曹學(xué)智

摘 要：當前，隨著我國社會經(jīng)濟和科技水平的飛速發(fā)展和提高，其CAD技術(shù)也得到了突飛猛進的進步，這為機械制造的工程設(shè)計提供了非常重要和強大的保障。該文就CAD技術(shù)以及機械工程設(shè)計的相關(guān)情況進行簡單的概述，并就CAD技術(shù)在當前機械工程設(shè)計當中的應(yīng)用情況進行分析和討論，從而更好的推動我國機械制造行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械工程設(shè)計 CAD技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-01

近些年來，隨著社會時代的不斷變化發(fā)展，信息化、智能化的高新科學(xué)技術(shù)也使得機械設(shè)計這一老牌技術(shù)領(lǐng)域得到了新的提高和發(fā)展。其中，CAD技術(shù)就在較為典型的一種新型的計算機設(shè)計應(yīng)用技術(shù)。該文就CAD技術(shù)以及機械工程設(shè)計的相關(guān)情況進行簡單的概述，并就CAD技術(shù)在當前機械工程設(shè)計當中的應(yīng)用情況進行分析和討論，從而更好的推動我國機械制造行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。

1 CAD技術(shù)的概述

1.1 CAD技術(shù)的概念

CAD技術(shù)即為計算機輔助設(shè)計技術(shù)，它是將設(shè)計資料傳輸?shù)接嬎銠C當中去，并通過相應(yīng)的計算機技術(shù)使計算機能夠自動的進行程序的編制，從而對設(shè)計方案進行優(yōu)化，并繪制出零件或產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)圖。CAD技術(shù)具有機械產(chǎn)品及工程的幾何建模、分析計算、繪制圖形、仿真試驗、生成設(shè)計文件以及數(shù)據(jù)庫管理等特點。隨著計算機相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD技術(shù)在機械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍也越來越廣，并在機械產(chǎn)品的設(shè)計比例中占據(jù)了重要的位置。

1.2 CAD軟件的功能

目前，企業(yè)常用的CAD軟件的模塊功能主要包括以下幾個方的內(nèi)容，即：（1）CAPP功能。即計算機輔助的工業(yè)設(shè)計。它主要是對材料定額、工藝的設(shè)計任務(wù)及內(nèi)容等進行管理，從而提高機械設(shè)計的標準化，確保機械設(shè)計的高效率、高質(zhì)量。（2）二維繪圖功能。它是當前CAD技術(shù)在機械設(shè)計應(yīng)用當中的主要功能，它利用計算機進行智能繪圖，轉(zhuǎn)變了原有手工繪圖的方式，能夠有效的減輕設(shè)計人員的工作任務(wù)量。（3）PDM功能。即對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理功能。它能夠?qū)崿F(xiàn)機械設(shè)計的標準化、規(guī)范化，從而確保工藝卡、圖紙、技術(shù)資料以及加工代碼等的可靠性和安全性。

2 機械工程設(shè)計的概述

2.1 機械工程設(shè)計的概念

所謂機械工程設(shè)計，即設(shè)計人員根據(jù)相關(guān)產(chǎn)品的使用要求，分析、構(gòu)思和結(jié)算產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)、工作原理、能量傳遞方式、運動方式以及各個分部件的尺寸、規(guī)格、質(zhì)量、維護方法等，并將它們轉(zhuǎn)化為具體設(shè)計的

過程。

2.2 機械工程設(shè)計的特點

目前，機械工程的設(shè)計特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面，即：（1）精確性。準確性是當前機械產(chǎn)品隨著綜合性和復(fù)雜度的提高而出現(xiàn)的必然結(jié)果，也是當前先進的計算設(shè)備和技術(shù)方法的發(fā)展趨勢。（2）經(jīng)濟性。隨著用戶選擇以及市場競爭對機械產(chǎn)品在經(jīng)濟方面的性能要求的提高，在設(shè)計時，也會隨著提高它的經(jīng)濟性能。（3）智能化。這一性能的設(shè)計主要體現(xiàn)在大型的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的機械產(chǎn)品的設(shè)計當中，從而實現(xiàn)機械產(chǎn)品的智能性、創(chuàng)造性的思維活動。（4）集成化。這一特點主要體現(xiàn)在硬件軟件一體化、機電一體化以及人機一體化方面，它能夠綜合各個方面的數(shù)據(jù)進行分析、指導(dǎo)和評價相應(yīng)的機械設(shè)計。（5）并行性。能夠?qū)崿F(xiàn)DFA、DFM等的設(shè)計理念，減少庫存以及廢品所產(chǎn)生的消耗，從而保證機械產(chǎn)品的經(jīng)濟性。（6）動態(tài)性。動態(tài)性特征除了體現(xiàn)在設(shè)計對象的分析上，還體現(xiàn)在組織設(shè)計的協(xié)調(diào)和合作方面，從而確保機械設(shè)計的無縫連接。

