计算机辅助设计技术在机械设计中的应用

摘 要：随计算机技术不断发展,绘图软件在机械设计中应用为绘图提供便利条件,使设计更加合理准确,对在设计中出现错误可及时进行修改,保证机械设计质量、降低生产成本,机械加工中利用计算机对设计产品进行模拟,增加产品合理性.本文首先说明计算机辅助设计及其重要性,然后详细阐述计算机辅助设计技术在机械设计中应用,最后分析计算机辅助设计在机械设计中的优势和不足.

关 键 词：计算机辅助设计；机械设计；CAD；逆向工程；

1.计算机辅助设计及其重要性

1.1计算机辅助设计

计算机辅助设计是通过计算机使用些绘图软件来帮助设计师进行机械设计.原本机械设计是通过手绘来完成的,通过计算机来进行图纸绘制节省大量时间,大大提高工作效率.利用计算机软件,也便于设计师进行一些其它操作,使设计更加合理,也方便设计师对设计产品进行修改,从而使得产品具有更高质量.另外在计算机上设计师还可对产品进行模拟,保证产品合理性.

1.2重要性分析

机械设计是机械工程重要组成部分,是进行机械生产前提.同时也是决定机械性能重要因素,性能好坏取决于设计质量.狭义上讲机械设计指在技术设计过程中,广义上讲机械设计要据设计者要求和现有条件,对机械工作原理和机械结构材料强度,机械零件形状和大小能量传递方式进行分析.并形成具体的描述作为机械制造的依据.这是个创造性工作,是建立在成功经验基础上的,只有结合两者才能设计高质量机器.

机械设计步骤都需计算机帮助,图形编辑和数据计算都需借助软件提供支持.除这些具体工作可利用计算机完成,还可据图纸在计算机上模拟模型,对产品性能和受力情况进行分析,据出现状况进行相关修改不断完善质量,计算机应用技术越来越广的应用到机械设计中.

2.计算机辅助设计技术在机械设计中应用

2.1三维造型、工程分析和报表中应用

采用实体造型设计时,通过计算机对试题造型进行相关处理会给设计工作带来便利,通过软件处理技术,可将事物造型更加合理的展现出来.采用计算机进行数据分析,使数据分析工作更简单,提高工作效率.机械设计中,对一些特殊数据和报表进行相关说明时均可通过计算机辅助完成.

2.2逆向工程中CAD应用

逆向工程是种吸收先进设计的手段,技术研发很重要,但研发成本很昂贵,研发中受现有条件影响,一些技术需很长时间才能成熟.因而设计中要充分运用科技成果,融合新技术基础上要不断创新.

二次世界大战后,发达国家不断提高计算机技术,为机械生产提供技术保障.逆向工程只有在实物条件下,了解产品基础上逆向构造零部件模型,达到产品创新目的.在以前“逆向工程”应用中主要集中在实物方面,在原有产品基础上,对实物模型进行创新设计体现出产品性能,可通过坐标测量方法,CAD制图软件把实物转化成虚拟模型.利用计算机辅助功能对产品进行加工,可运用多种技术实现逆向转换设计.可利用数据绘制网格,并对点进行模拟,得到连续曲面再对曲面进行修复进而获得实物模型.利用SCAN一TOOLS技术在生成曲面进行裁剪、延伸等工作,把曲面转换成实体,利用相关软件实现参数化设计,完成模型重建.

2.3汽车覆盖件模具设计中CAD应用

CAD技术是企业技术的应用先锋.此技术使我国传统技术发生变革.新技术兴起,对我们汽车企业起推动作用.模具制造、数控加工等方面都起强大作用.如汽车模具CAD技术、汽车车身覆盖件CAD技术、在汽车行业中制造属于密集型和劳动密集性产业.

汽车覆盖是汽车车身、发动机、金属板材等内部零件.是由汽车覆盖件组装而成,不但功能强大,且大方、美观、质量极好、表面光顺.在新设计与开发中的汽车,车身占据主导地位,尤其是冲压模具设计,车身传统开发是以实物模型为车身提供可用信息,其中易出误差、实物模型变形等因素,会影响车身冲压模具设计精度与效率.若想提高精度与效率,保质保量完成就要打破传统模具设计、制作方法.其中采用CAD技术是关键.

一般情况下,冲压模具要经过拉深、修边、整形、冲孔等几道工序.其中最重要是补充面设计.在设计实体模具时要避免内腔、凹、凸模、加强助等潜在干扰因素,可利用CAD技术.设计实体模具前要先绘制出数控刀具路径程序,再检查加工过程可行性.在冲压零件表面设计中必须要使用专用曲面设计软件,才可保证冲压零件表面和模具表面一致.

CAD技术在构建模型、模具结构设计、仿真产品和间库使用中起到非常关键作用.虽然CAD技术能实现参数化,便于与CAM相结合,但计算机运算速度慢、软件占硬盘和内存空间大、设计标准化程度较低、专用行不强、开放性、可靠性和规范性不够.但是只修改对应参数和局部区域修改可提高设计效率.

3.计算机辅助设计在机械设计中应用优势和不足

3.1计算机辅助应用使得设计周期缩短

采用以往设计方式,对复杂几何结构零件需要很长时间,而若采用计算机软件进行三维设计,就可用些简单几何体组建复杂几何机构,大大降低难度,还可对零件进行重组,设计出更加优秀的产品,不仅缩短设计周期,开提高工作效率.

3.2计算机辅助的应用使得零件的设计和修改更加方便

进行零件设计时若出现一些不匹配,采用以往方式,修改会很麻烦,但在计算机辅助下,可把零件放在装配环境中试验,可方便的看出零件设计的每个步骤,修改起来也容易找出问题所在,为零件修改提供便利.

3.3计算机辅助在设计中的应用有利于观察零件的装配

在机械设计中,我们知道采用不同的装配关系可以出现不同的效果.利用计算机辅助可以把不同的装配关系进行演示,如果不符合相关要求的装配关系,那么查找器就可以进行显示,这样就方便我们对错误的部分进行修改.另外,计算机辅助的使用还可以使得设计的质量得到提升,计算机辅助设计中有许多先进技术的应用,这就使得设计更加的完善,从而使得设计的质量得到很大的提高.