1將CAD技術(shù)與機(jī)械制圖有機(jī)結(jié)合, 不斷提升企業(yè)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力
(1) CAD技術(shù)與機(jī)械繪圖原理有機(jī)結(jié)合應(yīng)用, 為企業(yè)建立一套標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械設(shè)計(jì)制圖標(biāo)準(zhǔn)。要應(yīng)用好CAD技術(shù), 首先是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的人員要將手工繪圖知識(shí)與CAD技術(shù)中的繪圖原理、繪圖過(guò)程及投影變化等理論知識(shí)相融合, 才能具有一定的機(jī)械制圖能力;其次是機(jī)械設(shè)計(jì)制造人員應(yīng)當(dāng)在腦海中有一定的復(fù)雜圖形的分析能力和三維空間想象能力。這樣會(huì)將機(jī)械制圖中的手工繪圖原理應(yīng)用于CAD輔助設(shè)計(jì)中, 才能發(fā)揮其CAD技術(shù)的高效作用, 才能繪制出機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品的三維模型, 從而提高機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的正確性和高效率。因此, 通過(guò)將CAD技術(shù)與機(jī)械繪圖原理有機(jī)結(jié)合, 才能為企業(yè)機(jī)械產(chǎn)品建立出一套以機(jī)械制圖技術(shù)為基礎(chǔ)的機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)。
(2) CAD技術(shù)與機(jī)械繪圖兩種模式協(xié)調(diào)起來(lái)進(jìn)行應(yīng)用, 不斷提升機(jī)械設(shè)計(jì)與制造圖紙的符合性。企業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品高效的重要關(guān)鍵是機(jī)械制造中的機(jī)械制圖模塊[2]。因此, 機(jī)械設(shè)計(jì)人員要有過(guò)硬的機(jī)械知識(shí)理論和機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐的專業(yè)技能, 才能真正掌握機(jī)械繪圖原理和CAD技術(shù), 才能實(shí)現(xiàn)企業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造繪圖電子化。為確保機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量, 應(yīng)將機(jī)械制圖與CAD技術(shù)兩種模式協(xié)調(diào)起來(lái)進(jìn)行應(yīng)用, 機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和手工作圖的機(jī)械設(shè)計(jì)模式進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì), 然后將CAD計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一地結(jié)合起來(lái), 才能實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用及企業(yè)未來(lái)發(fā)展的要求。
(3) CAD技術(shù)與機(jī)械繪圖兩種模塊結(jié)合應(yīng)用中進(jìn)行合理優(yōu)化, 從而達(dá)到企業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造制圖標(biāo)準(zhǔn)化。CAD技術(shù)是結(jié)合了機(jī)械制圖的繪圖手段、繪圖工作原理以及其它方面的繪圖技巧, 大體上實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造制圖的標(biāo)準(zhǔn)化。由于機(jī)械制造企業(yè)的產(chǎn)品均具有各自的獨(dú)特性, 所以在實(shí)際結(jié)合應(yīng)用時(shí)未很好地將模塊協(xié)調(diào)及優(yōu)化好, 其效果和作用就很難在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到體現(xiàn), 從而使機(jī)械制圖與CAD技術(shù)在內(nèi)容上未得到實(shí)質(zhì)性優(yōu)化。因此, 設(shè)計(jì)人員要不斷加強(qiáng)自身機(jī)械制圖及機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)和熟練的CAD技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)產(chǎn)品制圖技能, 才能確保機(jī)械制圖設(shè)計(jì)的質(zhì)量和產(chǎn)品的符合性。一是機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)要求對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行相關(guān)制圖知識(shí)及CAD軟件更新的內(nèi)容的培訓(xùn), 使設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品人員根據(jù)自身的專業(yè)進(jìn)一步掌握好CAD軟件的繪圖相關(guān)功能的應(yīng)用規(guī)律。二是機(jī)械制造企業(yè)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員配備一個(gè)良好的工作設(shè)計(jì)環(huán)境, 設(shè)計(jì)人員在良好的工作環(huán)境下的三維空間想象力和繪圖圖形分析能力進(jìn)一步提升, 產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)更具有創(chuàng)新力, 從而達(dá)到兩種模塊合理優(yōu)化, 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造更具有創(chuàng)造性。
2 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品的應(yīng)用, 不斷提升產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量及縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期
(1) CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件實(shí)體建模, 提升了產(chǎn)品符合性。CAD技術(shù)中的三維建模中有多種工具可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件的實(shí)體建模, 通過(guò)分析零件的結(jié)構(gòu)組成, 將其拆解分成多個(gè)構(gòu)造體, 利用三維CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)這些構(gòu)造體的實(shí)體造型, 再應(yīng)用布爾運(yùn)算對(duì)其進(jìn)行分析, 從而繪制出產(chǎn)品零件的三維實(shí)體模型[3]。對(duì)于比較復(fù)雜的零件, 可利用三維CAD軟件的草圖繪制工具, 設(shè)計(jì)人員可先描繪出產(chǎn)品零件的截面圖, 通過(guò)CAD中抽殼、拉伸、變形等工具繪制出較為復(fù)雜的幾何圖形, 再根據(jù)產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)任意修改幾何形體的參數(shù)和形狀, 從而達(dá)到與零件一致的實(shí)體模型。如對(duì)葉輪產(chǎn)品零件的設(shè)計(jì), 設(shè)計(jì)員可將原來(lái)的二維CAD圖導(dǎo)入三維CAD軟件中的草圖中, 然后應(yīng)用變形、拉伸等三維工具, 方便迅速地生成三維實(shí)體, 不僅繪圖效率提高, 還確保了產(chǎn)品符合性。
