CAD技术煤矿机械制造

CAD技术煤矿机械制造（精选12篇）

CAD技术煤矿机械制造 篇1

1 前言

随着市场经济体制快速推进, 煤矿的发展也得到较大提升。而煤矿从勘探一直到采矿整个过程中涉及到大量的数据需要处理, 涉及到各种地测图件需要绘制。在现实之中, 煤矿地质工作中的图形大都是依据计算机图形处理来进行。而CAD且是美国的Autodesk公司所推出的, 是一种典型的绘图软件。一直以来, CAD都是国内运用最为广泛、最为成熟的辅助绘图软件。虽然近些年许多绘图软件异军突起, 但是由于CAD技术具备独特优点, 仍然那日广泛使用。在这种形式下, 研究CAD技术在煤矿地质工作中的应用具有实际意义。

2 CAD技术在煤矿地质工作中的应用

经过几十年的发展, CAD技术在煤矿地质中的应用得到广泛推行, 尤其是最近一些年煤矿朝着大型化方向发展, 有效的提高了煤矿地质工作的设计水平。

2.1 煤矿开采设计中应用CAD技术

设计方案:1) 在原有图的基础布置方案上采用CAD技术进行绘制, 而且根据这些方案图来比较分析确定最终方案;2) 煤矿中的采矿设计方案大都是在煤层的等高线图纸上进行设计, 就是在矿井中某个主要的煤层等高线图之上布置硐室、巷道、采掘面等等各种线型中形成平面图;3) 而剖面图要根据钻孔的资料、综合柱状图各种地质资料, 按照等高线图上某一勘探线或者人为规定出来的剖面线进行绘制, 再加上巷道等等内容。

专业设计:运输、通风系统以及机电等, 对于这些方面的设计除了要对选型进行计算之外, 还要从矿井的基本图纸上绘制出较为专业内容来形成专用图纸。要在基本图纸上加入一些相应专业图元, 进而减少或者省略掉基本图纸上一些部分而成为专用的图纸, 有时候也关闭或者锁定某个使用较少或不用的图层, 来形成煤矿地质工作上需要的图纸。

工程设计:巷道断面、井底车场、交叉点以及硐室的施工设计等等, 这种图形不能够随意绘制, 必须要按照所需尺寸进行精确绘制出规则施工图, 这种目前常用Auto CAD来实施精确绘制, 进而达到采矿设计规定的标准, 但是对于煤矿地质工作中涉及到的专业性图纸, 比如地形地质图、井上下对照图以及煤层底板等等高线图及煤层上覆的基岩等都是适用电子版化, 之后再采用Auto CAD进行修改与编辑, 使用图元符号与分图层来生成图纸, 并且按照所需要的来输出图纸等。

2.2 采煤工程中应用CAD技术

在煤矿工程中构建出动态的管理系统, 要依据数据通讯作为突破口, 构建出图形与数据库之间相互的联系。当建立好了数据库, 在绘图之时就能够利用数据库中数据自动生成图, 这些图又可以成为数据库中的数据, 进而实现了动态的管理, 让设计、计划、绘图以及实测融为一体。

2.3 煤矿地质空间管理系统

2.3.1 地测的空间管理系统。

这种系统对国内外的矿山应用现状进行充分分析, 并且将最新地理信息系统、矿山各个领域研究理论与方法以及计算几何吸收进去。并且在计算机环境下, 利用组件式与面向对象编程的开发方法开发而成。

2.3.2 煤矿地测的空间管理系统。

这种系统主要是完成测量图形与地质图形之间自动修改、绘制以及删除等等功能;能够在采掘的工程平面图之上实现自动动态改图与填图;系统还带有图素数据化的模块系统, 能够通过基本图素对不常用图形进行快速绘图, 进而确保绘图快速、方便以及高效、准确。

现在虽然有一些针对采矿设计的软件, 但是其价格比较昂贵, 而且对数据库要求也比较高, 因此很多煤矿地质工作仍然采用CAD作为绘图主要工具。通过上述系统软件, 能够将所成图件和CAD进行互相转换, 即是将生产图件保存成*dxf文件之后就能够在CAD绘图环境中使用。

