隨著我國社會經(jīng)濟和科技水平的飛速發(fā)展和提高，其CAD輔助設計也得到了突飛猛進的進步，這為過程裝備制造的工程設計提供了非常重要和強大的保障。下面是學習啦小編給大家推薦的淺析計算機輔助設計CAD的論文，希望大家喜歡!

　　淺析計算機輔助設計CAD的論文篇一

　　《CAD計算機輔助設計在過程裝備設計中的應用》

　　摘要：隨著我國社會經(jīng)濟和科技水平的飛速發(fā)展和提高，其CAD輔助設計也得到了突飛猛進的進步，這為過程裝備制造的工程設計提供了非常重要和強大的保障。本文主要闡述了CAD輔助設計的概述，分析了三維CAD輔助設計在機械設計中的優(yōu)點，并對CAD輔助設計在過程裝備設計中的應用和應用優(yōu)勢進行了探討。

　　關(guān)鍵詞：CAD計算機輔助設計;過程裝備設計;應用

　　中圖分類號：S611文獻標識碼：A文章編號：

　　一、CAD輔助設計的概述

　　1.1CAD輔助設計的概念

　　CAD即為計算機輔助設計技術(shù)，它是將設計資料傳輸?shù)接嬎銠C當中去，并通過相應的計算機技術(shù)使計算機能夠自動的進行程序的編制，從而對設計方案進行優(yōu)化，并繪制出零件或產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)圖。CAD輔助設計具有機械產(chǎn)品及工程的幾何建模、分析計算、繪制圖形、仿真試驗、生成設計文件以及數(shù)據(jù)庫管理等特點。隨著計算機相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD輔助設計在機械制造領域中的應用范圍也越來越廣，并在機械產(chǎn)品的設計比例中占據(jù)了重要的位置。

　　1.2CAD軟件的功能

　　目前，企業(yè)常用的CAD軟件的模塊功能主要包括以下幾個方的內(nèi)容，即：(1)CAPP功能。即計算機輔助的工業(yè)設計。它主要是對材料定額、工藝的設計任務及內(nèi)容等進行管理，從而提高機械設計的標準化，確保機械設計的高效率、高質(zhì)量。(2)二維繪圖功能。它是當前CAD輔助設計在機械設計應用當中的主要功能，它利用計算機進行智能繪圖，轉(zhuǎn)變了原有手工繪圖的方式，能夠有效的減輕設計人員的工作任務量。(3)PDM功能。即對產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理功能。它能夠?qū)崿F(xiàn)機械設計的標準化、規(guī)范化，從而確保工藝卡、圖紙、技術(shù)資料以及加工代碼等的可靠性和安全性。

　　二、三維CAD輔助設計在機械設計中的優(yōu)點

　　經(jīng)過對三維CAD的切身體驗，認為三維CAD體系比二維CAD在設計機械設備時擁有的更大的優(yōu)點，主要有以下幾個方面：

　　2.1零件設計更加方便

　　采用三維CAD系統(tǒng)，能夠在裝配環(huán)境設計新零件，也能夠參照附近的零件位置大小、形狀完成新零件的設計，這樣提高了速度還更方便，減少了單獨設計導致整體失敗的幾率。資料查找器中有一個零件回放，能夠?qū)⒄麄€流程視頻呈現(xiàn)，更直觀易懂。

　　2.2裝配零件更加直觀

　　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(guān)系，若裝配不正確即予以顯示，另外，零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時候,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示，對于有一定運動行程要求的，可檢驗行程是否達到要求，及時對設計進行更改，避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報廢。

　　2.3縮短了機械設計周期

　　使用三維CAD系統(tǒng)，設計時間是之前的三分之二，縮短了設計時間提升了設計效率。采用三維CAD技術(shù)展開新機械的開發(fā)研究時，只需要重新設計和生產(chǎn)其中小部分的零配件，其他的一大部分零配件仍舊使用之前的信息功能，大幅度的提升了機械設計的效率是以前的三到五倍。并且，三維CAD技術(shù)具備高度變形設計功能，可以經(jīng)過快速的重新組織，生產(chǎn)制作出全新的機械設備。

