cad機械設計論文范文(2)
cad機械設計論文范文
cad機械設計論文范文篇2
試談CAD技術在機械設計中的應用
【摘要】AutoCAD是全球廣大技術人員普遍歡迎的一種繪圖軟件,在各行各業(yè)都有廣泛的應用,尤其是關于機械做圖方面。AutoCAD以其強大的輔助圖形設計和三維實體造型功能必將改變傳統(tǒng)的繪圖方式。功能齊全的AutoCAD軟件在機械設計當中承擔和發(fā)揮了重要作用。
【關鍵詞】CAD 機械設計 應用
引言:AutoCAD以其強大的輔助圖形設計和三維實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。它是進行數字和圖形信息處理,以實現產品設計、造型和數控加工的自動編程軟件,具有知識密集、綜合性強、初始投入大的特點。它的普及應用將使產品設計制造和生產的傳統(tǒng)模式發(fā)生深刻的變化,從而帶動制造業(yè)技術的快速發(fā)展,是當前國際科技領域的前沿課題。
1.CAD的實際應用流程。
機械產品工程CAD包括設計信息管理系統(tǒng)(PIM)、工程圖紙建模(PDS)、模型驅動的裝配圖繪制。覆蓋從草圖概念化設計到裝配圖自動生成的全部設計過程,并提供一個基于數據庫與設計過程融為一體的設計信息管理系統(tǒng),這樣就構成了一個完整的機械產品工程CAD系統(tǒng)。
而機械CAD工具是為機械設計師提供更快、更簡捷繪制工程圖紙的方法。它不但可使設計師甩掉圖板,同時還甩掉了《機械工程設計手冊》,簡化了煩瑣的工作,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、改圖的時間。提供了輔助編輯、輔助繪圖、國標圖庫、矢量漢字標等功能。
為常用機構零件參數化設計提供獨具特色的常用件設計模塊,包括了帶輪、鏈輪、錐齒輪等六種常用件參數化設計及參數化繪圖。自動繪制設計好的工程圖紙,并可按用戶的需要進行尺寸驅動來實現參數化繪圖。通過在Excel中采用VBA分別編制出“新建”、“打開”、“保存”、“另存為”、“退出”5個模塊進行數據的錄入和管理工作。CAD繪圖程序采用AutoLISP語言編制,可實現兩大功能模塊,以便完成各類制圖工作,即數據讀入模塊和圖形繪制模塊。
具體如下:
1.1 數據錄入。
在進行數據錄入時,首先要建立相應的編號、階段及有關信息,以便對諸多流程進行統(tǒng)一管理。隨后即可啟動DataIn.exe模塊,錄入數據。這里系統(tǒng)提供了強大的編輯功能,如復制、粘貼、剪切、刪除,以及實用于數據錄入工具,如切點數據拷貝、片狀數據修改等,以及相應的快捷方式。對于小型應用型設計可以根據習慣,一邊在平面圖中建立模型,一邊錄入數據。對于大工程則應分開錄入,再利用系統(tǒng)中的導入和導出工具進行數據庫連接。只要對應各單位數據錄入文件進行對應的程序運行,就能做出幾十種適合各種場合的勘查機器。
1.2 快速繪制圖形。
啟動AutoCAD,運行相應的圖形生成模塊,如:平面圖、剖面圖等,即可生成相應的CAD格式(dwg文件)圖形文件。當然在生成圖形之前,應根據工程的具體要求修改圖形框、各種圖形符號、表示形式,并啟動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際的要求,這就需要利用CAD強大的編輯功能來添加和修改一些內容。這里系統(tǒng)還提供了適用于編輯機械工程圖形的工作模塊,如:模型工具、測量工具、結點工具、特殊結構編輯工具等。利用這些工具進行編輯,即可得到十分完美的圖形。
1.4 快速處理試驗數據。
完成數據錄入,即可得到相應的曲線和數據處理結果。為了適用于不同的要求,系統(tǒng)還根據不同的規(guī)范要求設計了不同的統(tǒng)計計算模塊,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進行數據統(tǒng)計。
在Access窗口中利用Excel工具,將庫文件轉化為Excel格式文件,并重新命名,這樣就形成了一系列的Excel格式的庫文件。Excel具有的強大統(tǒng)計功能和眾多的函數計算均可用于各個庫文件中,以實現快速對機械設計圖紙數據、工作量、各種物理力學性質等工程信息的統(tǒng)計與計算工作,使眾多繁雜的統(tǒng)計工作變得簡單快捷。
1.6 利用Word編輯文字報告。
本系統(tǒng)具有根據設計任務、設計流程、材料條件、工程特點等具體情況自動生成文字報告的功能,即選擇“報告”菜單中的“生成文字報告”,彈出對話框,自動打開已生成文字報告。報告以Word格式保存為工程目錄下的report.doc文件,然后可在Word中對報告進行編輯。
2.使用模板文件。
在建筑制圖中,我們一方面要遵循國家的相關規(guī)定和規(guī)范,比如說圖紙幅面、標題欄和會簽欄的規(guī)格、圖線、字體和尺寸標注等;另一方面,我們會經常使用一些樣式和繪圖環(huán)境的設置,比如說多線樣式、圖層設計、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模板文件,其擴展名為dwt.這樣,我們就可以在每次繪圖之前先打開該模板文件,然后在其基礎上進行繪圖,從而節(jié)省了寶貴的時間和精力。