3 CAD在煤矿地质中一些具体应用

依据设计的范围, 绘制出合适的比例等高线图, 然后依据这些等高的线图再绘制剖面图, 最后才布置出设计的方案。本文就是依据16405溜子道的地质剖面图 (绘制高程线) 最为案例。

3.1 确定高程线上下限;

16405溜子道最高点作为导3点, z=-232.803m, 最低点作为导13点, z=-312.986m, 从而就能够确定出高程线上限应该是-230m, 下限应该为-320m。

3.2 确定高程线长度;

首先要查出该案例中整条巷道的起止点, 之后就采用这两点坐标 (16405的溜子道开始点为导3点, 坐标为X3=3881427.485、Y3=20499210.364.结束点的导13点坐标为X13=3881226.272、Y13=20498382.473) , 通过计算能够求出这两点之间水平距离为D1.13=851.99m, 其中高程线长度D应该稍微大于巷道的起止点水平距离, 因此D=860m。

3.3 绘制高程线。

打开CAD软件, 先建立出平面直角坐标系, 之后依据导3点作为起点, 将其他的观测点作为导3点水平距离的横坐标, 将高程视为纵坐标。绘制高程线之时大都使用主菜单上下拉菜单里“直线”命令, 或者直接在命令行中输入“-line”之后回车。将第一点输入到命令行中去:0, -230之后回车, 然后将第二点也输入到命令行中去:860, -230之后回车, 然后再次回车显示已经完成输入。再将ZOOM输入到命令行中回车, 然后在将E输入到命令行中回车。-230m的高程线就出现在屏幕之上显示出来。采用同样的方法就能够绘制出-250、-240、……、-320等等9条高程线。

4 CAD技术在煤矿地质工作发展前景

事实上, CAD技术在煤矿地质中应用还在发展阶段, 但是随着CAD技术应用不断的普及并扩大, 势必会在煤矿地质工作中得到进一步普及。而且随着CAD技术高速发展, CAD系统硬件与软件的性能与价格之比在不断提升, 而硬件的成本也逐步降低, 但是软件的成本且不断提升。而且将多媒体技术融入到CAD系统中, 极大的优化了用户界面, 显现出更为友好的画面。总之, 伴随计算机性能不断提升, 网络技术不计划, 处理信息上智能化, CAD超越了二维走向了三维, 而且三维技术也正趋于智能化、规范化以及集成化方向发展。

摘要：随着计算机网络技术飞跃发展, 煤矿地质中的信息化水平快速提升。自然煤矿地质绘图也不能止步不前, 从传统手工绘图朝着计算机绘图上转变, 尤其是CAD技术在煤矿地质工作中广泛使用, 不但缩短了设计的周期还提高了绘图效率, 推动了煤矿地质绘图工作高速发展。本文就是探究了CAD技术在煤矿地质中的应用, 进而阐述了CAD技术在煤矿中的发展前景。

关键词：CAD技术,煤矿地质,应用

参考文献

[1]张彦明.CAD技术在煤矿地质工作中的应用[J].陕西煤炭, 2010 (3) :30-32.

[2]李思标.autoCAD在绘制矿井地质图中的应用[J].山东煤炭科技, 2008 (6) :134-136.

[3]陈红玲.CAD在煤矿生产中的应用[J].山东煤炭科技, 2011 (6) :49-52.

[4]龚世伟.议CAD软件在煤矿生产中的应用[J].中国科技博览, 2011 (29) :39.

