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主题:机械制造论文写作 时间:2024-03-06

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摘 要:本文基于机械设计领域的工作模式和特点,从基本原理、设计方法、设计效果等几个方面探讨了CAD技术在机械设计方面的应用.实践证明,CAD技术在机械设计领域的发展起到了至关重要的作用,使机械设计提高到了全新的水平.

关键词:CAD;机械设计

制造技术的智能化是制造技术发展的前景.近20年来,制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型,这就要求制造系统不但要具备柔性,而且还要表现出某种智能,以便应对大量复杂信息的处理、瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境,因此智能制造越来越受到重视.在机械行业中,CAD是应用最为广泛的计算机辅助设计软件.现在,经过多次升级的CAD最新版本,使其绘图功能有了更大的提高,绘图方法更加多样、更加灵活.对于机械设计人员来说,采用CAD绘图技术,可以缩短设计周期,减少不必要的重复劳动,提高设计水平和工作效率.

一、CAD技术给机械设计带来的变革

我国目前的CAD市场上已涌现了国外CAD/CAM/CAE 高端软件、普及型三维CAD 软件、二维CAD软件平台、国产三维CAD软件等品种.由于三维CAD设计所得的立体图更直观、更易理解,不但可促进机械设计师思维的深入,也有助于设计的拓展,因而其得到了广泛的运用.

(一)缩减了机械设计的周期

三维CAD机械设计有助于解决相对复杂的几何造型难题.其可通过简单的几何实体经布尔运算等功能构建出各式各样复杂的几何实体,可自动生成截交线和相贯线,设计工作量大为减轻,机械设计周期也在原有程度上缩减了三分之一,机械设计和生产效率得以大幅度提升.使用三维CAD软件进行机械的开发和设计时,仅需对部分零部件进行重新设计或制造,而大部分零部件设计将承袭既有信息,使得机械设计的效率提升了3倍以上.和此同时,三维CAD还具备高度的变型设计能力,可经快速重构生成全新的机械产品.

(二)零件設计和修正将更为便利

三维CAD软件可在装配环境下进行新零件的设计,也可利用相邻零件的位置、形状来进行新零件的设计,还可保障相邻零件和新零件间的有序配合,规避了因零件单独设计时存在的错误而引发的装配失败.如可在装配环境下根据箱体的形状或配合需求,快速而精准地设计出所需的箱盖;此外,三维CAD使得零件的修改也变得极为便利,因零件环境中配有资源查找器,在进行机械零件造型时,查找器也同时将完成该零件时的所有命令罗列出来,只要点击这些命令就可清晰地掌握该零件完成过程中的每个步骤,并可利用资源查找器中的零件回放功能将该零件造型的全部过程以动画形式演示出来,需修改零件时,也可通过点击查找器中相应的指令完成,更方便的是在进行零件装配的条件下也可进行零件修改,通过点击需修改的目标零件就可进入零件环境来完成修改.

(三)提升产品的技术含量和质量

由于机械产品设计和信息技术的结合,我们采用CAD设计技术和CIMS 来组织生产,使得机械产品的设计获得了新的发展.三维CAD技术凭借其独有的有限元受力分析功能等先进的设计手段,确保大大提升了设计产品的技术含量和质量.和此同时,多数企业的数控加工技术相对完善,通过采用CAD、CAM、CAPP技术来进行机械零件的加工,可收获良好的一致性,保障了产品的质量.三维CAD机械设计不但可直观地描述出设计对象的形态、大小、位置等特性,还可对被设计对象赋予体积、颜色、重心等多个信息,可实现被设计对象几何形状工作状态的模拟和描述,从而更精准、全面地传达设计者的设计意图.

二、CAD技术在机械设计中的具体应用

CAD技术在机械设计中的具体应用主要集中在零件和装配图的实体生成、多维几何绘图、模具集成制造、机械CAE应用等方面.CAD技术更新了设计手段和设计方法,摆脱了传统设计模式的束缚,引进了现代设计的观念,促进了机械制造业的高速发展.

(一)零件和装配图的实体生成

CAD的只维建模有3种形式,即线框模型、表面模型和实体模型.具有实体建模功能的CAD软件中都具有一些基本体系,如在CAD的三维实体建模中,系统提供了立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体这6种基本体系.对一些简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,先对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得到零件的三维实体模型.对于难以分解成若干个基本体的复杂零件,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在二维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的基本体,再通过交、并、差等运算得到所需要零件的三维实体模型.在零件实体模型构造完成后,利用CAD中的只维编辑功能即可实现对零件所在坐标进行装配.

(二)多维几何绘图

机械设计过程中要处理的信息一般包含图形和数据2种.其中,绘图的工作量较大,约占70%左右.而随着CAD技术的发展,CAD各种绘图软件的功能也日趋强大.CAD绘图软件的主要功能包括:交互式绘图、图形编辑、标准尺寸、文字、填充剖面、调用图块、区分层次以及实现图形交换等.

(三)模具集成制造

随着科技发展,制造业的生产技术不断提高,从过去的普通机床到现在的数控机床,从传统的人工设计和绘图到现在的CAD技术,机械制造业逐步走向了信息化.和此同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术等,也基本包含了整个现代机械制造技术.一个较为完整的CAD/CAM系统是由三维绘图、图形编辑、数控加工、曲面造型、动态显示、仿真模拟、图形编辑以及有限元分析等这些模块组成的,这些模块以工程数据库为基础,而实体造型是工程数据的主要来源.

(四)机械CAE的应用

机械CAE系统具备结构优化设计、工程数值分析、寿命评

估、动力学/运动学仿真以及强度设计评价等功能.运用CAD技术解决造型问题后,便可由机械CAE解决设计的若干问题,如设计的合理性、刚度、强度、寿命以及动态特性等.

结论:适合不知如何写机械制造方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于机械制造及其自动化论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。

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