3.總結繪圖技巧。
當前市場上有關建筑繪圖的書籍和教學光盤有很多,為我們學習軟件提供了有利的環(huán)境。但是并不是說書籍上和教學光盤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,我們就可以結合建筑繪圖的特點,總結出一些比較快捷的繪圖方法。比如說在預留門窗洞時,有的書籍和光盤上介紹的方法是在繪制好軸線后,再使用多線繪制墻體,然后炸開墻體,并在需要插入門窗的位置對墻體進行修剪,從而留下門窗的位置。
使用這樣的方法,不僅比較繁瑣,容易出錯,而且日后不易修改。筆者建議使用如下的方法來預留門窗洞:在繪制好軸線時,先使用斷開命令在軸線的適當位置進行打斷,然后繪制墻體,這時繪制好的墻體就沒有多余部分,不需要進行修剪,從而方便地插入門窗塊,而且這種方法并沒有炸開墻體,以后修改非常方便。再比如說在繪制軸號時,有的書籍和教學光盤上介紹的方法是先繪制好一個軸線圈,并在軸線圈內填入軸線號,然后拷貝這一個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繪制:首先定義四個帶有屬性的塊,它們的插入點分別對應于軸線的上、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,我們在繪圖時就可以方便地調用這些塊,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,使繪圖變得更加簡單易行。
4.使用修改命令。
對CAD繪圖工作人員來說,一幅圖60%-70%是修改,只有30%-40%是作圖,這一點并不難理解。我們一方面要可以熟練地使用修改命令來對圖形進行修改,另一方面也要總結修改的快捷方法。AutoCAD所提供的夾點就具有很強大的修改功能。通過控制夾點便能進行一些基本的編輯操作,比如說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,比如通過節(jié)點操作就可以完成元件的延伸和移動。
5.三維AutoCAD技術在機械設計中的應用。
在設計中使用三維AutoCAD系統(tǒng),可以利用相鄰兩零件的位置及形狀來設計新零件,既方便又快捷,還可以保證新零件與相鄰零件的精確配合,防止單獨設計的零件會導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人清晰可見。
在裝配過程中,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系。若裝配存在錯誤即予以顯示。另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件后,可清楚地看到內部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動要求的,可檢驗行程是否達到要求,及時更改設計,避免了產品的報廢。
在用AutoCAD三維系統(tǒng)進行新的機械開放設計時,只需對部分零件重新設計和制造,而大部分的零件都可用以前的信息,設計的效率大大提高。同時,三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設計能力,通過快速重構,可得到又一種新產品。
由于機械產品與信息技術相融合,使機械產品有了新發(fā)展。AutoCAD三維技術采用先進的設計方法,如優(yōu)化有限元受力分析、產品的虛擬設計,運動仿真和優(yōu)化設計等,保證了產品的設計質量,同時大型企業(yè)數控加工設備完善,保證了產品的質量。
對于部件機構的空間運動和動力學的分析討論,在完成3D設計的概念后,在INVENTOR中加載相關的專業(yè)應用軟件就可以進行,其操作和結果都和我們很熟悉的AutoCAD用戶界面相似。對于應力應變分析,我們同時結合有限元分析軟件如(Dynamic Designer, Visual Nastran FEA),可以對復雜的機械系統(tǒng)進行完整的運動學和動力學仿真。能夠計算出機械系統(tǒng)零件的運動情況,包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力,還可以作零件的強度和結構分析。
隨著CAD在機械設計中的廣泛應用,對于一個機械設計人員來說不會AutoCAD是不行的,但即使會了,速度不快,在實際應用中也是不行的。因此應用者必須要提高自己的繪圖速度,當然前提是要熟悉AutoCAD中基本操作命令和快捷圖標的使用,并通過大量繪圖來練習基本操作命令。AutoCAD使相關的機械設計人員從繁雜的工作當中能夠更快速、更準確、更科學的進行建模和作圖,利用強大的軟件功能,更好地為設計工作服務。
參考文獻
1 杜靜.機械CAD/CAE應用技術基礎[M].機械工業(yè)出版社, 2002.6
2 汪勇.AutoCAD2006工程繪圖教程[M].西南交通大學出版社,2006.8
3 孫玉霞.機械CAD三維設計的應用研究[J].煤礦機械. 2005.09期
4 邢郝林.機械制圖和CAD課程開發(fā)的研究與探索[J].職教通訊.2005.04期
5 余誠英.機械CAD與機械制圖的有機結合[J].高職研究. 2006.10