計算機輔助設(shè)計與制造相關(guān)的論文(2)
計算機輔助設(shè)計與制造相關(guān)的論文篇二
《淺談機械制造業(yè)中的計算機輔助設(shè)計》
摘要：隨著計算機的普及，機械設(shè)計越來越多地借助CAD軟件實現(xiàn)，機械設(shè)計對CAD的需求也不斷地增加。發(fā)動機翻轉(zhuǎn)架計算機輔助設(shè)計的核心是翻轉(zhuǎn)架的三維實體建模。三維建模是在計算機中將翻轉(zhuǎn)架的實際形狀表示為三維的模型。模型中包括了翻轉(zhuǎn)架的幾何結(jié)構(gòu)的有關(guān)點、線、面、體等實際結(jié)構(gòu)特點的各種信息，完整和準確的表達了翻轉(zhuǎn)架具的線框模型、表面模型和實體模型。
關(guān)鍵詞：計算機輔助設(shè)計 發(fā)展 應(yīng)用
中圖分類號：TH 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745(2013)05-0147-01
一、計算機輔助設(shè)計的內(nèi)涵及分類
CAD――計算機輔助設(shè)計Computer Aided Design，是指工程技術(shù)人員以計算機為輔助工具來完成產(chǎn)品設(shè)計過程中的各項工作，如草圖繪制、零件設(shè)汁、裝配設(shè)計、工裝設(shè)計、工程分析等。三維技術(shù)是一項建模技術(shù)，它是將產(chǎn)品的物理模型轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的數(shù)據(jù)模型，并把建立的數(shù)據(jù)模型存儲在計算機內(nèi)供后續(xù)的計算機輔助技術(shù)所共享，驅(qū)動產(chǎn)品生命周期的全過程。就目前三維技術(shù)可實現(xiàn)的功能而言，它是由在設(shè)計人員進行產(chǎn)品概念設(shè)計的基礎(chǔ)上從事產(chǎn)品的幾何造型分析，完成產(chǎn)品幾何模型的建立，然后抽取模型中的有關(guān)數(shù)據(jù)進行工程分析和計算。
根據(jù)模型的不同，CAD系統(tǒng)一般分為二維CAD和三維CAD系統(tǒng)。二維CAD系統(tǒng)一般將產(chǎn)品和工程設(shè)計圖紙看成是“點、線、圓、弧、文本”等幾何元素的集合，系統(tǒng)內(nèi)表達的任何設(shè)計都變成了幾何圖形，所依賴的數(shù)學模型是幾何模型。二維CAD系統(tǒng)一般由圖形的輸入與編輯、硬件接口、數(shù)據(jù)接口和二次開發(fā)工具等幾部分組成。CAD軟件除計算機本身的軟件如操作系統(tǒng)、編譯程序外，CAD主要使用交互式圖形顯示軟件、CAD應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)管理軟件3類軟件。
三維CAD系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型。三維模型是在計算機中將產(chǎn)品的實際形狀表示為三維的模型，模型中包括了翻轉(zhuǎn)架的幾何結(jié)構(gòu)的有關(guān)點、線、面、體等實際結(jié)構(gòu)特點的各種信息。計算機三維模型的描述經(jīng)歷了從線框模型、表面模型到實體模型的發(fā)展，所表達的幾何信息越來越完整和準確，能解決“設(shè)計”的范圍越來越廣。
在機械設(shè)計中，CAD系統(tǒng)是進行工程繪圖的一個很好的軟件平臺。CAD在機械設(shè)計尤其是機械制圖的應(yīng)用特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是建立圖層，方便控制圖形的線條特性等;二是可以很方便地繪制直線、圓、圓弧、多邊型等基本圖形;三是可以對基本圖形進行鏡像、陣列、修剪、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、縮放等各種編輯操作，以形成復(fù)雜的圖形;四是可以將常用零件和表轉(zhuǎn)件分別建立元件庫，當需要繪制這些圖形時，可以直接插入，而不必再重復(fù)繪制;五是可以方便地將已有的零件圖組裝成裝配圖;六是可以方便地通過裝配圖拆分出零件圖;七是可以設(shè)置繪圖環(huán)境，是機械圖形的線條寬度、線型、文字樣式等滿足國家機械制圖標準。另外，CAD系統(tǒng)在二維視圖、三維建模、渲染顯示、數(shù)據(jù)庫管理、Internet通信等方面的無縫整合更為出色。
二、計算機輔助設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀
當今，國外計算機輔助設(shè)計領(lǐng)域的軟件發(fā)展迅速，開發(fā)和應(yīng)用的時間也較長，所以它們發(fā)展比較成熟，現(xiàn)在基本上已經(jīng)占領(lǐng)了國際市場.近年來，我國CAD技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用取得了長足的發(fā)展，除對許多國外軟件進行了漢化和二次開發(fā)以外，還誕生了不少具有自主版權(quán)的CAD系統(tǒng)。
