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CAD技术在矿山机械设计中的应用

2020/10/16    来源:互联网    作者:赵杨      
关键字:CAD技术  矿山机械设计  二维图  
本文从CAD技术的内涵入手,分析了CAD技术在矿山机械设计中的应用优势,对CAD技术在矿山机械设计中的具体应用进行了说明,对相关研究进行了丰富和补充。

    目前,计算机已经被广泛推广和应用到了人们生产生活的各个领域,为很多现代先进技术的应用提供了极大的便利。在矿山机械制造和设计行业中,计算机的使用非常普遍,以此为依托,CAD术得到了广泛应用,使矿山机械的设计更趋完善和精密。将CAD技术应用到矿山机械设计过程中,进一步提升了矿山机械设计的精确化和直观化,因此,研究和探讨在矿山机械设计中CAD技术的应用具有非常重要的现实意义。

1 CAD技术概述

    CAD是英文Computer Aided Design的缩写,意思为计算机辅助设计,主要是指利用计算机辅助设计人员完成设计的相关工作。随着现代科学技术的飞速发展,CAD技术不断趋于成熟,现在CAD技术已经在我国很多领域被广泛应用,例如:建筑、机械、化工、电子、交通以及航天等领域。在早期的矿山机械设计工作中,通常是设计人员以手工的方式绘制和设计机械草图,然后根据设计人员绘制的草图转化成工作图。而借助CAD技术进行矿山机械图形设计,可利用计算机自动完成设计效果图,极大地提高了矿山机械设计的水平。机械设计人员还能快捷、方便的实现对图形的修改和编辑操作,将大大提升矿山机械设计的水平和效率。

2 CAD技术在矿山机械设计中的应用优势

    2.1 提高设计质量

    在设计和制造矿山机械设备时,合理运用CAD技术可以大大提升机械设计质量。在设计矿山机械的过程中,把CAD技术和CIMS技术进行有效结合,通过有限元分析机械设备,可以使矿山机械设计更为透彻。与此同时,还可结合应用CAMCAPP等多种先进技术,最大限度提高矿山机械零部件加工的效率和精准度。另外,还可运用CAD技术加深对矿山机械产品信息的了解程度,使设计与制造出来的产品更加一致。

    2.2 缩短设计时间

    在矿山机械设计中应用CAD技术能够大大缩减机械设计的时间,与手工机械设计进行比较,至少能够缩短2/3以上的时间,如此一来就能在很大程度上提升矿山机械生产和设计的效率。运用CAD系统重新设计和制造新的矿山机械时,只将其中需要改进的部分机械零件进行重新设计,就能再次生产出新的机械设计模型,同时还能够继承原来的信息资料,大幅提升机械设计的效率。

    2.3 提高零件精度

    在矿山机械设备中,结构部件是重要的组成部分,在矿山机械设计过程中,结构部件设计是一项重要工作,利用CAD技术进行设计,可以提高零件设计和绘制的精确度,在生产出这些结构件后可以确保其与机械设备的准确匹配。CAD可以根据相邻结构部件的信息设计新的结构部件,能够在很大程度上提升结构部件间的匹配度,从而大大提高了设计零件的效率,杜绝生产后零部件装配不匹配的现象。对矿山机械而言,确保设计零件的准确程度非常重要,如果零部件无法有效匹配,不但会影响矿山机械设备的正常运行,还会造成安全隐患。另外,运用CAD技术展示零部件的设计细节,并可适当做出调整,可有效提高零部件之间的匹配程度,确保矿山机械设计的精度。

3 CAD技术在矿山机械设计中的具体应用

    CAD具有非常强的图形绘制功能,可以实现自动绘图操作。随着软件和计算机技术的快速发展,CAD技术不断完善,CAD技术已不仅仅是一种单一技术,而是发展成为一种综合性应用的全新技术。现在,CAD技术在多个领域中都得到了越来越多的青睐,并且被广泛应用到了机械设计的各个环节中,其在矿山机械设计中的应用主要体现在以下几个方面。

    3.1 绘制二维图

    运用CAD技术绘制二维图已在矿山机械设计方面得到了广泛应用,其优势是非常明显的,可替代矿山机械设计人员传统的手工绘图模式,且绘图更加高效、准确。在设计矿山机械的过程中,需要处理的信息主要包括数据和图形两个方面。其中,绘图工作占比较大,大约占所有工作量的70%左右。现在,CAD技术发展逐步成熟,CAD具有各种强大的绘图软件,功能齐全,主要功能有:图形编辑、交互式绘图、文字及填充剖面、标准尺寸、区分层次、调用图块、图形交换等。利用CAD技术在矿山机械设计过程中进行绘图,可起到理想效果。

