cad機械設計論文范文

　　cad機械設計論文范文篇2

　　試談CAD技術在機械設計中的應用

　　【摘要】AutoCAD是全球廣大技術人員普遍歡迎的一種繪圖軟件，在各行各業(yè)都有廣泛的應用，尤其是關于機械做圖方面。AutoCAD以其強大的輔助圖形設計和三維實體造型功能必將改變傳統(tǒng)的繪圖方式。功能齊全的AutoCAD軟件在機械設計當中承擔和發(fā)揮了重要作用。

　　【關鍵詞】CAD 機械設計 應用

　　引言：AutoCAD以其強大的輔助圖形設計和三維實體造型功能必將改變傳統(tǒng)的繪圖方式，使繪圖工作變得更輕松而高效。它是進行數(shù)字和圖形信息處理，以實現(xiàn)產(chǎn)品設計、造型和數(shù)控加工的自動編程軟件，具有知識密集、綜合性強、初始投入大的特點。它的普及應用將使產(chǎn)品設計制造和生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式發(fā)生深刻的變化，從而帶動制造業(yè)技術的快速發(fā)展，是當前國際科技領域的前沿課題。

　　1.CAD的實際應用流程。

　　機械產(chǎn)品工程CAD包括設計信息管理系統(tǒng)(PIM)、工程圖紙建模(PDS)、模型驅(qū)動的裝配圖繪制。覆蓋從草圖概念化設計到裝配圖自動生成的全部設計過程，并提供一個基于數(shù)據(jù)庫與設計過程融為一體的設計信息管理系統(tǒng)，這樣就構成了一個完整的機械產(chǎn)品工程CAD系統(tǒng)。

　　而機械CAD工具是為機械設計師提供更快、更簡捷繪制工程圖紙的方法。它不但可使設計師甩掉圖板，同時還甩掉了《機械工程設計手冊》，簡化了煩瑣的工作，并使需要多次才能完成的操作一次完成，大大縮短了工程師繪圖、改圖的時間。提供了輔助編輯、輔助繪圖、國標圖庫、矢量漢字標等功能。

　　為常用機構零件參數(shù)化設計提供獨具特色的常用件設計模塊，包括了帶輪、鏈輪、錐齒輪等六種常用件參數(shù)化設計及參數(shù)化繪圖。自動繪制設計好的工程圖紙，并可按用戶的需要進行尺寸驅(qū)動來實現(xiàn)參數(shù)化繪圖。通過在Excel中采用VBA分別編制出“新建”、“打開”、“保存”、“另存為”、“退出”5個模塊進行數(shù)據(jù)的錄入和管理工作。CAD繪圖程序采用AutoLISP語言編制，可實現(xiàn)兩大功能模塊，以便完成各類制圖工作，即數(shù)據(jù)讀入模塊和圖形繪制模塊。

　　具體如下：

　　1.1 數(shù)據(jù)錄入。

　　在進行數(shù)據(jù)錄入時，首先要建立相應的編號、階段及有關信息，以便對諸多流程進行統(tǒng)一管理。隨后即可啟動DataIn.exe模塊，錄入數(shù)據(jù)。這里系統(tǒng)提供了強大的編輯功能，如復制、粘貼、剪切、刪除，以及實用于數(shù)據(jù)錄入工具，如切點數(shù)據(jù)拷貝、片狀數(shù)據(jù)修改等，以及相應的快捷方式。對于小型應用型設計可以根據(jù)習慣，一邊在平面圖中建立模型，一邊錄入數(shù)據(jù)。對于大工程則應分開錄入，再利用系統(tǒng)中的導入和導出工具進行數(shù)據(jù)庫連接。只要對應各單位數(shù)據(jù)錄入文件進行對應的程序運行，就能做出幾十種適合各種場合的勘查機器。