CAD技术煤矿机械制造 篇2

机械CAD技术这门课学习的内容很多，我比较感兴趣的内容是CAD建模技术。建模技术是将现实世界中的物体及其属性转化为计算机内部可数字化表示、分析、控制和输出的几何形体的方法。建模技术是产品信息化的源头，是定义产品在计算机内部表示的数字模型、数字信息及图形信息的工具，它为产品设计分析、工程图生成、数控编程、数字化加工与装配中的碰撞干涉检查、加工仿真、生产过程管理等提供有关产品的信息描述与表达方法，是实现计算机辅助设计与制造的前提条件，也是实现CAD/CAM一体化的核心内容。

产品建模研究存在的主要问题：一是缺乏对产品模型形成过程和设计结果的描述。各个分离阶段的设计结果没有在统一的模型中保存，也不利于设计过程管理，难以支持设计信息重用的需求；二是没有发挥产品模型的信息载体作用；三是目前的CAD建模技术不能实现产品设计信息的跟随性、时效性、低成本共享性、融合性和重用性等，为汽车等复杂产品研发所要求的“创造性”、“协同式”、“综合性”、“虚拟式”、“智能化”等新型工作方式提供“即时可得”的有价值信息、知识和过程支持，更好地满足制造业发展对信息技术的需求。

目前我国CAD及相关技术的现状：我国制造企业几乎清一色使用PRO/E、UG、CIMATRON等软件进行2D绘图和3D建模，NC编程、CAD/CAM集成等也是国外软件的一统天下 ；制造业技术复杂，经验依赖性强，CAD/CAE/CAM软件蕴含的产品设计深层次数据、经验和知识是花钱买不到的，国外对高、精、尖技术的封锁正阻碍我们在关键领域技术进步的速度。

常见几何建模模式：线框建模、表面建模、实体建模和特征建模。形体的表达建立在几何信息和拓扑信息的处理基础上。几何信息一般是指形体在欧氏空间中的形状、位置和大小。几何信息是指物体在空间的形状、尺寸及位置的描述。几何信息包括点、线、面、体的信息。拓扑信息表达形体各分量间的联接关系。非几何信息指产品除描述实体几何、拓扑信息以外的信息，包括零件的物理属性和工艺属性等，如零件的质量、性能参数、公差、加工粗糙度和技术要求。为满足CAD/CAPP/CAM集成的要求，非几何信息的描述和表示越来越重要，是目前特征建模中特征分类的基础。

CAD技术煤矿机械制造 篇3

【关键词】三维CAD技术；机械设计；特征；应用

进入二十一世纪，人类的科学开始迅速的发展，经济全球化、信息网络化、社会知识化的深刻发展都大大改变了人们的生产生活方式。科学技术的日新月异给人们带来的是知识不断的发展和社会的深入进步，人们只有不断更新自己的思维方式，紧随着时代的步伐，才能够适应社会的变化。对于机械设计行业同样如此，三维CAD技术的出现，为机械设计的发展提供了新的思路。

1.机械设计和三维CAD技术概述

所谓的机械设计，是按照使用功能的要求，分析机械的工作原理、运动方式、力传递方式以及能量传递方式，在此基础上设计每一个零件的材质、形状、尺寸，并将它们转化成具体的能够作为制造依据的描述。

三维CAD技术，是计算机技术和电子技术为基础的建模技术，是由二维CAD技术发展而来的。目前这种技术已经广泛应用于各个行业，尤其是机械制造业。使用三维CAD技术进行机械设计，能够有效减少对于人力、物力、财力的消耗，在减少生产成本的同时提高产品的质量，既满足了客户的需求又为本企业打响了口碑。

2.三维CAD技术的特征

2.1缩短机械设计周期

三维CAD技术的应用，能够有效提高机械设计的效率，显著缩短机械设计的周期，为使用者创造更大的经济效益。在开发设计新的机械的过程中，三维CAD技术可以记录一定的信息，允许操作者在原有信息的基础上进行改动。换句话说，只要新的机械的工作原理与现有的机械差不多，就可以直接借用现有的设计，在此基础上进行一定的更改，这样就直接提升了机械设计的效率。

2.2提高机械产品进程

三维CAD技术赋予了三维模型的渲染与着色功能，也就是说在模型建造完成之后，可以直接对其着色，预先了解机械的外观，这对于设计决策、审批周期与产品开发进程来说可以起到一定的推动作用，提高机械产品的进程。