(2) CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)修改快速, 縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期。按系列進(jìn)行分類是機(jī)械制造企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品主要區(qū)別之一, 再加上各系列中新開發(fā)的產(chǎn)品與換代產(chǎn)品之間沒有實(shí)質(zhì)性的改變, 可能僅是在添加了一個(gè)功能部件或是尺寸的長(zhǎng)短使產(chǎn)品形式結(jié)構(gòu)有所變更, 利用CAD技術(shù)非常方便完成這些參數(shù)的更改, 從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品換代升級(jí)的目的。CAD技術(shù)在建模設(shè)計(jì)中一般使用參數(shù)化建模, 應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行產(chǎn)品建模使整個(gè)建模的步驟和產(chǎn)品的外型尺寸與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行直接關(guān)聯(lián), 如果對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的尺寸或結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部的變更, 一般修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模中的相關(guān)參數(shù), 從而對(duì)產(chǎn)品整個(gè)進(jìn)行了更改及更新。這樣產(chǎn)品外形及結(jié)構(gòu)不需進(jìn)行改變及重新設(shè)計(jì), 大大減少了設(shè)計(jì)人員的工作量, 提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率。
(3) CAD技術(shù)生成實(shí)體零件圖、裝配圖非常方便[4]。在機(jī)械零件裝配過(guò)程中, 按照產(chǎn)品裝配的規(guī)律, 通過(guò)應(yīng)用CAD技術(shù)進(jìn)行模擬零件裝配, 也可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品裝配路徑在CAD軟件中進(jìn)行保存及查找CAD軟件中存在相關(guān)記錄, 在后期機(jī)械運(yùn)行過(guò)程中, 若發(fā)現(xiàn)模擬裝配中某一零件存在問(wèn)題, 可在軟件中對(duì)裝配模擬過(guò)程的區(qū)域進(jìn)行直接查找, 其它相關(guān)零部件不需拆卸, 就能方便快捷地查找問(wèn)題根源。當(dāng)故障源頭查找出來(lái)后, 應(yīng)用CAD技術(shù)對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行修改, 從而提升了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度, 也直觀方便地實(shí)現(xiàn)零件的裝配, 為零件圖、裝配圖等制圖的生成達(dá)到事倍功半的效果。
3 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的應(yīng)用技巧
(1) 在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中, 就是運(yùn)用CAD技術(shù)將產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)以及圖形方面等相關(guān)信息進(jìn)行有效解決。因此, CAD技術(shù)在多維繪圖過(guò)程中, 可采用交叉繪圖方式, 對(duì)不同圖形進(jìn)行繪制, 并且能夠編輯圖形及填充剖面、區(qū)分層次以及交換圖形與圖塊調(diào)用等, 在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)制造中高度注意。
(2) 在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中, 當(dāng)前機(jī)械產(chǎn)品實(shí)體建模而言, 應(yīng)用的模型比較多, 其中常用有球形、立方體等模型[5]。在機(jī)械零部件設(shè)計(jì)以及生成過(guò)程中, 運(yùn)用一種模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)太單一, 而需將多種模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合運(yùn)用, 進(jìn)行綜合的分析設(shè)計(jì), 這樣才能有效地實(shí)現(xiàn)實(shí)體生成, 得到滿意的設(shè)計(jì)效果。
(3) 在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中, 由于計(jì)算機(jī)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展及進(jìn)步, 對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造產(chǎn)品的周期越來(lái)越短, 傳統(tǒng)手工制圖已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化CAD軟件制圖方式;機(jī)械零件模具制造過(guò)程中, 也從傳統(tǒng)單一設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的統(tǒng)一模具設(shè)計(jì), 各種機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一, 提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率和有效降低設(shè)計(jì)成本。因此, 在CAD技術(shù)中要非常重視將數(shù)據(jù)化技術(shù)進(jìn)運(yùn)用從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的標(biāo)準(zhǔn)化與統(tǒng)一。
4 結(jié)束語(yǔ)
在經(jīng)濟(jì)全球化和社會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步, 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造必須緊跟時(shí)代的步伐才能推動(dòng)全社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程。因此, 當(dāng)前機(jī)械制造企業(yè), 應(yīng)將先進(jìn)的CAD技術(shù)靈活應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中, 不斷提升機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率, 為實(shí)現(xiàn)2025年中國(guó)制造強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)做出成績(jī)。
參考文獻(xiàn)
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