　　1.2 快速繪制圖形。

　　啟動AutoCAD，運行相應的圖形生成模塊，如：平面圖、剖面圖等，即可生成相應的CAD格式(dwg文件)圖形文件。當然在生成圖形之前，應根據(jù)工程的具體要求修改圖形框、各種圖形符號、表示形式，并啟動Hatch.exe模塊，修改或制作滿足規(guī)范要求的沖填圖案。

　　1.3 編輯圖形。

　　利用圖形生成模塊所得到的CAD圖形往往不能滿足實際的要求，這就需要利用CAD強大的編輯功能來添加和修改一些內(nèi)容。這里系統(tǒng)還提供了適用于編輯機械工程圖形的工作模塊，如：模型工具、測量工具、結點工具、特殊結構編輯工具等。利用這些工具進行編輯，即可得到十分完美的圖形。

　　1.4 快速處理試驗數(shù)據(jù)。

　　完成數(shù)據(jù)錄入，即可得到相應的曲線和數(shù)據(jù)處理結果。為了適用于不同的要求，系統(tǒng)還根據(jù)不同的規(guī)范要求設計了不同的統(tǒng)計計算模塊，使工作效率有了很大的提高，拓寬了軟件的使用范圍。

　　1.5 利用Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

　　在Access窗口中利用Excel工具，將庫文件轉(zhuǎn)化為Excel格式文件，并重新命名，這樣就形成了一系列的Excel格式的庫文件。Excel具有的強大統(tǒng)計功能和眾多的函數(shù)計算均可用于各個庫文件中，以實現(xiàn)快速對機械設計圖紙數(shù)據(jù)、工作量、各種物理力學性質(zhì)等工程信息的統(tǒng)計與計算工作，使眾多繁雜的統(tǒng)計工作變得簡單快捷。

　　1.6 利用Word編輯文字報告。

　　本系統(tǒng)具有根據(jù)設計任務、設計流程、材料條件、工程特點等具體情況自動生成文字報告的功能，即選擇“報告”菜單中的“生成文字報告”，彈出對話框，自動打開已生成文字報告。報告以Word格式保存為工程目錄下的report.doc文件，然后可在Word中對報告進行編輯。

　　2.使用模板文件。

　　在建筑制圖中，我們一方面要遵循國家的相關規(guī)定和規(guī)范，比如說圖紙幅面、標題欄和會簽欄的規(guī)格、圖線、字體和尺寸標注等;另一方面，我們會經(jīng)常使用一些樣式和繪圖環(huán)境的設置，比如說多線樣式、圖層設計、圖形單位、精度、捕捉、柵格等，我們可以將這些常用的信息保存為一個模板文件，其擴展名為dwt.這樣，我們就可以在每次繪圖之前先打開該模板文件，然后在其基礎上進行繪圖，從而節(jié)省了寶貴的時間和精力。

　　3.總結繪圖技巧。

　　當前市場上有關建筑繪圖的書籍和教學光盤有很多，為我們學習軟件提供了有利的環(huán)境。但是并不是說書籍上和教學光盤上介紹的方法就是最好的。在掌握AutoCAD的基本繪圖命令和編輯命令后，我們就可以結合建筑繪圖的特點，總結出一些比較快捷的繪圖方法。比如說在預留門窗洞時，有的書籍和光盤上介紹的方法是在繪制好軸線后，再使用多線繪制墻體，然后炸開墻體，并在需要插入門窗的位置對墻體進行修剪，從而留下門窗的位置。

　　使用這樣的方法，不僅比較繁瑣，容易出錯，而且日后不易修改。筆者建議使用如下的方法來預留門窗洞：在繪制好軸線時，先使用斷開命令在軸線的適當位置進行打斷，然后繪制墻體，這時繪制好的墻體就沒有多余部分，不需要進行修剪，從而方便地插入門窗塊，而且這種方法并沒有炸開墻體，以后修改非常方便。再比如說在繪制軸號時，有的書籍和教學光盤上介紹的方法是先繪制好一個軸線圈，并在軸線圈內(nèi)填入軸線號，然后拷貝這一個繪制好的軸線圈和軸線文字到其它軸線，最后修改軸線文字，從而完成軸線繪制。使用這樣的方法同樣讓人感到非常繁瑣，因此筆者建議使用如下的方法來繪制：首先定義四個帶有屬性的塊，它們的插入點分別對應于軸線的上、下、左和右，塊的屬性中描述好軸線文字的大小和位置等信息，我們在繪圖時就可以方便地調(diào)用這些塊，完成軸線的繪制。我們還可以將這些帶有屬性的塊保存在模板文件中，使繪圖變得更加簡單易行。

