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关于机械设计中的三维CAD技术

2020/6/12    来源:中国期刊网    作者:黄祯辉      
关键字:机械设计  三维CAD技术  
本文分析目前三维CAD技术在我国机械设计方面的运用中的现状,找出合理的改进方案,使该技术的运用能够切实解决和完善我国机械设计中的问题和缺陷。

1、三维CAD技术的概述

    三维CAD技术作为CAD技术的核心,其以三维模型为基础,经历了很多发展阶段才一步步发展成型,三维结构一旦建造好,那么二维模型的构建也就十分容易了,三维CAD技术我们也称之为建模技术。三维造型和三维设计、仿真、图样档案管理、三维转二维、机构运动研究等是三维CAD技术的主要内容。齐全的三维CAD技术能符合几何图形的性能和形状要求,能让其它方面的指标都达到一个非常完美的状态。三维CAD技术可以完全发挥设计者的创造力与想象力,适合创造者的设计思维。在机械设计中运用三维CAD技术能够让产品的虚拟、仿真设计达到最佳状态,能够解决产品在设计质量和工程绘图质量方面的问题。可以说掌握三维CAD技术在当今社会的状况下是机械设计人员必备的一种技能。

2、机械设计中三维CAD技术的运用

    2.1 运用于建模进程

    研究可知,三维CAD技术的主要优势在于确保设计方案更为立体直观,所以该项技术可广泛运用在设计方案建模进程当中。基于三维CAD技术的建模方式涵盖有表面方式以及框架方式、立体方式三方面主要内容,同时,此技术普遍自带有设计方案中所需的椭圆形以及圆形、圆柱形等一些简单图形。针对复杂多变的结构形状,此项技术可基于布尔运算,排列组合系统自带图形,结合实际需求,基于计算,进而构筑设计人员所需要的图案,使得设计方案建模进程快速完成。譬如说,设计央视大楼图案时,采用CAD技术,在其他类型设计软件的帮助下,历经一系列预算获取简单模型图案,努力为日后完成设计方案奠定扎实基础。实现零件实体建模之后,基于机器运动特定位置,结合机器实际运动进程当中涉及的对应资料,参考零件具体坐标实施装备工作,可利用三维CAD软件中的三维编辑功能完成实施此项工作进程。

    2.2 运用于方案形成进程

    近年来,伴随着科学技术水平的显著提升,制造行业生产技术获得深化改革,制图方式由传统人工设计转变为CAM/CAE/CAD技术运用,由普通机床趋向于数控机床及加工中心转变,目前制造行业发展方向主要为计算机数字化。做好方案中涉及的基本零部件设计工作之后,应加工重组零部件,历经排列组合,旨在优化完成设计方案。基于三维CAD技术的运用,利用其编辑功能,结合设计工作者设计意图,把原本互相独立且不存在有联系的部件排列组合在一起,就复杂程度部件,可采用现代化三维技术中涉及的旋转等模式获取新型更适应排列组合的新部件,尽可能便捷实现三维方案实施,充分确保设计方案高质完成。在设计方案形成进程当中可重点运用CAD/CAM软件开发系统,运用曲面造型以及平面设计、数据分析以及立体构筑等有效措施,统一管理运用具体数据,保障方案顺利开展。

    2.3 运用于农业机械设计

    实践证明,三维CAD技术同样适用于农业机械设计。譬如说设计联合收割机的进程中,可将轴流钉齿脱粒分离装置当作设计出发点,结合Motionworks系统展开开发工作,参考数控加工模块Camworks加工设计三维系统,基于CAD技术或者是API技术等细化划分系统,完成各个部分之后最终自动生成实际方案。分离的各个部分主要是基于数据传输维持联系的,进而满足数据共享需求。

    2.4 运用机械CAE软件

    机械CAE软件的功能在于实现结构优化设计,合理对比分析设计方案中涉及的相关数据,进而形成有效合理的设计方案,认真评估评价对应方案,充分确保设计方案拥有较强合理性。在CAE软件中运用三维技术,主要表现为构筑良好模型结构,再通过使用CAE软件展开分析设计等各项步骤,确保各项方案设计的顺利实施及便捷完成。具体而言,CAE系统所拥有的主要功能包括寿命预估以及工程数据分析、强度设计评价以及仿真动力学、结构优化设计等多方面内容,唯有采用CAD技术有效解决造型问题之后,方可运用CAE系统解决机械的材料以及刚度、干涉、寿命、动态特性以及运动特性、结构合理性等各类问题。

3、机械设计中三维CAD技术的发展趋势

    3.1 智能化

    三维CAD技术智能化发展进步主要表现在参数设计及特征造型两方面内容。在实际的用户使用软件进程当中,有效引入参数及特征可推动工作开展更为快速便捷,工程数据概念三维CAD软件可以在数据模型中尽可能做到最大限度继承。软件的作用不仅仅是进行某些绘制工作的提供,也并不单纯是集中存储线面数据将其相互间的内在联系忽略。在软件中引入特征及参数,使之能够演变成为用户先进得力的助手。就目前的情况来看,CAD软件特征模型所解决的主要问题为零件几何造型情况,尚未综合考虑后续分析以及CAPP、加工等具体需求。

    3.2 系统化

    计算机辅助设计资源的系统化、交换格式的规范化和数据的标准化。数据模型设计主要运用的是STEP系统,伴随着这个系统的标准不断地快速发展以及完善,它在设计工程以及集合数据模型的想法逐步的成为三维CAD设计系统的重点实验对象。

    3.3 集成化

    在三维CAD设计中有的人仅仅只涉及到一个系统的事情,其实事情并非如此,在设计三维的时候,会带动计算机信息数据库、软件、硬件以及图形图像处理等软件运用。它是与计算机的辅助设计、辅助工艺流程策划以及产品数据管理等关键性系统都是相互辅助的。随着这样的发展速度,如何在Internet上面构造三维CAD集成化系统会是未来的着重关注对象,异地设计三维图案、协调设计以及并行工程等新概念会逐渐的发展,运用到实际生活中。

    3.4 虚拟网络化

    依赖计算机等网络工具的逐步推广运用以及优化更新,随着社会的不断进步以及经济的迅猛发展,三维CAD技术水平显著提升,其能够由单机状态逐步转变为网络化。在虚拟空间中,三维CAD技术所起到的实际作用甚为显著,其可在虚拟空间中完成机械模型构建,使得人们可直观立体地充分了解掌握机械设计中所存在的弊端问题,参考各类参数,树立一定的设计标准,在未来,三维CAD技术虚拟网络依然占据着十分重要运用地位,所发挥成效甚为显著

4、结束语

    综上所述,计算机三维CAD技术的运用为我国的机械设计创造了进一步提升的空间,是我国追赶其他先进国家的机械水平的有效途径,因此,我们必须要高度重视计算机三维CAD技术在机械设计中的重要性,深入地挖掘该技术中潜在的功能,并分析目前三维CAD技术在我国机械设计方面的运用中的现状,找出合理的改进方案,使该技术的运用能够切实解决和完善我国机械设计中的问题和缺陷。

责任编辑:程玥
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