【正文】 答 謝 辭 經(jīng)過將近一個(gè)月的努力，我的論文終于完成了！在此，我要衷心的感謝常州常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用 機(jī)電一體化機(jī)電 075 沈輝 10 信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系的老師們，他們?yōu)槲覀兲峁┝藞鏊ＷC了研究的順利進(jìn)行。特別是在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下，并行工程、異地設(shè)計(jì)制造等概念的發(fā)展和應(yīng)用，基于網(wǎng)絡(luò)、基于 WEB的協(xié)同設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)大受青睞。首先，它集成了計(jì)算機(jī)軟硬件、數(shù)據(jù)庫、外圍設(shè)備、圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)及各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)。應(yīng)該更大限度地將工程數(shù)據(jù)概念集成到數(shù)據(jù)模型中，例如目前， CAD軟件的特征模型主要是解決零件幾何造型的問題，而對于后續(xù)分析、 CAPP和加工的需要還考慮得不夠。 特征造型和參數(shù)設(shè)計(jì)的采用即是智能化方面的進(jìn)步。 靠以前的一些標(biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)無法完全滿足 CAD數(shù)據(jù)交換的要求。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在 CAD中已開始應(yīng)用 ,設(shè)計(jì)人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品 ,可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果 ,可直接操作模擬對象 ,檢驗(yàn) 操作是否舒適、方便 ,及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運(yùn)動機(jī)構(gòu)的碰撞等問題 ,及早看到新產(chǎn)品的外形 ,從多方面評價(jià)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品 .虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機(jī)的過程 .虛擬制造用虛擬原型取代 物理 原型進(jìn)行加工、測試、仿真和分析 ,以評價(jià)其性能 ,可制造性、可裝配性、可維護(hù)性和 成本 、外觀等 ,基于虛擬樣機(jī)的試驗(yàn)仿真分析 ,可以在真實(shí)產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問題 ,從而降低產(chǎn)品成本 .虛常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用 機(jī)電一體化機(jī)電 075 沈輝 9 擬制造、虛擬工廠、動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為 CAD技術(shù)在 電子 商務(wù)時(shí)代繼續(xù) 發(fā)展的一個(gè)重要方向 .另外 ,隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計(jì)面向產(chǎn)品的整個(gè)生命周期設(shè)計(jì)理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展 ,利用基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù) ,實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造 ,已成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢。 CAD技術(shù) CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入 ,逐漸提出智能化需求 .設(shè)計(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動。 6． CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢 CAD前沿技術(shù) 圖形交互技術(shù) CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具 ,務(wù)求 易學(xué)好用 ,得心應(yīng)手。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動態(tài)顯示等。在零件實(shí)體構(gòu)造完成后 ,利用機(jī)器運(yùn)動分析過程 中的資料 ,在運(yùn)動的某一位置 ,按各零件所在的坐標(biāo)進(jìn)行 “ 裝配 ”, 這一過程可用 CAD軟件的三維編輯功能實(shí)現(xiàn) 。 對于有些復(fù)雜的零件 ,往往難以分解成若干個(gè)基本體 ,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過多 ,導(dǎo)致成型困難。 CAD的三維建模方法有三種 ,即線框模型、表面模型和實(shí)體模型。 提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量 由于機(jī)械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合 ,同時(shí)采用 CAD CIMS組織生產(chǎn) ,機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。整個(gè)機(jī)器裝配模型完成后還能進(jìn)行運(yùn)動演示 ,對于有一定運(yùn)動行程要求的 ,可 檢驗(yàn) 行程是否達(dá)到要求 ,及時(shí)對設(shè)計(jì)進(jìn)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(bào)廢。 (4)三維 CAD系統(tǒng)價(jià)格相對較貴；需要巨大的信息存儲空間，對硬件的要求較高；對用戶的知識和操作技巧要求較高，掌握起來比較困難。