　　4.使用修改命令。

　　對CAD繪圖工作人員來說，一幅圖60%-70%是修改，只有30%-40%是作圖，這一點并不難理解。我們一方面要可以熟練地使用修改命令來對圖形進行修改，另一方面也要總結修改的快捷方法。AutoCAD所提供的夾點就具有很強大的修改功能。通過控制夾點便能進行一些基本的編輯操作，比如說COPY、MOVE以及改變圖形所在的圖層等基本操作等。而且不同的圖形，還有其特殊的操作，比如通過節(jié)點操作就可以完成元件的延伸和移動。

　　5.三維AutoCAD技術在機械設計中的應用。

　　在設計中使用三維AutoCAD系統(tǒng)，可以利用相鄰兩零件的位置及形狀來設計新零件，既方便又快捷，還可以保證新零件與相鄰零件的精確配合，防止單獨設計的零件會導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放可以把零件造型的過程通過動畫演示出來，使人清晰可見。

　　在裝配過程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關系。若裝配存在錯誤即予以顯示。另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件后，可清楚地看到內(nèi)部的裝配結構。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示，對于有一定運動要求的，可檢驗行程是否達到要求，及時更改設計，避免了產(chǎn)品的報廢。

　　在用AutoCAD三維系統(tǒng)進行新的機械開放設計時，只需對部分零件重新設計和制造，而大部分的零件都可用以前的信息，設計的效率大大提高。同時，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設計能力，通過快速重構，可得到又一種新產(chǎn)品。

　　由于機械產(chǎn)品與信息技術相融合，使機械產(chǎn)品有了新發(fā)展。AutoCAD三維技術采用先進的設計方法，如優(yōu)化有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設計，運動仿真和優(yōu)化設計等，保證了產(chǎn)品的設計質(zhì)量，同時大型企業(yè)數(shù)控加工設備完善，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　對于部件機構的空間運動和動力學的分析討論，在完成3D設計的概念后，在INVENTOR中加載相關的專業(yè)應用軟件就可以進行，其操作和結果都和我們很熟悉的AutoCAD用戶界面相似。對于應力應變分析，我們同時結合有限元分析軟件如(Dynamic Designer, Visual Nastran FEA)，可以對復雜的機械系統(tǒng)進行完整的運動學和動力學仿真。能夠計算出機械系統(tǒng)零件的運動情況，包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力，還可以作零件的強度和結構分析。

　　隨著CAD在機械設計中的廣泛應用，對于一個機械設計人員來說不會AutoCAD是不行的，但即使會了，速度不快，在實際應用中也是不行的。因此應用者必須要提高自己的繪圖速度，當然前提是要熟悉AutoCAD中基本操作命令和快捷圖標的使用，并通過大量繪圖來練習基本操作命令。AutoCAD使相關的機械設計人員從繁雜的工作當中能夠更快速、更準確、更科學的進行建模和作圖，利用強大的軟件功能，更好地為設計工作服務。

　　參考文獻

　　1 杜靜.機械CAD/CAE應用技術基礎[M].機械工業(yè)出版社, 2002.6

　　2 汪勇.AutoCAD2006工程繪圖教程[M].西南交通大學出版社,2006.8

　　3 孫玉霞.機械CAD三維設計的應用研究[J].煤礦機械. 2005.09期

　　4 邢郝林.機械制圖和CAD課程開發(fā)的研究與探索[J].職教通訊.2005.04期

　　5 余誠英.機械CAD與機械制圖的有機結合[J].高職研究. 2006.10