cad技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-09-01 00:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 適應(yīng)產(chǎn)品變化和產(chǎn)量變化所具有的一種效率。這種效率高，即說(shuō)明制造柔性好。1．4 現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題由于多品種生產(chǎn)的現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中占有優(yōu)勢(shì)比重，因此多品種生產(chǎn)的現(xiàn)狀可以看作機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀的一面鏡子。多品種生產(chǎn)存在的問(wèn)題，實(shí)際上反映了整個(gè)機(jī)械工業(yè)存在的問(wèn)題。這些問(wèn)題概述如下：(1)開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備體制不合理；(2)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)組織管理十分落后；(3)規(guī)模大而效益差的全能型企業(yè)模式；(4)整個(gè)機(jī)械工業(yè)的結(jié)構(gòu)體制不利于發(fā)展零部件專業(yè)化和工藝專業(yè)化。綜上所述，企業(yè)要贏得市場(chǎng)，技術(shù)創(chuàng)新是至關(guān)重要的，而技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。減少在設(shè)計(jì)工作中的簡(jiǎn)單重復(fù)勞動(dòng)，幫助設(shè)計(jì)者把頭腦中產(chǎn)生的設(shè)計(jì)形象迅速準(zhǔn)確地在計(jì)算機(jī)中反映出來(lái)，使其將注意力集中于富有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)活動(dòng)中，從而提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，CAD 技術(shù)的應(yīng)用是關(guān)鍵。2．CAD 技術(shù)系統(tǒng)組成和發(fā)展2．1 CAD 技術(shù)的系統(tǒng)組成。CAD 系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的核心, 它決定了系統(tǒng)所具有的功能。2．2 CAD技術(shù)的發(fā)展 CAD(Computer Aided Design)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文縮寫，是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，輔助工程技術(shù)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，達(dá)到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)誕生以來(lái)，已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率飛速地提高。現(xiàn)已將計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)（Computer Aided Manufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（Product Data Management，PDM）及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一體。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)是決定產(chǎn)品命運(yùn)的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計(jì)算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(Intelligent CAD)。21世紀(jì)，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時(shí)代制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力。以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、智能活動(dòng)是由設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設(shè)計(jì)的過(guò)程，采用單一知識(shí)領(lǐng)域的符號(hào)推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問(wèn)題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計(jì)算機(jī)繪圖等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，盡可能多地使計(jì)算機(jī)參與方案決策、性能分析等常規(guī)設(shè)計(jì)過(guò)程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。3．二維CAD的缺點(diǎn) 二維CAD與三維CAD進(jìn)行比較，顯現(xiàn)二維的不足：隨著CAD基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)CAD系統(tǒng)的功能要求也越來(lái)越高。設(shè)計(jì)人員不再僅僅滿足于借助CAD系統(tǒng)來(lái)達(dá)到“甩圖版”的目的，而是希望CAD系統(tǒng)能從本質(zhì)上減輕大量簡(jiǎn)單繁瑣的工作量，使他們能集中精力于那些富有創(chuàng)造性的高層次思維活動(dòng)。由于三維CAD系統(tǒng)具有可視化程度高、形象直觀、設(shè)計(jì)效率高，以及能為企業(yè)數(shù)字化的各類應(yīng)用環(huán)節(jié)提供完整的設(shè)計(jì)、工藝和制造信息等優(yōu)勢(shì)，目前正在逐步取代傳統(tǒng)的純二維CAD系統(tǒng)。 以二維形式表達(dá)的工程圖是工程技術(shù)人員反映其設(shè)計(jì)思想的語(yǔ)言，工程圖中還包含著一些行業(yè)約定和簡(jiǎn)化；同時(shí)，由于它通過(guò)選擇最合理的投影面、剖切位置和剖切方式來(lái)表達(dá)零件的幾何和加工信息，因而具有簡(jiǎn)單、完整和準(zhǔn)確等特點(diǎn)。這種以投影原理為基礎(chǔ)的工程圖能夠表達(dá)的零件的復(fù)雜性幾乎是無(wú)限的，人類近二百年來(lái)的實(shí)踐充分證明了工程圖表征零件的合理性。此外，也由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)水平和工作習(xí)慣等方面的原因，二維圖紙不會(huì)在短期內(nèi)全部消亡。以下是對(duì)二維CAD系統(tǒng)和三維CAD系統(tǒng)的分析比較： (1)三維CAD系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型。它所表達(dá)的幾何體信息越來(lái)越完整和準(zhǔn)確，能解決“設(shè)計(jì)”的范圍越廣。產(chǎn)品的三維模型可以直接通過(guò)投影生成二維工程圖；三維CAD系統(tǒng)的模型包含了更多的實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)賦予零部件一定的物理屬性，就可以進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析和各種物性計(jì)算，并為后續(xù)設(shè)計(jì)制造模塊(如數(shù)控加工等)應(yīng)用，使用戶在采用三維CAD造型工具進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就能反映實(shí)際產(chǎn)品的構(gòu)造或加工制造過(guò)程，成為實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM集成的基礎(chǔ)。 (2)三維CAD系統(tǒng)具有更高級(jí)的造型工具，能夠構(gòu)造各種復(fù)雜的產(chǎn)品形狀，支持產(chǎn)品的裝配設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“自頂向底”和“自底向頂”等設(shè)計(jì)方法；三維CAD系統(tǒng)采用的三維特征和參數(shù)化功能還可以更加準(zhǔn)確地表達(dá)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖，使設(shè)計(jì)過(guò)程更加符合設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維方式。 (3)三維造型系統(tǒng)能方便地與CAE系統(tǒng)集成，支持結(jié)構(gòu)分析的前后處理和設(shè)計(jì)仿真等復(fù)雜設(shè)計(jì)過(guò)程，方便地與工藝和輔助制造系統(tǒng)集成，能提供數(shù)控加工所需的信息，如NC代碼，實(shí)現(xiàn)CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。 (4)三維CAD系統(tǒng)價(jià)格相對(duì)較貴；需要巨大的信息存儲(chǔ)空間，對(duì)硬件的要求較高；對(duì)用戶的知識(shí)和操作技巧要求較高，掌握起來(lái)比較困難。 可見，三維CAD系統(tǒng)有其自身巨大的優(yōu)越性，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的發(fā)展，性能價(jià)格比的不斷提高，這種優(yōu)越性會(huì)越來(lái)越明顯4．三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)實(shí)際應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)軟件
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