三維cad技術對機械設計的影響

1、<p>　　三維CAD技術對機械設計的影響</p><p>　　摘要：本文介紹了CAD技術在機械設計中的優(yōu)勢,闡述了三維CAD技術對更新設計手段、方法,極大提高了設計效率和質(zhì)量的深刻影響,并指出了CAD存在的問題和發(fā)展趨勢。 </p><p>　　關鍵詞：CAD技術;機械設計;影響 </p><p>　　中圖分類號：G356.6文獻標識碼： A </

2、p><p>　　1 三維CAD技術在機械設計中的優(yōu)點 </p><p>　　通過實際運用三維CAD系統(tǒng)軟件,體會到三維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。具體表現(xiàn)在以下幾點: </p><p>　　(1)縮短了機械設計周期 </p><p>　　采用三維CAD技術,縮短了機械設計周期近1/3,大幅度地提高了設

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

4、的位置及形狀來設計新零件,既方便又快捷,還可保證新零件與相鄰零件的精確配合,避免了單獨設計零件出現(xiàn)錯誤而導致裝配的失敗。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確地設計出所需要的箱蓋來。 </p><p>　　(3)修改機械零件非常方便 </p><p>　　零件環(huán)境中有查找器,在完成機械零件造型時,資源查找器同時列出了完成該零件的所有命令,點擊這些命令就可以很清楚地了解完

5、成該零件的每個步驟,并利用資源查找器中的零件回放把零件造型的全過程通過動畫連續(xù)地演示出來,使人一目了然。修改零件時,也可以點擊資源查找器中相對應的命令來完成,更方便地是在裝配環(huán)境中也可以進行零件的修改,即點擊要修改的零件就可以進入零件環(huán)境來完成零件的修改。 </p><p>　　(4)在裝配環(huán)境中裝配零件方便直觀 </p><p>　　運用不同的裝配關系可以把各個機械零件裝配起來。在裝配過

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系,若裝配不正確或發(fā)生干涉,查找器即予以顯示,同時可對零件的裝配進行靜干涉的檢查,如果發(fā)現(xiàn)干涉就可及時對零件等進行修改,以保證設計的正確性。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)。在整個機器或某個部件裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達到要求,對于在靜態(tài)下不發(fā)生干涉而在運動中出現(xiàn)碰撞的也可檢驗出來,從而及時對設計進

7、行更改,保證設計的正確性,避免了機械產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)問題需要修改甚至報廢。同時還可以進行運動仿真,能清楚地看到機器運動的全過程。 </p><p>　　(5)提高機械產(chǎn)品的技術含量和質(zhì)量 </p><p>　　由于機械產(chǎn)品與信息技術相融合,同時采用了CAD設計方法和CIMS組織生產(chǎn),使機械產(chǎn)品設計有了新發(fā)展。三維CAD技術采用先進的設計方法,如優(yōu)化、有限元受力分析等,保證了產(chǎn)品的設計質(zhì)量。

8、同時,大型企業(yè)數(shù)控加工手段較完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。 </p><p>　　2 三維CAD技術對機械設計的影響 </p><p>　　三維CAD技術在機械設計中的優(yōu)勢,從根本上改變了機械設計的進程和質(zhì)量,擺脫了傳統(tǒng)設計模式的束縛,引進了現(xiàn)代設計概念,克服了傳統(tǒng)設計帶來的種種弊端,使機械產(chǎn)品的設計發(fā)生了深刻的變化。 </p&g

9、t;<p>　　(1)更強調(diào)設計理論。機械設計屬工程設計,具有很強的工程性、也具有很強的理論性,傳統(tǒng)設計偏重經(jīng)驗,設計工程中經(jīng)驗多,經(jīng)驗公式多,主要以改型設計為主,設計方法以仿照類比為主,忽視了創(chuàng)新性設計。而CAD設計技術不僅代替了設計者的手工設計計算和手工繪圖,而且更加依托于機械設計原理、設計公理、設計體系,以及和其他學科交叉形成新的現(xiàn)代機械設計理論和體系。 </p><p>　　(2)充分發(fā)揮機

