现代机械设计中三维CAD技术

点赞:15743 浏览:70207 近期更新时间:2024-02-03 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:三维CAD技术在计算机技术的大力支持下,取得了迅猛发展,并被广泛应用到各个行业领域当中,尤以机械设计行业最为显著,三维CAD技术在现代机械设计应用中表现出极大的优势,且发挥着不可替代的作用.


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1三维CAD技术

三维CAD技术,是基于计算机辅助设计的一种更深层次新兴技术,由核心的软件系统与物质基础的硬件系统两个重要部分构成,在制造技术中极具先进性.同时,三维CAD技术具有直观性、安全性的特点.从目前的发展情况来看,三维CAD技术发展势态非常好,较高水准的硬件条件可确保设计过程中的零差错,而在软件方面也能够满足及适应现阶段的发展需求.

2CAD在机械设计中应用的优势

2.1缩短设计周期

CAD技术在机械设计中应用的最大优势,便是其能够将机械设计中复杂的几何造型问题进行有效的解决.在机械设计中涉及到很多复杂的图形,通过计算机技术能够将这些简单的图形进行组合和加工,从而形成符合机械设计需要的复杂图形.同时,在机械设计中应用CAD能够自动生成截交线,有效地缩短设计周期,能够为机械设计提供更充足的时间.同时,利用CAD技术能够对机械设计产品的性能进行测试,并且根据系统数据库中的信息对产品设计的数据进行修正,从而促进机械产品设计质量的提升.

2.2提高机械产品的科技含量

市场经济的快速发展使得机械设计领域的竞争日益加剧,而通过CAD技术的有效应用能够促进机械设计产品的科技含量,使其更具技术优势,促进其市场竞争力的增强.在机械设计过程中运用CAD技术,能够有效地促进机械设计产品品质的大幅提升,同时也可以利用CIMS等计算机技术,促进机械设计技术的不断优化,有效地提高机械产品的设计质量.

3CAD在机械设计中的应用现状

3.1三维CAD技术应用前景广阔

CAD技术的应用是现代机械制造领域中的一个重要的进步,其利用计算机技术为基本的开发平台,为CAD技术的应用提供空间.从当前机械制造领域的计算机技术应用情况来看,基于二维设计的CAD技术仍然占据着较大的份额,而且软件的应用也大多集中在简单的绘图而不是三维结构的设计.随着科学技术的快速发展,三维CAD技术在机械设计中的优势愈加明显

3.2促进产品实体的生成

应用CAD技术能够实现三维建模,主要包括线框模型、表面模型和实体模型三种方式.在当前很多具有建模作用的CAD软件中,都包含了具有建模作用的技术体系,对于机械产品中简单的零件,也可以实现结构的分析,通过结构分析对机械产品设计进行三维实体造型的模拟,再根据模型进行测试和计算,便可以得到符合设计要求的实体产品的生成.在实际的应用过程中,首先要对零件的几何结构和轮廓要素进行分析,并且将其作为三维建模的依据,通过基本体的全面旋转,最终将各个零件的实体造型按照所需要的位置进行装配.

3.3CAD技术在机械设计中的不足

在CAD技术的应用过程中,与设计人员的综合能力有着密切的关系,因此很多情况下,只能通过技术软件实现简单的效果图.有些制造企业在CAD的采购和应用方面缺乏系统的方案,容易导致一些资源的闲置,使得企业的效益受到影响.

3.4机械零件实体建模过程中的应用

鉴于三维CAD技术具有直观性、立体性的优点,计算机三维CAD系统为机械零件的实体建模提供了三种模型,即线框模型、表面模型、立体模型.在三维CAD技术软件中,一般会自带一些简单的图形,如圆形、楔形体、圆柱体、立方体等,设计者可以利用系统功能中的布尔运算,将自带的图形进行一系列的排列组合及运算,以构造出一些复杂多样性的结构,最终在结合设计者的心中想法来设计出心中的图案.在经过一系列操作之后,设计者根据机械设计方案来进行机械零件的实体建模,进而得出机械产品零件的三维实体模型.

3.5生成实体装配图过程中的应用

在完成机械零件的试图建模之后,就要生成实体装配图.在这个过程当中,设计者可通过三维CAD技术软件的三维编辑功能来完成,根据设计方案将各个独立性的机械部件进行排列组合,尤其是那些复杂零部件在分析其所在坐标及运动位置后,进行合理排列组合,以获得新的部件.而后,利用三维CAD系统中的数据分析、曲面造型、立体构筑等功能进行机械零部件的装配,最终完成实体装配图的生成,从而确保机械设计方案的顺利形成,便于设计方案的进一步实施.

3.6模具集成制造过程中的应用

机械设计的最后一道程序便是模具的集成制造,根据设计方案来制造与生产出实际的机械产品.当然,在机械产品的模具集成制造过程中同样离不开三维CAD技术的辅助与支持,机械设计工作人员结合利用模具CAD技术与模具激光快速成型技术来进行模具集成制造.设计工作人员通过三维CAD系统中的多个功能模块来构建工程数据库,充分结合三维CAD技术与机械CAE软件,以保证机械实体造型的合理性、可行性,最终促进模具集成制造的顺利进行.

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4CAD在机械设计中应用的趋势

4.1集成化

为了促进CAD在机械设计中的有效应用,必须要促进CAD技术的集成化发展,并且将机械产品的设计过程和生成过程进行有效的结合和管理,有利于促进产品设计质量的提升.在实际的应用过程中,需要将CAD与CAM进行有机的结合,将CAD在机械设计中的应用成果进行充分的体现,从而实现机械设计的自动化.通过CAD的集成化技术发展,能够构建一个完整的、快速的机械产品设计和开发系统,同时在并行工程运行环境下实现机械产品设计的测试与调整,从而促进机械产品的规模化生产,促进机械制造企业竞争力的增强.

4.2智能化

当前,在CAD技术的应用过程中,仍然需要结合人员的操作才能完成,对于设计师的操作有着一定的依赖性.同时,由于人为因素的存在,使得机械设计过程中容易产生各种误差,对机械设计的科学性产生不同程度的影响.因此,未来CAD技术的应用,必须要向着智能化的方向发展,并且积极地引进人工智能系统和专家指导系统,为CAD技术的发展创造更坚实的技术支撑.通过人工智能系统的应用,能够根据机械产品设计的需求,对相关的数据进行判断和推理,并且做出相应的决策,从而为机械产品设计提供更完善的数据基础.在专家系统中收录了大量的专家经验,通过专家技术的应用能够促进机械产品设计水平的大幅提升.

5结语

综上所述,随着科学技术的快速发展,CAD技术将向着更加集成化和智能化的方向发展,在机械设计领域中发挥重要的作用.CAD技术在机械设计领域中的应用,能够有效地提高机械设计产品的质量,并且实现机械产品的规模化设计,提高机械产品设计的技术含量,促进其市场竞争力的提升.总之,CAD在机械设计领域中的应用,能够促进机械产品设计水平的全面提升,而且有着十分广阔的发展前景,在促进我国机械设计持续发展方面发挥着重要的作用.