论文部分内容阅读
【摘 要】随着科学技术的不断发展，CAD技术也得到了快速的发展与进步，将其引入到机械设计中，很好的解决了机械企业中重复性设计多、信息资源的利用率低等问题，而且还能缩短产品的开发周期，对于企业而言具有巨大的经济效益。机械设计是机械工程的基础环节之一，它在整个机械生产中起着非常重要的关系。本文主要是对CAD技术在机械设计中的优缺点以及应用进行简要的分析。
【关键词】机械设计；CAD技术；优缺点；应用
随着科学技术的不断发展，CAD应用软件也逐渐被广泛的应用。在机械设计中，CAD技术很好的解决了重复性设计多、信息资源利用率低等问题。机械设计时机械工程的基础环节之一，它在整个机械产品的生产过程中占有非常重要的位置。CAD即为计算机辅助设计，主要是设计人员利用计算机及其图形设备进行辅助设计的一种技术。在机械设计中应用CAD技术将机械产品的研发、设计、分析、制造与技术管理等结合在了一起，不仅提高了工作效率，对于企业而言也具有巨大的经济效益。
一、CAD技术在机械设计中的优点
在机械产品的生产过程中，机械设计时整个生产过程的重要环节之一，而且产品的设计工作对于产品的成本而言也是非常重要的，它决定着产品大约75%的成本。随着CAD技术的逐渐成熟，目前，在机械设计中基本已采用三维CAD技术，而三维CAD技术在机械设计中的应用主要具有以下几个优点:
①零件设计更加方便。三维CAD应用软件可以在装配环境中进行新零件的设计，也可以应用相邻零件的位置与形状来进行新零件的设计。这样一来，零件设计就更加的方便与快捷，同时还避免了单独进行零件设计而导致装配失败的情况。另外，在资源查找器中的零件回放还能够将零件的造型过程利用动画的形式演示出来，让人对其一目了然。
②使装配零件更加的直观。在进行零件的装配时，由于资源查找器中的装配路径查找器将零件之间的装配关系记录在了其中，因此，若出现装配不正确的情况则会进行显示。除此之外，零件还可以进行隐藏，要是想要看清内部的装配结构则可以对外部零件进行隐藏。在整个机械装配模型完成之后可以对其进行运动演示，对一些有特定运动形成要求的机械而言，需要检验其形成是否达到了要求，若是不符合要求则要及时的修改，从而避免产品生产后不合格或是报废的情况出现。
③缩短了机械设计的周期。由于CAD技术逐渐的迈向三维的方向，而在机械设计中采用三维CAD技术，不仅缩短了机械设计的时间，还提高了设计与生产的效率。另外，三维的CAD技术还具有高度的变形能力，通过快速重构能够得到一种全新的产品。
④提高了机械产品的技术含量与质量。将机械产品与信息技术相结合，使机械产品的设计有了新进展。三维CAD技术中采用了优化、有限元受力分析、产品虚拟设计、运动方针等很多先进的设计方法，从而保证了机械产品的质量。
二、机械设计中CAD技术的应用
1.零件与装配图的实体生成
1.1零件的实体生成
应用CAD技术进行机械设计，其建模方法包括线框模型、表面模型以及实体模型三种。而很多具有实体建模功能的CAD软件都具有一些基本的体系，例如立方体、球体、圆柱体、圆锥体、球状体以及锥形体等。对于一些简单的元件而言，首先可以对其进行结构分析，从而使其被分解为若干基本体，然后在对已经被分解的基本体进行三维实体造型，最后进行交、并、差等布尔运算即可使零件的三维实体模型得以生成。而对于复杂的零件而言，想要将其分解为若干个基本体是比较困难的，而且在分解后产生的基本体过多对零件的实体建模也是较为困难的。由此可见，在复杂零件的设计中，仅仅采用软件中自带的基本体是很难完成三维实体的造型要求的。因此，我们可以先利用二维几何元素定义零件的截面轮廓，然后就可以在三维实体的造型中通过拉伸、旋转等操作得到新的“基本体”，同样，最后对其进行交、并、差等布尔运算即可得到三维实体造型。