10、械設計創(chuàng)新性。傳統(tǒng)設計中仿型設計、改型設計多,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,或只需消化引進產(chǎn)品,仿照生產(chǎn),因此往往從一開始就進入了常規(guī)設計,越過了創(chuàng)新構(gòu)思的方案設計階段,使得產(chǎn)品從根本上沒有質(zhì)的飛躍,而依靠三維CAD技術使設計在方案設計階段,充分利用專家系統(tǒng)及現(xiàn)代科技新理論,建立多種機構(gòu)進行構(gòu)型對比,實施創(chuàng)新,同時由于設計立體感強、效果逼真的特點,更能激發(fā)設計人員的新穎構(gòu)思,得到具有高科技含量的新產(chǎn)品。 </p&

11、gt;<p>　　(3)為進一步實現(xiàn)制造過程全面信息化,打下堅實的基礎。由于先進的信息處理技術不僅使設計過程全部計算機化,而且設計的產(chǎn)品在正式加工制造之前,即可利用三維設計技術實現(xiàn)虛擬組裝及動態(tài)仿真,在產(chǎn)品正式加工前發(fā)現(xiàn)設計缺陷并進行改進,縮短了設計時間及過程,極大地提高了設計效率和設計質(zhì)量。另外,隨著信息高速公路的開通,信息傳輸技術已達到了一個新階段,設計圖紙甚至跨國傳輸、設計方案的實時異地討論、異地現(xiàn)場修改都已成為現(xiàn)實

12、。 </p><p>　　(4)促進機械設計人員建立現(xiàn)代化設計觀念。三維CAD技術徹底更新設計手段和設計方法,是建立在高科技平臺下的先進設計技術,通過建立設計對象的數(shù)學模型和設計過程的模型,將使方案決策、設計計算、圖紙繪制等階段全部實現(xiàn)計算化,這就要求從事機械設計工作的設計人員不僅要具備扎實的理論知識、豐富的實踐經(jīng)驗、第1手資料和最新信息等基本機械設計素質(zhì),還應具備熟練的計算機知識和技能及科學的設計思想和方法,及

13、時了解掌握新理論、新技術、新方法,建立現(xiàn)代化的觀念。 </p><p>　　3 CAD技術在機械設計中存在的問題 </p><p>　　CAD技術在機械設計中的優(yōu)勢是非常明顯的,其技術是新興技術,仍在高速發(fā)展。它給企業(yè)帶來了效率和效益。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技術作為取代圖板的繪圖工具,并未實現(xiàn)真正的設計

14、。他們只是做到用手工出圖轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C出圖的現(xiàn)狀,當然計算機出圖是有很多的優(yōu)點,美觀、規(guī)范、修改容易、存檔方便等。但是如果只停留在這個階段,就失去CAD的作用,因為CAD是輔助設計,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,并未真正實現(xiàn)運用三維CAD軟件進行整體空間設計和受力分析,還停留在平面圖設計方面。 </p><p>　　(2)精通CAD技術的設計人員缺乏。C

15、AD系統(tǒng)是一個復雜、多樣的系統(tǒng),并不可能使每個設計人員都能很好的掌握,更何況大部分設計人員沒有接受過CAD的應用培訓,對多數(shù)的CAD功能一無所知,他們完成的設計很可能就存在這樣那樣的缺陷。 </p><p><b>　　4 發(fā)展趨勢 </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始設計,有了表達全部集合參數(shù)和設計構(gòu)想的可能,使整體設計過

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計思想,從而使設計方案理想化。在三維的CAD產(chǎn)品設計中,可以建立充分而完整的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫,并以此為基礎,對整體設計或部件進行各類分析。從長遠的觀點看,三維CAD技術必然會替代二維繪圖。隨著計算機性能的提高,網(wǎng)絡通訊的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術的實用化,CAD三維技術正向著開放、集成、智能和標準化的方向發(fā)展。正確把握CAD技術的發(fā)展趨勢,對我國CAD軟件行業(yè)的