摘要:随着科学技术的快速发展,在机械工程中应用广泛。在先进技术的推动下,机械制造技术的水平也越来越高,比如CAD技术,应用这项技术后,能够高效率的完成机械设计工作,解决了原有工作模式下工作质量低、耗时长等很多问题。这也是机械制造行业朝着智能化以及绿色化等方向发展的重要标志。所以,越来越多的机械设计制造者开始重视CAD技术的应用以及研究,本文对机械设计CAD及机械制造技术的应用进行了讨论,希望在创新应用的过程中,带领整个行业向前发展。
关键词:CAD技术;机械工程设计;发展与应用 引言
CAD技术的出现与发展为机械工程设计提供了新的思路,也为设计人员提供了专业设计平台。因此,机械工程设计人员应提高对CAD技术的重视程度,利用CAD技术优化细节设计、控制设计误差,从而推动机械制造行业的发展。
1CAD技术应用于机械工程设计领域中的优势 1.1缩短工程设计时间
传统的绘制软件不能达到设计参数化的目标,已经滞后于迅速发展的机械工程。随着CAD技术的不断发展,此缺陷问题得到了解决,该技术不但能够将设计问题参数化,而且能够调整设计产品的机械结构。CAD技术通过模型的尺寸、结构变化以及形状等信息能够选取最优图形展开所需绘制,同时能够按照零件部位、形状等合理调整零件图纸,从而完美呈现零部件自身结构,而且能够规避零部件之间不匹配的问题,CAD技术绘图原理。
1.2保证机械产品质量
在信息化技术的时代背景下,很多机械工程企业为得到最优经济效益,通常采取CAD这种先进的技术手段,从而在根本上改变机械零部件设计的质量,通过采取这种先进的技术,切实提升了零部件的设计水平。CAD软件技术能够辅助获得更高精度的机械工程设计结果,使机械零部件的生产更加标准化、智能化,从而保证实际生产所得产品更贴近于具体情况,同时还能够使设计图纸更科学合理,从而减少设计结构的偏差问题,提升机械产品的综合质量,是确保机械零件生产质量更高的重要手段。
2CAD技术的基本技术组成
目前来说,我国当下机械工程设计中常用到的CAD技术大致包括由四种技术,即图形变换技术、曲面造型技术、实体造型技术、交互技术等。其中交互技术是当下CAD技术中最主要的发展方向之一,也就是现在最常看到的交互式CAD系统,这种系统可以让用户在使用CAD进行设计工作时,很好地使人和机器有一个极强的信息交流,并且,结合交互式的系统技术,设计师可以在设计的同时进行多项功能的操作,诸如打样、修改、构思等,可以同步进行。其次,图形终端还能将最终的设计实时反馈给设计师,让设计师第一时间对不满意的地方进行修改和整合。而曲面造型技术和实体造型技术则是近几年CAD技术逐渐发展出来的两项新功能,其中曲面造型主要针对线条的曲面造型进行研究开发,因为现代多数设计师都比较倾向异形曲线造型,传统的直线造型已经不能很好地满足当代设计师的设计追求,为了满足设计师的异形设计需求,CAD技术也相应的做出了很多的改变,而曲面造型技术和实体造型技术就是其中的佼佼者,借助这两项功能,可以让设计师在CAD软件中对机械工程进行曲面造型设计,当做完二维图形之后,可以第一时间使用实体造型技术将设计出的二维图形还原出来,从而展现最终的机械工程设计成品,以此来方便设计师进行后续的设计操作。
3CAD技术在机械工程设计中的具体应用 3.1在辅助绘图中的应用
绘图是设计工作的关键环节,而传统的人工绘图不仅会消耗大量的时间,也会影响到图纸的精准性。如在设计过程中设计人员无法充分展现机械结构细节,
