cad機(jī)械設(shè)計(jì)論文范文

　　cad機(jī)械設(shè)計(jì)論文范文篇2

　　試談CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　【摘要】AutoCAD是全球廣大技術(shù)人員普遍歡迎的一種繪圖軟件，在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，尤其是關(guān)于機(jī)械做圖方面。AutoCAD以其強(qiáng)大的輔助圖形設(shè)計(jì)和三維實(shí)體造型功能必將改變傳統(tǒng)的繪圖方式。功能齊全的AutoCAD軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中承擔(dān)和發(fā)揮了重要作用。

　　【關(guān)鍵詞】CAD 機(jī)械設(shè)計(jì) 應(yīng)用

　　引言：AutoCAD以其強(qiáng)大的輔助圖形設(shè)計(jì)和三維實(shí)體造型功能必將改變傳統(tǒng)的繪圖方式，使繪圖工作變得更輕松而高效。它是進(jìn)行數(shù)字和圖形信息處理，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、造型和數(shù)控加工的自動(dòng)編程軟件，具有知識(shí)密集、綜合性強(qiáng)、初始投入大的特點(diǎn)。它的普及應(yīng)用將使產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式發(fā)生深刻的變化，從而帶動(dòng)制造業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，是當(dāng)前國(guó)際科技領(lǐng)域的前沿課題。

　　1.CAD的實(shí)際應(yīng)用流程。

　　機(jī)械產(chǎn)品工程CAD包括設(shè)計(jì)信息管理系統(tǒng)(PIM)、工程圖紙建模(PDS)、模型驅(qū)動(dòng)的裝配圖繪制。覆蓋從草圖概念化設(shè)計(jì)到裝配圖自動(dòng)生成的全部設(shè)計(jì)過(guò)程，并提供一個(gè)基于數(shù)據(jù)庫(kù)與設(shè)計(jì)過(guò)程融為一體的設(shè)計(jì)信息管理系統(tǒng)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)完整的機(jī)械產(chǎn)品工程CAD系統(tǒng)。

　　而機(jī)械CAD工具是為機(jī)械設(shè)計(jì)師提供更快、更簡(jiǎn)捷繪制工程圖紙的方法。它不但可使設(shè)計(jì)師甩掉圖板，同時(shí)還甩掉了《機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，簡(jiǎn)化了煩瑣的工作，并使需要多次才能完成的操作一次完成，大大縮短了工程師繪圖、改圖的時(shí)間。提供了輔助編輯、輔助繪圖、國(guó)標(biāo)圖庫(kù)、矢量漢字標(biāo)等功能。

　　為常用機(jī)構(gòu)零件參數(shù)化設(shè)計(jì)提供獨(dú)具特色的常用件設(shè)計(jì)模塊，包括了帶輪、鏈輪、錐齒輪等六種常用件參數(shù)化設(shè)計(jì)及參數(shù)化繪圖。自動(dòng)繪制設(shè)計(jì)好的工程圖紙，并可按用戶的需要進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖。通過(guò)在Excel中采用VBA分別編制出“新建”、“打開(kāi)”、“保存”、“另存為”、“退出”5個(gè)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入和管理工作。CAD繪圖程序采用AutoLISP語(yǔ)言編制，可實(shí)現(xiàn)兩大功能模塊，以便完成各類制圖工作，即數(shù)據(jù)讀入模塊和圖形繪制模塊。

　　具體如下：

　　1.1 數(shù)據(jù)錄入。

　　在進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入時(shí)，首先要建立相應(yīng)的編號(hào)、階段及有關(guān)信息，以便對(duì)諸多流程進(jìn)行統(tǒng)一管理。隨后即可啟動(dòng)DataIn.exe模塊，錄入數(shù)據(jù)。這里系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的編輯功能，如復(fù)制、粘貼、剪切、刪除，以及實(shí)用于數(shù)據(jù)錄入工具，如切點(diǎn)數(shù)據(jù)拷貝、片狀數(shù)據(jù)修改等，以及相應(yīng)的快捷方式。對(duì)于小型應(yīng)用型設(shè)計(jì)可以根據(jù)習(xí)慣，一邊在平面圖中建立模型，一邊錄入數(shù)據(jù)。對(duì)于大工程則應(yīng)分開(kāi)錄入，再利用系統(tǒng)中的導(dǎo)入和導(dǎo)出工具進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)連接。只要對(duì)應(yīng)各單位數(shù)據(jù)錄入文件進(jìn)行對(duì)應(yīng)的程序運(yùn)行，就能做出幾十種適合各種場(chǎng)合的勘查機(jī)器。