　　2.4提高機械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量

　　由于機械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時采用CAD和CIMS組織生產(chǎn),機械產(chǎn)品設計有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)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、運動方針和優(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)控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　三、CAD輔助設計在過程裝備設計中的應用

　　在過程裝備工程的實際設計過程中，CAD輔助設計在其中的應用范圍主要包括CAE軟件、CAD/CAM軟件以及生成零件裝配設計圖等。CAD輔助設計在設計的過程中，能夠有效的對過程裝備工程設計的方法和手段進行優(yōu)化和更新，轉(zhuǎn)變過去傳統(tǒng)的設計模式，通過積極的引進和系統(tǒng)當前國內(nèi)外先進的設計現(xiàn)代化理念，不斷的提高和推動我國過程裝備制造行業(yè)的壯大和發(fā)展。目前，CAD輔助設計在過程裝備工程設計過程中的應用情況主要體現(xiàn)在以下的幾個方面，具體內(nèi)容如下：

　　3.1零件與裝配圖的實體生成

　　(1)零配件的實物模型

　　三維CAD建造模型有三種模式：表面模型、線框模型以及實物模型。在具備實物建模能力的CAD軟件中，都有一些基本的建模系統(tǒng)。在AutoCAD的軟件中，三維實物建模模塊中，軟件就供給了球體、立方體、圓錐體、圓柱體、楔形體和環(huán)狀體六種最基礎的體系。針對構(gòu)造簡單的零配件，利用軟件對它的結(jié)構(gòu)構(gòu)造解析，把它分解成多個基本體，再對基本體進行三維實物組合，再利用交、差、并等計算公式進行精確的計算，就可以獲得零配件的三維實物模型。

　　一些相對來說繁雜的零件，很少會成功分裂成若干個基本體，那樣之后的基本體會比較多，不易成型。因此，只有基本體的話，是不能夠達到三維實體造型的目標。所以，應該現(xiàn)在二維幾何中描繪大小，再從三維中進行拉伸或者是旋轉(zhuǎn)，在新的基本體上經(jīng)過交、并、差后得出的就是我們要求的一個三維實體模型。

　　(2)實體裝配圖的生成

　　在零件實體構(gòu)造完成后,利用機器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標進行“裝配”，這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現(xiàn)。

　　3.2模具CAD/CAM的集成制造

　　現(xiàn)代經(jīng)濟的不斷發(fā)展下，科學技術(shù)也在不斷的發(fā)展中，生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)方法也在日益提高，從人工策劃和制作圖紙到CAE/CAD/CAM，生產(chǎn)制造業(yè)正日益的朝著電子化和數(shù)字化方向前進。并且，模型CAM/CAD技術(shù)，差不多籠罩了整個現(xiàn)代社會制造業(yè)。

　　要由多少個功能模塊組合形成一個完整的CAM/CAD的軟件體系。一般有圖形編輯、三維制圖、仿真模擬、曲面造型、有限元分析、數(shù)控加工、動態(tài)顯示燈。這些功能模塊要在軟件數(shù)據(jù)庫的基礎上，開展統(tǒng)一的管制，軟件數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的主要來源之一是實物造型。

　　3.3CAE機械軟件

　　CAE在機械工程設計當中的軟件系統(tǒng)的實際功能主要包括：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計、工程數(shù)值分析、運動學/動力學仿真、強度壽命預估與設計評價等等。在設計的過程中，CAE系統(tǒng)軟件要在等CAD技術(shù)解決完機械產(chǎn)品的造型問題之后，方可進行產(chǎn)品剛度、強度、材料、壽命、合理性、運動特性以及結(jié)構(gòu)等方面的動態(tài)特性問題和其他問題的設計。

　　四、CAD輔助設計在機械設計應用中的優(yōu)勢

　　4.1加大地提升了機械設計的便捷性

　　將CAD技術(shù)引入到機械設計領域中，零部件設計可以借助相鄰2個零件的位置及形狀實現(xiàn)，不但極大地提高了便捷性，而且還可以確保所設計的零件與相鄰零件的匹配精準度，有效地解決了之前單獨進行零件設計可能存在的匹配性問題。除此之外，借助資源查找器中的零件回放功能可以以動畫的方式再現(xiàn)零件造型過程，極大地提高了直觀性。