2.3实现一体化目标

传统的二维设计工具只能够设计平面的图形，对于机械内部的结构则难以表达，就算设计出来了也非常的复杂。而利用三维CAD技术，能够从三维的角度直接设计机械结构，不仅更加直观，而且对于操作人员的要求也比较低。当然三维CAD技术还可以直接输出DXF等多种标准文件实现共享，给工程设计带来了诸多益处。

3.三维CAD技术的机械设计的影响

3.1充分发挥机械设计的创造性

在传统的设计中，开发新的机械，其实就是对原有机械的仿造或者是改变，仅仅是改变了原有机器的尺寸，对局部进行了一些更改。因而很多机械都趋于同质化，难以让使用者觉得耳目一新。依靠三维CAD技术，可以充分结合现代科技新理论，构建不同的结构，制造不同的机械。三维CAD技术减少了相关工作人员设计的难度，有利于充分发挥机械设计的创造性，设计出有特色的、有技术含量的产品。

3.2实现制造过程中全面信息化

利用三维CAD技术，可以实现机械产品的虚拟组装以及模拟运行，这样就避免了在制造出样机后才发现存在的问题，导致人力和财力的浪费，不仅提高了机械设计的效率，还提高了机器的质量。而随着互联网的发展，机械设计已经不仅仅再局限于一个地区，如果有难以解决的问题，机械设计人员还可以通过网络直接向别人寻求帮助。

4.三维CAD技术在机械设计中的运用

4.1构建机械的模型

三维CAD技术可以构建机器的线框模型、表面模型以及实体模型。通过对不同模型的组合应用，设计者可以根据设计方案来组合各种独立的部件，能够将复杂的机械简单化，从而根据客户的需求制定出合理科学的三维方案，为接下来的制造过程提供强有力的参考依据。

4.2零部件的检查

通过三维CAD技术，可以很容易地模拟零部件在机械运行时的工作状况，由此来检测能量的传递效率，在此基础上设计新的零件。而通过模拟技术，还能够让相邻零部件之间实现良好的结合，避免盲目开发导致的不实用和材料浪费。

4.3实体装配图的生成

在机械模型设定完成之后，三维CAD技术可以对系统运行中的资料进行分析，得出机械中各个零部件合理的装配过程，分析最高效的装配过程，为实际生产提供依据。

5.三维CAD技术在机械设计中存在的不足

5.1没有真正实现辅助设计

很多企业对于三维CAD技术的应用仅仅停留在初级阶段，也就是建立一个三维模型，获得机械的最终组装的效果。而事实上三维CAD技术可以做的事情还有很多，通过对于机械运行的模拟、机械各个零件组装的模拟，可以更好地调整组装过程，提高生产效率，这对于实际的生产是很有意义的。企业对三维CAD技术的认识仅仅停留在辅助绘图纸之上，没有充分发挥三维CAD技术的各种功能，自然也就难以凭借三维CAD技术实现自身的跨越式发展。

5.2没有专业的设计人员

三维CAD技术是一项复杂的技术，如果想要灵活地运用三维CAD技术进行机械设计，对于相关设计人员的专业素质要求较高。而事实上很多企业的设计人员都没有全面了解和掌握三维CAD技术，再者企业也不注重对于相关技术的技能培训，因而再利用三维CAD技术进行机械设计时，都仅仅停留在基本的运用，也就谈不上提高机械设计的效率，为企业创造更多的效益。

6.小结

科技的发展带来了三维CAD技术的出现，而三维CAD技术的出现给机械设计行业带来革命性的变革。三维CAD技术能够充分发挥机械设计的创造性，实现制造过程中全面信息化，为企业构建机械模型，检查各零部件是否合适，找到最高效率的实体装配图。但是在三维CAD技术的推广应用过程中，很多企业都没有充分发挥三维CAD技术的辅助设计功能，专业的设计人员也较为匮乏，这就导致企业无法提高机械设计效率，创造出有特色的产品，自然也就无法在激烈的市场竞争中为自己赢得更多的市场份额。机械设计行业应该充分重视对于三维CAD技术的开发应用，唯有如此，才能够增强整个行业的实力，推动行业不断向前发展。 [科]

【参考文献】

[1]张立荣.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].煤炭技术，2011，30（2）：16-18.

