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CAD技术在机械设计中的实践

2021/11/5    来源:《科学与技术》    作者:汤芬  王振山      
关键字:CAD技术  机械设计  
文章将简要阐述CAD技术的概念及其在机械设计中的优势,并提出机械设计中的实践与应用策略,并展望CAD技术的发展,旨在为相关基础工作者提供有价值的参考和建议,从而促进机械设计水平不断提升。
       近年来,在科学技术快速发展的背景下,机械制造行业迎来了前所未有的发展机遇,并取得了良好的发展成就,特别是先进的科学技术在机械设计与制造中的应用,促使机械行业从传统的人工设计、手工制造向智能化设计和智能化制造的方向转变,尤其是CAD技术的应用和发展,促使机械行业迎来了全新的变革,在降低机械工程设计人员工作量的同时,提升了机械设计的效率与水平,为后续的机械制造创造了良好的条件,同时也提升了机械产品的稳定性。所以,在机械设计的过程中,设计人员要充分发挥CAD技术的优势作用,不断地创新机械设计的方法,提升机械设计的质量和水平。

一、CAD技术的概念及其在机械设计中的优势

       所谓CAD技术,即是指计算机辅助设计的简称,准确的计算力和快捷的绘制处理操作是CAD技术的强大优势,机械是一门非常古老的行业,传统的机械设计主要依赖于人工经验,需要花费大量的人工和时间,而且有着设计效果差的特点,CAD技术的发展和应用,为设计人员提供了新型的设计方法,解放了设计人员的思维,同时大大提升了设计效率和设计质量。一般情况下,CAD技术在机械设计中的优势主要表现在以下两个方面:首先,提升机械设计的质量。在实际的机械设计工作实践中,特别是在设计复杂的机械产品时,设计人员可以借助CAD技术绘制出产品的三维图形,从而直观地对产品进行分析,对机械产品的整体性能进行系统性、全面性的了解,并通过有限元分析软件,针对机械产品进行分析,发现机械产品存在的问题,并利用CAD技术进行优化和改善,从而有效地提升机械设计的质量。其次,缩短设计实践。CAD技术在机械设计中的运用,很好地解决了传统机械设计耗时长、缺陷多的问题,减少了人为因素对机械设计带来的影响,增强了机械设计的可实施性,避免由于设计因素带来的重新设计、制作,很好地缩短了机械设计的时间。

二、CAD技术在机械设计中的实践与应用

       1.零件与装配图的生成

       零件与装配图的生成是机械设计的重要环节,在针对零件建模时,运用CAD技术能够提升建模的速度,尤其是采用线框模型、表面模型和实体模型的方式,提升建模的质量,如设计人员采用CAD技术开展建模造型时,需要设计球体、立方体、圆锥体等体系,在建模的过程中,设计人员可针对零件的结构进行分析和研究,保证零件设计的科学性和合理性,并促使其成为多个基本体,并运用CAD技术中的布尔运算功能,完成零件的构建。另外,设计人员在设计复杂的机械零件时,难以将机械零件分解成基本体,此时便可以运用二维几何元素定义机械零件的截面轮廓,并利用旋转、拉伸等命令获得基本体,最后采取布尔运算命令,获得实体建模。同时,在设计机械总成图时,设计人员可以运用CAD技术中的装配功能,将各个子零件进行装配,并按照机械运动的具体情况,合理地分析零件实体的构成,实现装配图的生成。

       2.模具集成制造

       模具在机械领域扮演着十分重要的角色,主要分为注塑模具、冲压模具和压铸模具等类型,随着科学技术的不断发展,模具制造也发生了翻天覆地的变化,为模具设计和模具制造带来了新的活力和契机。传统的模具设计融入了CAD技术,设计人员便可以利用CAD技术对模具进行设计,在设计的过程中针对模具的开模动作进行分析,确保模具设计的科学性和合理性,进一步提升模具设计质量,促进模具朝着集成制造的方向發展。通常情况下,CAD技术是一个整体性的技术,同时也分为不同的模块,在机械设计领域得到了广泛的应用,常见的有曲面造型、三维绘图及仿真模拟等等,设计人员可以根据具体的情况,选择不同的模块来实现建模,最终达到模具集成制造的目的。

       3.机械设计绘图应用

       实质上,CAD技术在机械领域最初的应用便是在绘图方面,相对于传统的绘图方式而言,CAD技术直接革新了传统的绘图方式,不仅提升了绘图效率和质量,而且为机械设计绘图带来了全新的理念。CAD技术具有很多的绘图功能,常见的有图形编辑、图形交换等等,设计人员可以借助CAD技术实现机械零件的三维和二维绘图,很好地保证了机械设计的质量。采用CAD技术开展机械设计绘图工作时,促使机械设计绘图变得更加直观、更加突出设计人员的实际设计水平,促使设计人员从传统、繁杂的机械设计绘图工作中解放出来,既保证了机械绘图的效果,又提升了机械绘图的效率,为更好地开展机械制造创造良好的条件。

三、CAD技术的发展趋势

       随着科学技术的不断发展和进步,特别是在人工智能、大数据、互联网等技术的支持下,CAD技术始终紧跟时代的发展步伐,朝着智能化、信息化的方向不断迈进。在未来一段时间,CAD技术的发展将会更加精确,智能化设计将成为CAD技术发展的重要方向,人工智能也必然会与CAD技术有效地结合起来,大大提升CAD技术的水平。

四、结论

       总而言之,CAD技术在机械设计中的应用和发展,在很大程度上促进了机械行业的发展,尤其是CAD技术在零件建模、装配图生成、模具集成制造和机械设计绘图方面的应用,直接提升了机械设计的水平和效率,很好地促进了机械行业的发展。
 
责任编辑:程玥
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