　　1.2 快速繪制圖形。

　　啟動(dòng)AutoCAD，運(yùn)行相應(yīng)的圖形生成模塊，如：平面圖、剖面圖等，即可生成相應(yīng)的CAD格式(dwg文件)圖形文件。當(dāng)然在生成圖形之前，應(yīng)根據(jù)工程的具體要求修改圖形框、各種圖形符號(hào)、表示形式，并啟動(dòng)Hatch.exe模塊，修改或制作滿足規(guī)范要求的沖填圖案。

　　1.3 編輯圖形。

　　利用圖形生成模塊所得到的CAD圖形往往不能滿足實(shí)際的要求，這就需要利用CAD強(qiáng)大的編輯功能來(lái)添加和修改一些內(nèi)容。這里系統(tǒng)還提供了適用于編輯機(jī)械工程圖形的工作模塊，如：模型工具、測(cè)量工具、結(jié)點(diǎn)工具、特殊結(jié)構(gòu)編輯工具等。利用這些工具進(jìn)行編輯，即可得到十分完美的圖形。

　　1.4 快速處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　完成數(shù)據(jù)錄入，即可得到相應(yīng)的曲線和數(shù)據(jù)處理結(jié)果。為了適用于不同的要求，系統(tǒng)還根據(jù)不同的規(guī)范要求設(shè)計(jì)了不同的統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊，使工作效率有了很大的提高，拓寬了軟件的使用范圍。

　　1.5 利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

　　在Access窗口中利用Excel工具，將庫(kù)文件轉(zhuǎn)化為Excel格式文件，并重新命名，這樣就形成了一系列的Excel格式的庫(kù)文件。Excel具有的強(qiáng)大統(tǒng)計(jì)功能和眾多的函數(shù)計(jì)算均可用于各個(gè)庫(kù)文件中，以實(shí)現(xiàn)快速對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)、工作量、各種物理力學(xué)性質(zhì)等工程信息的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算工作，使眾多繁雜的統(tǒng)計(jì)工作變得簡(jiǎn)單快捷。

　　1.6 利用Word編輯文字報(bào)告。

　　本系統(tǒng)具有根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)流程、材料條件、工程特點(diǎn)等具體情況自動(dòng)生成文字報(bào)告的功能，即選擇“報(bào)告”菜單中的“生成文字報(bào)告”，彈出對(duì)話框，自動(dòng)打開(kāi)已生成文字報(bào)告。報(bào)告以Word格式保存為工程目錄下的report.doc文件，然后可在Word中對(duì)報(bào)告進(jìn)行編輯。

　　2.使用模板文件。

　　在建筑制圖中，我們一方面要遵循國(guó)家的相關(guān)規(guī)定和規(guī)范，比如說(shuō)圖紙幅面、標(biāo)題欄和會(huì)簽欄的規(guī)格、圖線、字體和尺寸標(biāo)注等;另一方面，我們會(huì)經(jīng)常使用一些樣式和繪圖環(huán)境的設(shè)置，比如說(shuō)多線樣式、圖層設(shè)計(jì)、圖形單位、精度、捕捉、柵格等，我們可以將這些常用的信息保存為一個(gè)模板文件，其擴(kuò)展名為dwt.這樣，我們就可以在每次繪圖之前先打開(kāi)該模板文件，然后在其基礎(chǔ)上進(jìn)行繪圖，從而節(jié)省了寶貴的時(shí)間和精力。

　　3.總結(jié)繪圖技巧。

　　當(dāng)前市場(chǎng)上有關(guān)建筑繪圖的書(shū)籍和教學(xué)光盤(pán)有很多，為我們學(xué)習(xí)軟件提供了有利的環(huán)境。但是并不是說(shuō)書(shū)籍上和教學(xué)光盤(pán)上介紹的方法就是最好的。在掌握AutoCAD的基本繪圖命令和編輯命令后，我們就可以結(jié)合建筑繪圖的特點(diǎn)，總結(jié)出一些比較快捷的繪圖方法。比如說(shuō)在預(yù)留門(mén)窗洞時(shí)，有的書(shū)籍和光盤(pán)上介紹的方法是在繪制好軸線后，再使用多線繪制墻體，然后炸開(kāi)墻體，并在需要插入門(mén)窗的位置對(duì)墻體進(jìn)行修剪，從而留下門(mén)窗的位置。