[2]徐悦.三维CAD技术对機械设计的影响分析[J].价值工程，2014，（19）：51-51，52.

[3]李银玉.三维CAD技术在机械设计中运用[J].科技资讯，2012，（25）：10-10.

CAD技术煤矿机械制造 篇4

1智能CAD技术概述

智能CAD技术是近几十年迅速发展的一种新技术, 这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程, 采用单一知识领域的符号推理技术, 解决某一领域内的特定问题。智能CAD系统的构成包括3个层次:a.基础层, 由计算机外部设备和系统软件组成;b.支撑层, 由数据库管理软件、网络服务软件和分析软件等组成;c.应用层, 应用层可以根据工作环境的不同设置不同CAD软件系统来完成相对应工作。智能CAD具备的功能包括4个方面内容:a.训算和分析功能, 可以完成产品的优化设计、有限元分析、可靠性分析和数字仿真模拟等一些科学手段的计算分析能力;b.图形图像处理功能, 例如三维几何的模型制造、二维图形技术和图形输出功能等;c.数据交换和管理的功能, 例如数据库的管理, 不同的CAD系统之间可以进行数据的交换和接口;d.可以进行文字的处理和编辑、文档的制作等, 还有一些网络功能和设计的能力。

2智能CAD技术在机械制造业中的实际应用

就机械制造业发展的实际情况来看, 其软件环境内部零部件的模型中包含着零件之间的多元化信息, 在提高各零件之间的相互联系以及相互配置的合理性方面发挥着重要的作用。智能CAD技术在建立模型的过程中, 主要将模型内部信息存储于软件内部工程数据当中, 机械制造过程中, 相关设计人员可以将已经参数化的模型数据信息输入到软件系统中, 从而得出相应的零部件模型, 满足机械制造应用的实际需求。

就宏观层面来看, 零部件模型参数大多以表格形式进行存储, 在软件环境中系统主要选用IBM DB2系统, 该系统是一种关系型数据库系统, 主要采用数据分级技术来促进机械制造中的大型机械数据下载, 切实提高LAN数据库服务器的工作效率, 从而为大型机数据的访问提供可靠的基础, 促进机械制造行业的数据库本地化和远程连接透明化, 一定程度上推动了机械制造业的发展。IBM DB2系统在机械制造行业中的有效应用, 切实提高了系统数据的实际利用效率, 促使机械数据保持高度的完整性, 为了机械制造程序运行的稳定性奠定了坚实的基础, 在机械制造大型应用系统中发挥着重要的作用。

在建立零部件模型的过程中, IBM DB2系统能够实现零部件的参数化, 并促进外部变量得以准确定义, 若其中零部件的特点比较复杂, 该系统所定义的特征参数就会相应增加, 此种情况下极易导致机械制造设计人员在对系统进行操作的过程中造成数据混淆, 难以对机械制造的准确性进行把握。那么在机械零部件设计过程中, 通过实例推理技术的积极引用, IBM DB2系统能够自主建立一个与软件环境保持高度一致的独立接口, 并结合软件的独特性要求, 以数据接口文件的形式来完成接口工作, 使得机械零部件设计更具科学性。在此过程中, 设计者在操作界面输入外部参数, 系统能够直接对参数进行保存, 进而促进数据接口文件的生成, 然后可以在Solid- Works软件来对零部件进行调试, 为机械制造水平的提升奠定可靠的基础。

实例推理技术简称CBR技术, 它是智能CAD技术系统的重要组成, 作为系统的核心, 能够促进系统内零部件模型的配制完成, 并具有较高的重复利用价值, 促进资源的优化配置, 与现代社会发展形势下的机械制造行业模型设计和变形设计的理念保持高度一致。