    3.2 建立图形符号库

    在矿山机械设计过程中,可以运用CAD技术分解一些较为复杂的符号和图形,将他们分解生成为单一的符号和单图,同时把这些经过分解之后的符号或图形储存在数据库中,在以后可以随时调取使用。这些经过储存的符号或图形,可直接使用,或是在稍微修改后再使用。如此一来,就会使矿山机械设计的绘图变得更加的方便和简单。

    3.3 调整图形参数

    一般情况下,矿山机械的零部件或者机械产品都具有系列化和标准化的特点,而实际设计时常常要改正这些机械零部件或产品的尺寸。如果借助CAD工具来进行这些修改操作,就会变得非常快捷和方便了。利用CAD中的参数设计方法将需要进行设计的图形设定适合的参数,就能够快捷生成一个、多个新图。

    3.4 进行工程分析

    在矿山机械设计过程中,可以通过CAD实现对设计对象进行工程分析,主要可通过优化设计、有限元分析以及动力学分析等几种方式来实现对工程的分析。

4 CAD技术在矿山机械设计中的应用趋势展望

    随着科学技术的快速发展,在未来,CAD技术将会被更加深入和广泛的应用到矿山机械设计过程中,并且更具先进性和前瞻性。当前,任何一种行业都特别重视环保、节能,矿山机械领域也是如此。因此,在未来的矿山机械设计过程中,CAD技术的应用也会向着绿色设计方向发展。在设计矿山机械时,设计者将把环保绿色的理念有机的融入于设计过程之中,使设计出来的矿山机械降低对环境的破坏和污染,减少对能源的使用,在确保矿山机械使用功能的基础上满足绿色、节能、高效的要求。此外,在矿山机械设计中,也会体现信息化、网络化和柔性化的特点,有效降低机械制造过程中资源的投入,实现资源的节约。

    (1)将CAD技术与图形交互技术进行密切融合。CAD技术最为重要的作用就是进行图形设计。对于设计工作人员而言,一个智能化并且友好的工作环境能够解放设计人员的大脑,启发设计人员的思路和设计灵感,使设计人员将更多的精力和时间投入到设计工作中去。所以,针对CAD技术而言,构建智能、良好的图形化界面是特别重要的,这会是今后CAD技术的发展方向。

    (2)CAD技术将会与人工智能技术进行有效融合。创新是机械设备设计的核心要求。随着现代科技的进一步发展,CAD系统和CAM系统会被越来越广泛地应用到矿山机械设计工作中去,设计人员也会对CAD的智能水平提出更高的要求。可以说,CAD系统和CAM系统向更加智能化方向发展是一种必然趋势。在未来的矿山机械设计中,设计者会将人工智能技术和创新设计相结合,并广泛应用到机械设计中,运用智能设计系统不断解决矿山机械设计中的新问题,设计出更多、更加实用的矿山机械新产品。

    (3)CAD技术将会与虚拟现实技术进行有效融合。当前,虚拟现实技术已经在CAD技术中有了一定程度上的应用,但是其应用程度较低。在未来的矿山机械设计中,设计人员可借助虚拟现实技术在模拟环境中先设计出新产品,并利用人机工程学原理对这些设计成果进行检验测试,直接模拟设计对象,进而对产品的使用效能进行检验。

    可以说,随着各方面技术的不断进步,CAD技术的应用将会越来越广泛,其功能也将逐步拓展,在满足机械设计需求、提升机械设计质量方面发挥更大的作用。

5 结语

    总而言之,在矿山机械设计过程中运用CAD技术不但可以大大提升矿山机械的设计制造效率,而且还能最大限度的提升矿山机械设计制造的精确程度,不断提高矿山机械设计质量。目前,我国已经在矿山机械设计的各个环节中都广泛应用了CAD技术,起到了良好的效果。随着科学技术的不断进步,在未来的矿山机械设计制造过程中,CAD技术将会得到更加深入的应用,并且技术水平也会越来越高,必将会不断推动我国矿山机械设计制造向着集成化、清洁化方向发展。

责任编辑:程玥
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