1.三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)

1.1 大大提高了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量與技術(shù)含量

因?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)品和信息技術(shù)是相互融合的 同時(shí)采用了 CAD CIMS技術(shù)來組織生產(chǎn) 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)才有了新的發(fā)展 三維 CAD 技術(shù)采用產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 優(yōu)化等*的設(shè)計(jì)方法 從而保證了機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量與技術(shù)含量 與此同時(shí) 大型的企業(yè)數(shù)控加工手段在不斷完善 再使用 CAD/CAPP /CAM 進(jìn)行機(jī)械零件的加工 一致性非常好 進(jìn)而保證了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量與技術(shù)含量

1.2 大大縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)的周期

在機(jī)械設(shè)計(jì)中使用三維 CAD 技術(shù)有助于復(fù)雜幾何造型問題的解決 通過布爾運(yùn)算等功能 它能夠組合出各種各樣的復(fù)雜幾何實(shí)體,并且能夠自動(dòng)生成截交線與相貫線, 這樣就減輕了機(jī)械設(shè)計(jì)的工作量,大大縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)的周期 在使用三維 CAD 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),我們只需要重新設(shè)計(jì) 制造其中的部分零部件,這就使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率大大提高了 除此之外,三維 CAD 系統(tǒng)還有高度變型的設(shè)計(jì)能力,可以通過快速重構(gòu),獲得一種全新的機(jī)械產(chǎn)品

1.3 裝配零件時(shí)更加的方便與直觀

在裝配零件的過程中 資源查找器中的裝配路徑查找器存儲(chǔ)了零件與零件之間的裝配關(guān)系 如果裝配不正確 系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)顯示錯(cuò)誤與此同時(shí) 系統(tǒng)零件還能夠隱藏 隱藏了外部零件的時(shí)候 還可以很清楚地看到系統(tǒng)內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu) 在整個(gè)機(jī)器裝配模型完工后還可以提前進(jìn)行運(yùn)動(dòng)演示 對(duì)于有特殊要求的 還能夠檢驗(yàn)行程是否達(dá)到要求這樣就可以及時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行更改 避免了產(chǎn)品完成后才發(fā)現(xiàn)有問題甚至報(bào)廢的后果

2.三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 零件的實(shí)體建模和裝配圖的實(shí)體生成

2.1.1 零件的實(shí)體建模

三維 CAD 的建模方式有三種: 實(shí)體模型 表面模型與線框模型在大多數(shù) CAD 軟件中 都會(huì)有一些基本的體系 例如在 AutoCAD 的三維建模中 系統(tǒng)提供了以下六種基本體系 球體 立方體 圓錐體 圓柱體 楔形體與環(huán)狀體 對(duì)于相對(duì)簡(jiǎn)單的零件 可以通過系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析 將它分為若干個(gè)基本體 對(duì)這些基本體進(jìn)行相關(guān)的三維實(shí)體造型然后再對(duì)它進(jìn)行交 并和差的布爾運(yùn)算 這樣就可以得出零件的三維實(shí)體的模型了

2.1.2 實(shí)體裝配圖的生成

在零件的實(shí)體建模完成以后 使用機(jī)器運(yùn)動(dòng)過程中的相關(guān)資料在機(jī)器運(yùn)動(dòng)的某一特定位置 按照各個(gè)零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行具體的裝配 這一過程能夠利用三維 CAD 軟件中的三維編輯功能來實(shí)現(xiàn)

2.2 模具 CAD/CAM 的集成制造

伴隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展 制造行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的改革也在不斷深入 由普通機(jī)床向數(shù)控機(jī)床與加工中心的跨越 從人工設(shè)計(jì)制圖向CAD/CAM/CAE 的轉(zhuǎn)變 制造行業(yè)正逐步邁向數(shù)字化與計(jì)算機(jī)化的發(fā)展時(shí)代 諸如激光快速成型 ( RPM)技術(shù) 模具 CAD/CAM 等*技術(shù)代表了制造業(yè)的現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展方向 一套完整的 CAD/CAM 軟件開發(fā)系統(tǒng)是由三維繪圖 曲面造型 圖形編輯 仿真模擬 有限元分析 數(shù)控加工 動(dòng)態(tài)顯示等功能模塊所組成的 軟件系統(tǒng)的這些組成模塊以工程數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和運(yùn)用