Solid- Works软件系统的实际应用过程中, 三维实例模型文件形式对零部件的原型实例模型进行存储, 从而实现了实例数据库的建立。原始实例数据库的建立, 需要将实例信息全部记录在计算机系统内部, 但是受到信息数据多样性和复杂性的影响, 原始数据实例模型的建立存在一定难度。那么通过智能CAD技术在机械制造中进行实际应用时, Solid- Works软件系统能够为实例数据模型的建立提供可靠的支撑, 该系统软件内部的工程数据库那个狗将其涵盖的零部件的配置模型在机械制造工程数据库中进行合理化的建立, 一旦机械制造工程需要, 可以进行特殊参数的设定, 进而对所需求模型进行提取, 促进机械制造的现代化发展。

在Solid Works软件环境下建立实例模型后通过数据的合理调整, 就可以建立各种型号的零部件模型。采用以实例数据库建立模型和参数化相互结合的方法, 完成零部件的配置。配置原型实例的建设过程如下:a.建立零部件的特征化参数模型;b.通过参数的输入确定零部件配置的模型;c.对配置的模型进行合适的修改, 得到可以运用在实际中的产品;d. 将建好的实例模型储存在Solid Works软件数据库中。这种方法有效地解决了运用实例表达的问题, 结合参数化的方法, 由此解决了不同型号的建模问题。CAD智能技术除了在零部件模型参数化技术和实例数据库建立方面的应用, 还有智能显示技术的应用、智能交互技术的应用和自动生成的技术等多种智能技术。

随着虚拟现实技术在智能CAD技术中己经开始应用, 设计人员在虚拟世界中创造新的产品, 可以从多个角度检查模拟对象是否具有一定的真实性, 及早地发现结构设计所涉及的碰撞问题, 可以较早地看到产品外形。虚拟技术也是智能CAD技术向前发展的一个标志。虚拟制造可以虚拟地模拟出原型的测试、仿真和加工等技术手段, 基于虚拟模型进行仿真分析, 然后得出实际制造中出现的问题, 有效降低了生产成本。

3结论

从宏观层面来看, 智能CAD技术在能够对贮存知识的数据库进行合理化设计, 在把握设计人员设计理念的基础上, 维护机械设计的可靠性, 对设计人员的错误操作进行准确的检测, 切实提高了机械制造设计系统的应用效果, 逐渐在机械制造领域中得到广泛的应用。当前CAD技术正逐渐向智能化、集成化和标准化方向发展, 能够实现真正意义上的数字化设计和制造, 推动机械制造行业的长足发展。

参考文献

[1]郑丹彤.智能CAD技术在农业机械设计中的应用[J].河北农机, 2015.

[2]李秋娟, 张兵.论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].化学工程与装备, 2010.

[3]张磊.浅析智能CAD技术在加工制造技术中的应用[J].甘肃科技, 2011.

CAD技术煤矿机械制造 篇5

您好!

衷心感谢您在百忙之中翻阅我的这份材料。我叫熊育威，是广东机电职业技术学院06届现代制造技术(CAD/CAM)专业毕业生。得知贵公司招聘新人，请允许我充满诚意地向你自荐：希望能为贵公司的一员。

在大学期间，我积极学习专业知识,以优异的成绩完成了“CAD、Pro/e、Mastercam、单片机、C语言、机械制造工艺与机床夹具、机械工程、公差、液压与气压传动、机械设计、电器控制系统与可编程系控制器、数控铣床操作技术和机床数控技术与应用”等工科知识。基于对机械设计的喜爱，灵活地操作和应用CAD、Pro/e、Mastercam软件，还熟悉其他的设计软件。我还能熟练地操作计算机各种常用软件，熟悉基本网页的制作。随着社会的发展科学的`进步，面对着激烈的竞争，我以扎实的基础、创新的精神面临挑战。

三年的大学生活，学习上，我在注重专业知识的同时，并根据自己的爱好努力学习课外知识，拓宽了自己的知识面，培养了自己的动手能力，将理论和实践联系在一起。我还积极参加课外活动，使我有了较强的组织能力也使我懂得了在工作中团结互助，顾全大局、服从指挥、统一协调的重要性。

俗话说：“活到老，学到老。”我不敢保证样样都能够得心应手，但我相信只要用心去做、尽自己最大的能力去做，那样才能赢得精彩，通过不断努力学习顺利地跨越从大学迈向工作的新起点。

祝贵公司事业蒸蒸日上!