1.2装配图的实体生成
在完成零件实体构造之后，利用机器运动分析中的资料，在运动的某一位置按照各零件的坐标对其进行装配，装配过程可以应用CAD软件中的三维编辑功能。
2.设计技巧
2.1图纸的设置
对于设计而言，图纸是非常重要的，在CAD制图中也是一样，其设置的好坏将会直接影响到制图的质量。因此，CAD制图中的图纸设置一般遵循以下原则：
①图层数越少越好。图层数过多将会导致设计图的运行较为缓慢，而且由于文件占用的空间较大，也不利于图纸的修改。因此，图纸设置中应按照一定的规律和顺序对其进行分类与排放，从而达到合理利用圖层的目的。
②慎重选择图像的颜色。在图像颜色的选择方面，若不是最终的效果图，则不要轻易的应用真彩色与配色系统中的颜色。
2.2比例方面
在利用CAD软件进行制图时，所采用的比例最好为1：1，这样一来，在出现错误时才能及时发现，而且采用比例尺进行标注容易发现尺寸不合理的地方。标注尺寸在设计中的应用非常方便，其能够自动进行尺寸数字的测量，若是发现错误就会与规定数字尺寸相对比，从而使结果一目了然。另外，对调整图与图之间的形式、换算等都非常方便，图纸比例的缩小与放大可以很快的进行。
三、结束语
机械设计在整个机械产品的生产中是非常重要的环节之一，CAD技术在其中的应用对确保产品质量，提高设计效率以及经济效益等都起到而来很大的作用。目前，CAD技术在机械设计中已经得到了广泛的应用，今后必定会更加的完善。
参考文献
[1]王其芳.三维CAD技术对机械设计的影响[J].煤矿机械,2007,28(4):94-96.
[2]张立荣.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].煤炭技术,2011,30(2):16-18.
[3]方卫华.CAD技术在现代机械设计中应用[J].应用能源技术,2011,(6):48-50.
[4]朱小勇.浅谈CAD技术在化工机械设计中的应用[J].装备制造技术,2011,(11):152-154.
【关键词】机械设计；CAD技术；优缺点；应用
随着科学技术的不断发展，CAD应用软件也逐渐被广泛的应用。在机械设计中，CAD技术很好的解决了重复性设计多、信息资源利用率低等问题。机械设计时机械工程的基础环节之一，它在整个机械产品的生产过程中占有非常重要的位置。CAD即为计算机辅助设计，主要是设计人员利用计算机及其图形设备进行辅助设计的一种技术。在机械设计中应用CAD技术将机械产品的研发、设计、分析、制造与技术管理等结合在了一起，不仅提高了工作效率，对于企业而言也具有巨大的经济效益。
一、CAD技术在机械设计中的优点
在机械产品的生产过程中，机械设计时整个生产过程的重要环节之一，而且产品的设计工作对于产品的成本而言也是非常重要的，它决定着产品大约75%的成本。随着CAD技术的逐渐成熟，目前，在机械设计中基本已采用三维CAD技术，而三维CAD技术在机械设计中的应用主要具有以下几个优点:
①零件设计更加方便。三维CAD应用软件可以在装配环境中进行新零件的设计，也可以应用相邻零件的位置与形状来进行新零件的设计。这样一来，零件设计就更加的方便与快捷，同时还避免了单独进行零件设计而导致装配失败的情况。另外，在资源查找器中的零件回放还能够将零件的造型过程利用动画的形式演示出来，让人对其一目了然。
②使装配零件更加的直观。在进行零件的装配时，由于资源查找器中的装配路径查找器将零件之间的装配关系记录在了其中，因此，若出现装配不正确的情况则会进行显示。除此之外，零件还可以进行隐藏，要是想要看清内部的装配结构则可以对外部零件进行隐藏。在整个机械装配模型完成之后可以对其进行运动演示，对一些有特定运动形成要求的机械而言，需要检验其形成是否达到了要求，若是不符合要求则要及时的修改，从而避免产品生产后不合格或是报废的情况出现。