　　4.2實現(xiàn)了對機械設計周期的有效控制

　　在機械設計領域中引入AutoCAD技術(shù)大大地減少了機械設計時間，設計效率得到明顯提升。在新的機械開放設計的過程中引入AutoCAD技術(shù)，之前的零部件信息大多數(shù)都可以使用，只有少數(shù)零部件需要進行重新設計和制造，在很大程度上提高了工作效率。除此之外，CAD系統(tǒng)的變型設計能力也十分突出，通過快速重構(gòu)便可以得到新產(chǎn)品。

　　4.3機械產(chǎn)品的技術(shù)水平及質(zhì)量均有一定程度的提升

　　在機械產(chǎn)品設計及生產(chǎn)領域中引入現(xiàn)代化的信息技術(shù)，為機械產(chǎn)品的進一步發(fā)展注入了新的活力。CAD技術(shù)涵蓋諸如有限元分析、產(chǎn)品虛擬設計以及優(yōu)化等一系列先進設計方法，大大地提高了機械產(chǎn)品的設計和質(zhì)量水平。

　　4.4零件裝配環(huán)節(jié)的直觀性有所提高

　　在機械裝配過程中，零件相互間的裝配關(guān)系被如實記錄在資源查找器中的裝配路徑查找器中，一旦裝配有誤將會及時提示。與此同時，還可以隱藏零件，外部零件被隱藏之后，內(nèi)部裝配結(jié)構(gòu)變得清晰可見，機械裝配完畢之后可以進行動作演示，如果有動作要求，可以對其是否達標進行檢驗，如果不達標可以及時進行改善，最大限度地降低了由于產(chǎn)品報廢所導致的損失。

　　五、CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢

　　5.1圖形交互技術(shù)

　　因為CAD軟件體系是創(chuàng)造出新產(chǎn)品的工具，一定要簡單易學好掌握。在一個具備智能化、友好的環(huán)境中可以拓展設計師的大腦，發(fā)散思維，可以集中全部精神投入在創(chuàng)作中。所以，軟件的圖標菜單智能化設計、導航可動設計以及拖放式的造型這些人性化的設計，給設計員操作供給了方便。除此之外，手寫輸入法、語音識別以及特別手勢模塊這些更人性化簡便的技術(shù)也在探索研究中。

　　5.2智能CAD技術(shù)

　　因為CAM/CAD的軟件應用越來越廣泛，對智能化的要求也越來越高。設計是一個具備高智能化的人類創(chuàng)造性活動。CAM/CAD朝著智能化發(fā)展是必然的。智能設計是在信息化、知識化的前提下，知識倉庫是創(chuàng)建設計的基礎，設計師在開發(fā)新產(chǎn)品時所需的數(shù)據(jù)和理論能夠及時精確的獲取，智能化的輔助設計師設計，而且能夠智能化的了解設計師的意思、自動化檢查錯誤、提出合理的建議、回答問題等。還具備推測能力，即使設計新手使用軟件創(chuàng)造新產(chǎn)品也能得心應手，創(chuàng)新設計時現(xiàn)在設計的核心發(fā)展方向，工程師正在努力把創(chuàng)新技術(shù)和人工智能技術(shù)綜合在一起放在CAD的軟件中，運用智能化的設計、建議模塊去指導在創(chuàng)新產(chǎn)品、創(chuàng)新技術(shù)、創(chuàng)新系統(tǒng)時遇到的設計問題，我們得到的新產(chǎn)品和工程體系更具備創(chuàng)新性。

　　結(jié)束語

　　過程裝備設計工作，是一個需要認真、嚴謹對待的工作，要想做好這樣的工作，就需要一個相對完善的可操作的軟件作為支持。過程裝備設計中廣泛應用到CAD輔助設計，積極地擴大它在機械設計領域內(nèi)的應用范圍，不斷地在實踐過程中總結(jié)經(jīng)驗教訓，加大對新技術(shù)的將研究、開發(fā)和應用，從而促進機械制造行業(yè)的現(xiàn)代化、智能化發(fā)展。

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