計算機輔助設(shè)計指利用計算機及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進行設(shè)計工作，簡稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計中，計算機可以幫助設(shè)計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設(shè)計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案;各種設(shè)計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索;設(shè)計人員通常用草圖開始設(shè)計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成;由計算機自動產(chǎn)生的設(shè)計結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來，使設(shè)計人員及時對設(shè)計作出判斷和修改;利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAD 能夠減輕設(shè)計人員的勞動，縮短設(shè)計周期和提高設(shè)計質(zhì)量。
CAD是一種技術(shù)，其中人與計算機結(jié)合為一個問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長，從而使其工作優(yōu)化與每一方。CAD是一個系統(tǒng)，人們根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，用有限的特征來描述問題，通過形式化用計算機的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表達特征，并將用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述的特征數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫之中。CAD 技術(shù)正向標準化、集成化、智能化方向發(fā)展。一些標準的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為CAD 技術(shù)的推廣、軟件的移植和數(shù)據(jù)共享起了重要的促進作用;系統(tǒng)構(gòu)造由過去的單一功能變成綜合功能，出現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計與輔助制造聯(lián)成一體的計算機集成制造系統(tǒng);固化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多處理機和并行處理技術(shù)在CAD中的應(yīng)用，極大地提高了CAD系統(tǒng)的性能;人工智能和專家系統(tǒng)技術(shù)引入CAD，出現(xiàn)了智能CAD技術(shù)，使CAD 系統(tǒng)的問題求解能力大為增強，設(shè)計過程更趨自動化。現(xiàn)在，CAD 已在電子和電氣、科學研究、機械設(shè)計、軟件開發(fā)、機器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠自動化、土木建筑、地質(zhì)、計算機藝術(shù)等各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
三、計算機輔助設(shè)計存在的問題
我國CAD技術(shù)的應(yīng)用依然存在著許多不足：不少的企業(yè)對CAD的認識還僅僅停留在繪圖階段，從而使CAD產(chǎn)生的效益尚未得到充分發(fā)揮; CAD軟件應(yīng)用人員參差不齊，不能讓CAD軟件得到的高效率應(yīng)用;在引進CAD技術(shù)時存在著盲目性傾向;引進的CAD系統(tǒng)的二次開發(fā)跟不上，致使引進軟件的效率不能完全發(fā)揮;國內(nèi)CAD技術(shù)水平還處于高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化、商品化過渡的時期，自主開發(fā)的模具CAD系統(tǒng)商品化程度不夠高，功能和穩(wěn)定方面與國外先進軟件還有很大差距。
四、結(jié)語
綜上所述，目前CAD已經(jīng)在機械設(shè)計中發(fā)揮了重要的作用，使機械設(shè)計提高到全新的水平。研究和應(yīng)用以CAD為基礎(chǔ)的機械設(shè)計是開發(fā)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的主要目標。CAD知識的應(yīng)用使機械設(shè)計的功能和自動化水平大大提高，促進了產(chǎn)品設(shè)計和機械工程的創(chuàng)新開發(fā)，從而增強了企業(yè)的技術(shù)競爭力，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。通過研究和計算翻轉(zhuǎn)架的計算機輔助設(shè)計，可以了解到CAD能夠極大地提到設(shè)計質(zhì)量，減輕設(shè)計人員的勞動，縮短設(shè)計周期，降低產(chǎn)品成本，為開發(fā)新產(chǎn)品和新工藝創(chuàng)造了有利條件。
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