2.3CAE 軟件的應(yīng)用

機(jī)械 CAE 系統(tǒng)主要有以下幾項(xiàng)功能: 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 工程數(shù)據(jù)分析 強(qiáng)度設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)和動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 壽命預(yù)估等等 三維 CAD 技術(shù)在解決好造型的問題之后 才能由 CAE 解決機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性 剛度 強(qiáng)度 材料 壽命 運(yùn)動(dòng)特性 結(jié)構(gòu)合理性 干涉 動(dòng)態(tài)特性和碰撞問題等等

2.4 在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

為了提高農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平 并縮短農(nóng)用聯(lián)合收割機(jī)的開發(fā)設(shè)計(jì)周期, 我們以軸流釘齒脫粒分離裝置為機(jī)械設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn),以Autodesk 公司的三維造型軟件 MDT 為這次機(jī)械設(shè)計(jì)的平臺(tái), 利用Auto Lisp Object ARX + M CAD API 進(jìn)行系統(tǒng)的二次開發(fā), 建立基于MDT 的脫粒分離裝置的三維參數(shù)化的設(shè)計(jì)系統(tǒng) 用來進(jìn)行脫粒分離裝置的總體參數(shù)與零部件參數(shù)化的設(shè)計(jì),及其脫粒分離裝置系列產(chǎn)品的零部件工程圖紙的自動(dòng)生成

該系統(tǒng)主要是由 3 大功能模塊與若干子模塊組成的 各個(gè)功能模塊之間的獨(dú)立性比較強(qiáng) 主要是通過數(shù)據(jù)的傳送來實(shí)現(xiàn)其連接的,模塊的內(nèi)部使用公共區(qū)域來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享

3.CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展 系統(tǒng)的智能化趨勢(shì)也越來越明顯三維 CAD 技術(shù)正在向集成化 規(guī)范化 智能化的方向發(fā)展

3.1 集成化

三維 CAD 技術(shù)并不是孤立存在的 它在集成了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫 軟硬件 圖形學(xué) 外圍設(shè)備 網(wǎng)絡(luò)以及各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)的基礎(chǔ)上,又與計(jì)算機(jī)輔助工藝流程規(guī)劃 計(jì)算機(jī)輔助制造 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理管理信息系統(tǒng)及其制造資源管理等系統(tǒng)相集成 如何在 Internet 體系上構(gòu)建CAD 集成化的系統(tǒng)將會(huì)是未來人們關(guān)注的熱點(diǎn) 尤其是在經(jīng)濟(jì)一體化的時(shí)代, 異地設(shè)計(jì)制造 并行工程等概念的不斷發(fā)展 應(yīng)用, 基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計(jì)制造等系統(tǒng)備受青睞

3.2 規(guī)范化

規(guī)范化的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn) 數(shù)據(jù)模型的標(biāo)準(zhǔn)化 交換格式的規(guī)范化以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)資源的規(guī)范化 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)應(yīng)該運(yùn)用 STEP 體系 伴隨著 STEP 標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展和完善, 其關(guān)于工程 幾何數(shù)據(jù)模型的思想正逐漸成為 CAD 軟件系統(tǒng)的開發(fā)指南 單純依靠原先的一些標(biāo)準(zhǔn)接口已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了 CAD 數(shù)據(jù)交換的需要 當(dāng)前, 參數(shù)化模型的傳輸問題還是一個(gè)世界性難題, 重視 STEP 標(biāo)準(zhǔn)體系的采用 這一難題將很有希望得以解決

3.3 智能化

參數(shù)設(shè)計(jì)與特征造型的應(yīng)用就是 CAN 技術(shù)智能化方面的體現(xiàn)參數(shù)與特征的引入使得用戶使用軟件更加便捷 三維 CAD 軟件能夠更大限度地把工程數(shù)據(jù)的概念集成到數(shù)據(jù)模型當(dāng)中

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