它所表達(dá)的幾何體信息越來越完整和準(zhǔn)確，能解決 “設(shè)計(jì) ”的范圍越廣。 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)思想的語言，工程圖中還包含著一些行業(yè)約定和簡化；同時(shí)，由于它通過選擇最合理的投影面、剖切位置和剖切方式來表達(dá)零件的幾何和加工信息，因而具有簡單、完整和準(zhǔn)確等特點(diǎn)。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，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)過程，借助計(jì)算機(jī)的支持，設(shè)計(jì)效率有了大大地提高。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)。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用 機(jī)電一體化機(jī)電 075 沈輝 6 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)。 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。多品種生產(chǎn)存在的問題，實(shí)際上反映了整個(gè)機(jī)械工業(yè)存在的問題。 1． 3 現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的基本特點(diǎn) ： (1)多品種小批量生產(chǎn)占主導(dǎo)地位； (2)生產(chǎn)技術(shù)和制造系統(tǒng)的柔性化 ； 所謂柔性，即指針對上述特點(diǎn)所必須具有的一種靈活應(yīng)變的能力或快速響應(yīng)的能力。這些嚴(yán)酷的挑戰(zhàn)可歸結(jié)為： (1)科學(xué) 技術(shù)高速發(fā)展； (2)傳統(tǒng)資源漸見枯竭； (3)買方市場日益強(qiáng)化。由于三維 CAD系統(tǒng)具有可視化好、形象直觀、設(shè)計(jì)效率高、以及能為 CIMS工程中各應(yīng)用環(huán)節(jié)提供完整的設(shè)計(jì)、工藝、制造信息等優(yōu)勢，使其取代傳統(tǒng)的純二維 CAD系統(tǒng)已成為歷史發(fā)展的必然。它集數(shù)值計(jì)算、仿真模擬、幾何模型處理、圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等方面的技術(shù)為一體，把抽象的、平面的、分離的設(shè)計(jì)對象具體化、形象化，它能夠通過“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)把產(chǎn)品的形狀、材質(zhì)、色彩，甚至加工過程淋漓盡致地表現(xiàn)出來，并能把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，通過數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化和規(guī)范化。 介紹 CAD技術(shù)的背景和發(fā)展！ 利用 AutoCAD進(jìn)行三維機(jī)械設(shè)計(jì)，與二維 CAD設(shè)計(jì) 進(jìn)行比較，突出三維 CAD設(shè)計(jì)的優(yōu)勢。 二 、 課題研究的主要內(nèi)容 ： 從制造到創(chuàng)造是任何國家都要經(jīng)歷的一個(gè)發(fā)展過程，隨著中國機(jī)械行業(yè)的不斷壯大，越來越多的設(shè)計(jì)者要從中國制造，而創(chuàng)造就不再是為了解剖或生產(chǎn)某一個(gè)零部而設(shè)計(jì)，而是整體設(shè)計(jì)整個(gè)產(chǎn)品，單純二維技術(shù)是不夠的，三維自然必不可少。 因?yàn)槎S機(jī)械 CAD技術(shù)沒能很好地解決設(shè)計(jì)中最困難的幾個(gè)問題，如：復(fù)雜的投影線生成問題、尺寸漏標(biāo)問題、設(shè)計(jì)的更新與修改問題等等。而三維 CAD技術(shù)在方案設(shè)計(jì)階段，充分利用專家系統(tǒng)及現(xiàn)代科技新理論，建立多種機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)型對 比，立體感強(qiáng)、效果逼真，更能激發(fā)設(shè)計(jì)人 員的新構(gòu)思。 三、 主要工作內(nèi)容： 從制造到創(chuàng)造是任何國家都要經(jīng)歷的一個(gè)發(fā)展過程，隨著中國機(jī)械行業(yè) 的不斷壯大，越來越多的設(shè)計(jì)者要從中國制造，而創(chuàng)造就不再是為了解剖或生產(chǎn)某一個(gè)零部 而設(shè)計(jì)，而是整體設(shè)計(jì)整個(gè)產(chǎn)品，單純二維技術(shù)是不夠的，三維自然必不可少。所以人們開始向三維設(shè)計(jì)方向發(fā)展，三維 CAD技術(shù)也符合人的設(shè)計(jì)思維習(xí)慣， 整個(gè)設(shè)計(jì)過程可以完全在三維模型上討論，直觀形象。先進(jìn)的設(shè)計(jì)能力才能產(chǎn)生先進(jìn)的制造企業(yè)。 從而挖掘 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用。 隨著 CAD基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，對 CAD系統(tǒng)的功能要求也越來越高。 要加快我國整體經(jīng)濟(jì)水平的提高和發(fā)展、提高制造業(yè)企業(yè)的競爭力 ,企業(yè)信息化建設(shè)是一個(gè)有效而非常重要的手段 ,而 CAD 技術(shù)是制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ) ,更是企業(yè)全面信息化的基礎(chǔ) ,所以采用 CAD 技術(shù)是企業(yè)進(jìn)行全面信息化建設(shè)的第一步。 1． 2 現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的基本任務(wù) 機(jī)械工業(yè)必須把加快產(chǎn)品的更新和開發(fā)放在第一位，以便在充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)最新成就的基礎(chǔ)上，按照高效、優(yōu)質(zhì)、低成本的要求，迅速開發(fā)出滿足買方需求的各種省料節(jié)能的新產(chǎn)品。生產(chǎn)技術(shù)和現(xiàn)代制造系統(tǒng)適應(yīng)產(chǎn)品變化