淺析計算機輔助設計CAD的論文

　　隨著我國社會經濟和科技水平的飛速發展和提高，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：隨著我國社會經濟和科技水平的飛速發展和提高，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點，并對CAD輔助設計在過程裝備設計中的應用和應用優勢進行了探討。

　　關鍵詞：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，它是將設計資料傳輸到計算機當中去，并通過相應的計算機技術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化，并繪制出零件或產品的結構圖。CAD輔助設計具有機械產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據庫管理等特點。隨著計算機相關技術的飛速發展，CAD輔助設計在機械制造領域中的應用范圍也越來越廣，并在機械產品的設計比例中占據了重要的位置。

　　1.2CAD軟件的功能

　　目前，企業常用的CAD軟件的模塊功能主要包括以下幾個方的內容，即：(1)CAPP功能。即計算機輔助的工業設計。它主要是對材料定額、工藝的設計任務及內容等進行管理，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。即對產品數據的管理功能。它能夠實現機械設計的標準化、規范化，從而確保工藝卡、圖紙、技術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點

　　經過對三維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，能夠在裝配環境設計新零件，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，能夠將整個流程視頻呈現，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，避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。

　　2.3縮短了機械設計周期

　　使用三維CAD系統，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技術展開新機械的開發研究時，只需要重新設計和生產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技術具備高度變形設計功能，可以經過快速的重新組織，生產制作出全新的機械設備。

　　2.4提高機械產品的技術含量和質量

　　由于機械產品與信息技術相融合,同時采用CAD和CIMS組織生產,機械產品設計有了新發展。三維CAD技術采用先進的設計方法,如優化、有限元受力分析、產品的虛擬設計、運動方針和優化設計等,保證了產品的設計質量。同時,大型企業數控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產品的質量。

　　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化和更新，轉變過去傳統的設計模式，通過積極的引進和系統當前國內外先進的設計現代化理念，不斷的提高和推動我國過程裝備制造行業的壯大和發展。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在以下的幾個方面，具體內容如下：

　　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。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、楔形體和環狀體六種最基礎的體系。針對構造簡單的零配件，利用軟件對它的結構構造解析，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，應該現在二維幾何中描繪大小，再從三維中進行拉伸或者是旋轉，在新的基本體上經過交、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。

　　3.2模具CAD/CAM的集成制造

　　現代經濟的不斷發展下，科學技術也在不斷的發展中，生產廠家的生產方法也在日益提高，從人工策劃和制作圖紙到CAE/CAD/CAM，生產制造業正日益的朝著電子化和數字化方向前進。并且，模型CAM/CAD技術，差不多籠罩了整個現代社會制造業。

　　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、數控加工、動態顯示燈。這些功能模塊要在軟件數據庫的基礎上，開展統一的管制，軟件數據庫數據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的實際功能主要包括：結構優化設計、工程數值分析、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系統軟件要在等CAD技術解決完機械產品的造型問題之后，方可進行產品剛度、強度、材料、壽命、合理性、運動特性以及結構等方面的動態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勢

　　4.1加大地提升了機械設計的便捷性

　　將CAD技術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，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零件造型過程，極大地提高了直觀性。

　　4.2實現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，之前的零部件信息大多數都可以使用，只有少數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系統的變型設計能力也十分突出，通過快速重構便可以得到新產品。

　　4.3機械產品的技術水平及質量均有一定程度的提升

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

　　4.4零件裝配環節的直觀性有所提高

　　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，內部裝配結構變得清晰可見，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品報廢所導致的損失。

　　五、CAD前沿技術與發展趨勢

　　5.1圖形交互技術

　　因為CAD軟件體系是創造出新產品的工具，一定要簡單易學好掌握。在一個具備智能化、友好的環境中可以拓展設計師的大腦，發散思維，可以集中全部精神投入在創作中。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也在探索研究中。

　　5.2智能CAD技術

　　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造性活動。CAM/CAD朝著智能化發展是必然的。智能設計是在信息化、知識化的前提下，知識倉庫是創建設計的基礎，設計師在開發新產品時所需的數據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造新產品也能得心應手，創新設計時現在設計的核心發展方向，工程師正在努力把創新技術和人工智能技術綜合在一起放在CAD的軟件中，運用智能化的設計、建議模塊去指導在創新產品、創新技術、創新系統時遇到的設計問題，我們得到的新產品和工程體系更具備創新性。

　　結束語

　　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的應用范圍，不斷地在實踐過程中總結經驗教訓，加大對新技術的將研究、開發和應用，從而促進機械制造行業的現代化、智能化發展。

　　參考文獻：

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