1.三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的優(yōu)點

1.1 大大提高了機械產(chǎn)品的質(zhì)量與技術(shù)含量

因為機械產(chǎn)品和信息技術(shù)是相互融合的同時采用了 CAD CIMS技術(shù)來組織生產(chǎn) 機械產(chǎn)品設(shè)計才有了新的發(fā)展三維 CAD 技術(shù)采用產(chǎn)品的虛擬設(shè)計優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化等先進的設(shè)計方法從而保證了機械設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量與技術(shù)含量與此同時大型的企業(yè)數(shù)控加工手段在不斷完善再使用 CAD/CAPP /CAM 進行機械零件的加工一致性非常好進而保證了機械產(chǎn)品的質(zhì)量與技術(shù)含量

1.2 大大縮短了機械設(shè)計的周期

在機械設(shè)計中使用三維 CAD 技術(shù)有助于復(fù)雜幾何造型問題的解決通過布爾運算等功能它能夠組合出各種各樣的復(fù)雜幾何實體,并且能夠自動生成截交線與相貫線, 這樣就減輕了機械設(shè)計的工作量,大大縮短了機械設(shè)計的周期在使用三維 CAD 技術(shù)進行機械設(shè)計時,我們只需要重新設(shè)計制造其中的部分零部件,這就使機械設(shè)計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)計能力,可以通過快速重構(gòu),獲得一種全新的機械產(chǎn)品

1.3 裝配零件時更加的方便與直觀

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)就會自動顯示錯誤與此同時系統(tǒng)零件還能夠隱藏隱藏了外部零件的時候還可以很清楚地看到系統(tǒng)內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu) 在整個機器裝配模型完工后還可以提前進行運動演示對于有特殊要求的還能夠檢驗行程是否達到要求這樣就可以及時對機械設(shè)計進行更改避免了產(chǎn)品完成后才發(fā)現(xiàn)有問題甚至報廢的后果

2.三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 零件的實體建模和裝配圖的實體生成

2.1.1 零件的實體建模

三維 CAD 的建模方式有三種: 實體模型表面模型與線框模型在大多數(shù) CAD 軟件中都會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)狀體對于相對簡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基本體對這些基本體進行相關(guān)的三維實體造型然后再對它進行交并和差的布爾運算這樣就可以得出零件的三維實體的模型了

2.1.2 實體裝配圖的生成

在零件的實體建模完成以后使用機器運動過程中的相關(guān)資料在機器運動的某一特定位置按照各個零件所在的坐標(biāo)進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床向數(shù)控機床與加工中心的跨越從人工設(shè)計制圖向CAD/CAM/CAE 的轉(zhuǎn)變制造行業(yè)正逐步邁向數(shù)字化與計算機化的發(fā)展時代諸如激光快速成型 ( RPM)技術(shù) 模具 CAD/CAM 等先進技術(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)對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的管理和運用

2.3CAE 軟件的應(yīng)用

機械 CAE 系統(tǒng)主要有以下幾項功能: 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計工程數(shù)據(jù)分析強度設(shè)計評價和動力學(xué)/運動學(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 解決機械設(shè)計的合理性剛度強度材料壽命運動特性結(jié)構(gòu)合理性干涉動態(tài)特性和碰撞問題等等

2.4 在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用實例

為了提高農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的設(shè)計水平并縮短農(nóng)用聯(lián)合收割機的開發(fā)設(shè)計周期, 我們以軸流釘齒脫粒分離裝置為機械設(shè)計的出發(fā)點,以Autodesk 公司的三維造型軟件 MDT 為這次機械設(shè)計的平臺, 利用Auto Lisp Object ARX + M CAD API 進行系統(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)計系統(tǒng) 用來進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,及其脫粒分離裝置系列產(chǎn)品的零部件工程圖紙的自動生成

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功能模塊之間的獨立性比較強主要是通過數(shù)據(jù)的傳送來實現(xiàn)其連接的,模塊的內(nèi)部使用公共區(qū)域來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享

3.CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展系統(tǒng)的智能化趨勢也越來越明顯三維 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算機數(shù)據(jù)庫軟硬件圖形學(xué) 外圍設(shè)備網(wǎng)絡(luò)以及各個應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)的基礎(chǔ)上,又與計算機輔助工藝流程規(guī)劃計算機輔助制造產(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)將會是未來人們關(guān)注的熱點尤其是在全球經(jīng)濟一體化的時代, 異地設(shè)計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)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾點數(shù)據(jù)模型的標(biāo)準(zhǔn)化交換格式的規(guī)范化以及計算機輔助設(shè)計資源的規(guī)范化數(shù)據(jù)模型設(shè)計應(yīng)該運用 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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三維CAD在設(shè)計機械設(shè)備時的作用

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