③缩短了机械设计的周期。由于CAD技术逐渐的迈向三维的方向，而在机械设计中采用三维CAD技术，不仅缩短了机械设计的时间，还提高了设计与生产的效率。另外，三维的CAD技术还具有高度的变形能力，通过快速重构能够得到一种全新的产品。
④提高了机械产品的技术含量与质量。将机械产品与信息技术相结合，使机械产品的设计有了新进展。三维CAD技术中采用了优化、有限元受力分析、产品虚拟设计、运动方针等很多先进的设计方法，从而保证了机械产品的质量。
二、机械设计中CAD技术的应用
1.零件与装配图的实体生成
1.1零件的实体生成
应用CAD技术进行机械设计，其建模方法包括线框模型、表面模型以及实体模型三种。而很多具有实体建模功能的CAD软件都具有一些基本的体系，例如立方体、球体、圆柱体、圆锥体、球状体以及锥形体等。对于一些简单的元件而言，首先可以对其进行结构分析，从而使其被分解为若干基本体，然后在对已经被分解的基本体进行三维实体造型，最后进行交、并、差等布尔运算即可使零件的三维实体模型得以生成。而对于复杂的零件而言，想要将其分解为若干个基本体是比较困难的，而且在分解后产生的基本体过多对零件的实体建模也是较为困难的。由此可见，在复杂零件的设计中，仅仅采用软件中自带的基本体是很难完成三维实体的造型要求的。因此，我们可以先利用二维几何元素定义零件的截面轮廓，然后就可以在三维实体的造型中通过拉伸、旋转等操作得到新的“基本体”，同样，最后对其进行交、并、差等布尔运算即可得到三维实体造型。
1.2装配图的实体生成
在完成零件实体构造之后，利用机器运动分析中的资料，在运动的某一位置按照各零件的坐标对其进行装配，装配过程可以应用CAD软件中的三维编辑功能。
2.设计技巧
2.1图纸的设置
对于设计而言，图纸是非常重要的，在CAD制图中也是一样，其设置的好坏将会直接影响到制图的质量。因此，CAD制图中的图纸设置一般遵循以下原则：
①图层数越少越好。图层数过多将会导致设计图的运行较为缓慢，而且由于文件占用的空间较大，也不利于图纸的修改。因此，图纸设置中应按照一定的规律和顺序对其进行分类与排放，从而达到合理利用圖层的目的。
②慎重选择图像的颜色。在图像颜色的选择方面，若不是最终的效果图，则不要轻易的应用真彩色与配色系统中的颜色。
2.2比例方面
在利用CAD软件进行制图时，所采用的比例最好为1：1，这样一来，在出现错误时才能及时发现，而且采用比例尺进行标注容易发现尺寸不合理的地方。标注尺寸在设计中的应用非常方便，其能够自动进行尺寸数字的测量，若是发现错误就会与规定数字尺寸相对比，从而使结果一目了然。另外，对调整图与图之间的形式、换算等都非常方便，图纸比例的缩小与放大可以很快的进行。
三、结束语
机械设计在整个机械产品的生产中是非常重要的环节之一，CAD技术在其中的应用对确保产品质量，提高设计效率以及经济效益等都起到而来很大的作用。目前，CAD技术在机械设计中已经得到了广泛的应用，今后必定会更加的完善。
参考文献
[1]王其芳.三维CAD技术对机械设计的影响[J].煤矿机械,2007,28(4):94-96.
[2]张立荣.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].煤炭技术,2011,30(2):16-18.
[3]方卫华.CAD技术在现代机械设计中应用[J].应用能源技术,2011,(6):48-50.
[4]朱小勇.浅谈CAD技术在化工机械设计中的应用[J].装备制造技术,2011,(11):152-154.