导致后续生产出现问题。而应用CAD技术可以进行计算机辅助绘图,增强图纸的准确性。因此,设计人员需要提高对CAD技术的重视程度,并充分发挥其计算机辅助绘图功能的作用,降低绘图难度。常用的计算机辅助绘图软件有AutoCAD、CAXA电子图板等,设计人员可以利用这些软件进行绘图,提高绘制效率。其中,AutoCAD具有图形绘制、图形编辑、图形转换和数据交换等多重功能,可以进行用户定制与二次开发,也可以为多种硬件设备与操作平台提供支持。设计人员可以利用AutoCAD软件进行平面绘图,创建直线、曲线、多边形等基本图形,并利用正交、捕捉追踪、极轴追踪等功能捕捉几何对象中的特殊点,利用该软件进行图形的移动、旋转、延长、拉伸与缩放,并对图形的尺寸、文字等各个方面进行调整,利用该软件进行三维绘图,并构建机械产品模型。
3.2在优化设计中的应用
在CAD技术与机械工程设计不断融合的过程中,CAE技术应运而生。CAE技术可以计算复杂工程与产品结构的刚度、强度、动力响应和三维多体接触等参数,并对机械工程结构性能进行优化设计。常用的CAE软件有专用CAE软件与通用CAE软件。其中,专用CAE软件是针对特定工程或产品进行性能分析与优化的软件,而通用CAE软件是针对不同工程与产品的力学性能以及物理性能对工程进行优化设计的软件。CAE软件的关键在于有限元方法,可以对结构进行离散化处理并根据变形协调条件进行求解。
3.3在机械工程建模中的应用
模型建构是机械工程设计的关键环节,对设计质量会产生较大影响。但模型建构难度相对较大,如果不采用先进的技术手段可能会降低建模的准确性。在机械工程设计中应用CAD技术,可以通过相关软件构建三维模型,降低模型建构难度。同时,CAD技术的建模体系较为完善,不仅包括立方体、球体、圆锥体,也包括圆柱体、楔形体以及环状体等建模体系,基本可以满足机械工程建模需求。设计人员在构建三维模型时只需要选择合适的建模体系,进行分解与组装即可。在应用CAD技术时,设计人员应输入设计参数并构建表面模型、线框模型与实体模型,展现设计效果。此外,设计人员利用三维建模功能可以进行弹性设计。在
建模过程中,设计人员可以根据实际情况,直接利用CAD技术进行数据调整,增强模型的精准性。
4未来CAD技术在机械工程设计中的应用发展趋势 4.1集成化发展
近年来,随着我国数控加工技术发展速度的加快,应用到CAD技术的领域更多,这项技术针对机械工程、工艺的设计方面产生的作用也更加凸显。然而,并不是所有的CAD技术均拥有此类集成化的功能,设计人员在采取CAD技术的基础上,只有科学分析模型结构,同时全面把控设计中的市场需求信息,才可以开展相关的设计与分析,设计过程与CAD过程的关系。正是由于CAD技术的集成化发展,才可以优化烦琐的计算程序,增强程序的计算精度,从而达到不断提升机械工程设计效率与质量的目的。
4.2虚拟化发展应用
CAD技术能够促进现实技术的虚拟化发展,而且在普及运用CAD技术手段以后,也能够带动有关虚拟化技术健全与完善发展。通过分析现实技术的虚拟化信息,能够了解机械工程设计中已经大量应用的虚拟现实技术,如以模拟操作的方式分析产品结构与质量等。
结束语
在机械工程设计领域运用CAD技术,能够提升机械产品设计制造的效率,减小实际生产的误差,同时在保障机械零件质量的情况下,还可以增强机械产品整体的质量水平,使机械工程设计具有更高的核心竞争力。
参考文献
[1]王玉兵.CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].建筑工程技术与设计,2018,(34):702.
[2]杨壮,孙华坤.浅析CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].世界有色金属,2018,(23):241+243.
[3]刘建芬.工程CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].南方农机,2018,49(12):62.
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容