　　使用這樣的方法，不僅比較繁瑣，容易出錯(cuò)，而且日后不易修改。筆者建議使用如下的方法來(lái)預(yù)留門(mén)窗洞：在繪制好軸線時(shí)，先使用斷開(kāi)命令在軸線的適當(dāng)位置進(jìn)行打斷，然后繪制墻體，這時(shí)繪制好的墻體就沒(méi)有多余部分，不需要進(jìn)行修剪，從而方便地插入門(mén)窗塊，而且這種方法并沒(méi)有炸開(kāi)墻體，以后修改非常方便。再比如說(shuō)在繪制軸號(hào)時(shí)，有的書(shū)籍和教學(xué)光盤(pán)上介紹的方法是先繪制好一個(gè)軸線圈，并在軸線圈內(nèi)填入軸線號(hào)，然后拷貝這一個(gè)繪制好的軸線圈和軸線文字到其它軸線，最后修改軸線文字，從而完成軸線繪制。使用這樣的方法同樣讓人感到非常繁瑣，因此筆者建議使用如下的方法來(lái)繪制：首先定義四個(gè)帶有屬性的塊，它們的插入點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)于軸線的上、下、左和右，塊的屬性中描述好軸線文字的大小和位置等信息，我們?cè)诶L圖時(shí)就可以方便地調(diào)用這些塊，完成軸線的繪制。我們還可以將這些帶有屬性的塊保存在模板文件中，使繪圖變得更加簡(jiǎn)單易行。

　　4.使用修改命令。

　　對(duì)CAD繪圖工作人員來(lái)說(shuō)，一幅圖60%-70%是修改，只有30%-40%是作圖，這一點(diǎn)并不難理解。我們一方面要可以熟練地使用修改命令來(lái)對(duì)圖形進(jìn)行修改，另一方面也要總結(jié)修改的快捷方法。AutoCAD所提供的夾點(diǎn)就具有很強(qiáng)大的修改功能。通過(guò)控制夾點(diǎn)便能進(jìn)行一些基本的編輯操作，比如說(shuō)COPY、MOVE以及改變圖形所在的圖層等基本操作等。而且不同的圖形，還有其特殊的操作，比如通過(guò)節(jié)點(diǎn)操作就可以完成元件的延伸和移動(dòng)。

　　5.三維AutoCAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

　　在設(shè)計(jì)中使用三維AutoCAD系統(tǒng)，可以利用相鄰兩零件的位置及形狀來(lái)設(shè)計(jì)新零件，既方便又快捷，還可以保證新零件與相鄰零件的精確配合，防止單獨(dú)設(shè)計(jì)的零件會(huì)導(dǎo)致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放可以把零件造型的過(guò)程通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示出來(lái)，使人清晰可見(jiàn)。

　　在裝配過(guò)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(guān)系。若裝配存在錯(cuò)誤即予以顯示。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)。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示，對(duì)于有一定運(yùn)動(dòng)要求的，可檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求，及時(shí)更改設(shè)計(jì)，避免了產(chǎn)品的報(bào)廢。

　　在用AutoCAD三維系統(tǒng)進(jìn)行新的機(jī)械開(kāi)放設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)部分零件重新設(shè)計(jì)和制造，而大部分的零件都可用以前的信息，設(shè)計(jì)的效率大大提高。同時(shí)，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力，通過(guò)快速重構(gòu)，可得到又一種新產(chǎn)品。

　　由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合，使機(jī)械產(chǎn)品有了新發(fā)展。AutoCAD三維技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如優(yōu)化有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)等，保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)大型企業(yè)數(shù)控加工設(shè)備完善，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　對(duì)于部件機(jī)構(gòu)的空間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)的分析討論，在完成3D設(shè)計(jì)的概念后，在INVENTOR中加載相關(guān)的專業(yè)應(yīng)用軟件就可以進(jìn)行，其操作和結(jié)果都和我們很熟悉的AutoCAD用戶界面相似。對(duì)于應(yīng)力應(yīng)變分析，我們同時(shí)結(jié)合有限元分析軟件如(Dynamic Designer, Visual Nastran FEA)，可以對(duì)復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行完整的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真。能夠計(jì)算出機(jī)械系統(tǒng)零件的運(yùn)動(dòng)情況，包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力，還可以作零件的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)分析。

　　隨著CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用，對(duì)于一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)不會(huì)AutoCAD是不行的，但即使會(huì)了，速度不快，在實(shí)際應(yīng)用中也是不行的。因此應(yīng)用者必須要提高自己的繪圖速度，當(dāng)然前提是要熟悉AutoCAD中基本操作命令和快捷圖標(biāo)的使用，并通過(guò)大量繪圖來(lái)練習(xí)基本操作命令。AutoCAD使相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)人員從繁雜的工作當(dāng)中能夠更快速、更準(zhǔn)確、更科學(xué)的進(jìn)行建模和作圖，利用強(qiáng)大的軟件功能，更好地為設(shè)計(jì)工作服務(wù)。

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