3 CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用

在機械工程的實際設(shè)計過程中，CAD技術(shù)在其中的應(yīng)用范圍主要包括CAE軟件、CAD/CAM軟件以及生成零件裝配設(shè)計圖等。CAD技術(shù)在設(shè)計的過程中，能夠有效的對機械工程設(shè)計的方法和手段進行優(yōu)化和更新，轉(zhuǎn)變過去傳統(tǒng)的設(shè)計模式，通過積極的引進和系統(tǒng)當前國內(nèi)外先進的設(shè)計現(xiàn)代化理念，不斷的提高和推動我國機械制造行業(yè)的壯大和發(fā)展。目前，CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計過程中的應(yīng)用情況主要體現(xiàn)在以下的幾個方面，具體內(nèi)容如下。

3.1 CAE機械軟件

CAE在機械工程設(shè)計當中的軟件系統(tǒng)的實際功能主要包括：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、工程數(shù)值分析、運動學(xué)/動力學(xué)仿真、強度壽命預(yù)估與設(shè)計評價等等。在設(shè)計的過程中，CAE系統(tǒng)軟件要在等CAD 技術(shù)解決完機械產(chǎn)品的造型問題之后，方可進行產(chǎn)品剛度、強度、材料、壽命、合理性、運動特性以及結(jié)構(gòu)等方面的動態(tài)特性問題和其他問題的設(shè)計。

3.2 生成機械產(chǎn)品的裝配及零件設(shè)計圖

目前，在CAD技術(shù)進行機械工程的設(shè)計過程中，主要包括三種常見的三維建模類型，即：實體模型、表面模型以及線框模型。在實體建模方法中，有許多基本的設(shè)計體系。例如AUTOCAD的實體造型系統(tǒng)中，主要包括六種基本的建模體系（即球體、立方體、圓錐體、圓柱體、楔形體和環(huán)狀體）。在進行簡單的機械零件設(shè)計時，就可以通過利用這些基本結(jié)構(gòu)進行設(shè)計分析，從而有局部的多個基本體構(gòu)成對零件整體三維實體的造型設(shè)計。同時，當機械工程的零部件在完成實體的構(gòu)造設(shè)計之后，要通過相關(guān)機械設(shè)備對運動過程當中的相關(guān)數(shù)據(jù)資料進行分析，從而保證零件運動到制定的某一個位置時，系統(tǒng)能夠按照各零部件提供的實際位置坐標進行精確的“裝配”，從而實現(xiàn)CAD軟件在機械工程設(shè)計過程中的三維編輯

功能。

3.3 集成制造CAD/CAM模具

隨著CAD技術(shù)的不斷應(yīng)用和更新，機械制造業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備也從過去的普通機床逐步的向著數(shù)控機床進行轉(zhuǎn)變，通過運用CAD設(shè)計技術(shù)，能夠?qū)⒛＞咧圃煜蛑鴶?shù)字化、集成化的方向發(fā)展。CAD/CAM技術(shù)的功能主要包括：圖形編輯、三維繪圖、仿真模擬、曲面造型、有限元分析、數(shù)控加工以及動態(tài)顯示等等。

4 結(jié)語

二21世紀時信息化的時代，在未來的社會發(fā)展中，信息化、自動化、智能化必將成為社會各行各業(yè)發(fā)展的主要趨勢。因此，在機械工程設(shè)計當中應(yīng)用CAD技術(shù)是非常必要的，也是順應(yīng)當前整個社會大環(huán)境發(fā)展的要求。相關(guān)機械企業(yè)要大力引進和推廣CAD技術(shù)，積極地擴大它在機械設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用范圍，不斷地在實踐過程中總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，加大對新技術(shù)的將研究、開發(fā)和應(yīng)用，從而促進機械制造行業(yè)的現(xiàn)代化、智能化

發(fā)展。

參考文獻

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