此致

敬礼!

CAD技术煤矿机械制造 篇6

【关键词】CAD 机械设计 应用

人在现实生活中看到的3D实体，是有颜色、材料、硬度、外形、尺寸、位置等概念的实体，甚至是带有相当复杂的运动关系的3D实体。由于以前的表达手段有限，在机械制图中人们不得不共同约定了与第一象限平行正投影的规则，用几个相关联的2D投影图表达自己的3D设计。这种信息表达是不完整的，而且绘图、读图要经过专门练习，假如能直接从3D概念开始设计，这样的3D模型就能表达出设计构思所需的全部几何参数。只有从三维开始设计，CAD软件对设计的辅助作用就会很轻易扩展和贯穿到产品开发全过程。

从3D开始的设计，仍然需要2D工程图的表达，而且要遵守传统设计的规范，因此作为CAD基础软件，必须具备从3D白动生成2D的工程图。并且具有双向关联的能力。以此为基础，进一步进行应力应变分析、零件质量属性分析、空间运动分析、装配千涉分析、数字控制可加工性分析、准确的2D工程图生成、外观色彩和造型效果评价、装配产品爆炸图、产品设计数据治理等一系列的需求都应能充分予以满足，这才是CAD技术对设计全过程的有效的辅助，而且是有明确技术效益和经济效益的CAD.因此，传统的以2D工程图为主的图形设计的资料治理将变成3D设计数据的保存和治理，从而使高职院校的机械制图课就可以大幅度删减，尽量保留学生的3D原始概念，随之而来的是2D工程图的画法也应随之大幅度简化。

美国Autodesk公司的产品INVENTOR是目前很好用的软件之一。它是建立在AutoCAD的基础上，具有AutoCAD的全部2D图形处理功能，并且增加了大量针对机械设计的支持功能。它对于3D造型，是基于特征、基于尺寸约束和儿何约束的参数化造型方法，有较好的3D与2D双向关联的能力。对于3D曲面，有良好的造型、修整功能。INVENTOR的另一大特色是为其他公司的应用软件集成到特定的用户环境下提供了相当方便的二次开发接口，这也是对传统AutoCAD开放结构的有效继续和发展。对于复杂的投影线生成，漏标尺寸，漏画图线的问题，在INVENTOR中是很轻易解决的、在INVENTOR中，并不直接生成2D工程图，而是首先绘制草图，仅对某些标注尺寸而要人为作些修改和补充。

对于部件机构的空间运动和动力学的分析讨论，在完成了3D设计的概念后，在INVENTOR中加载相关的专业应用软件就可以进行，其操作和结果都和我们很熟悉的AutoCAD用户界面相似。对于应力应变分析，我们同时结合有限元分析软件如（Dynamic Designer ， Visual Nastran FEA），可以对复杂的机械系统进行完整的运动学和动力学仿真。能够计算出机械系统零件的运动情况，包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力，还可以作零件的强度和结构分析。

由于INVENTOR是以参数化三维特征建模为设计数据的表达，所以对于数控加工的分析处理提供了得天独厚的条件。目前基于INVENTOR开发的多种CAM软件也有许多，如从2D到3D粗加工、半精加工到最后的精加工，从刀位轨迹生成到数控（NC）代码转换，都是十分顺利的：处理速度也相当快。对于设计的更新与修改，INVENTOR也有独到之处，NIVENTOR中的三维建模模块本来就是3D参数化造型系统。例如尺寸修改，可以在3D造型上修改，也可以在与之相关2D工程图上修改，然后重新生成3D模型和2D相关图纸。对于设计下程治理，这只能由中国人自己完成，因为我们的设计习惯和治理要求与国外有所不同。目前国内已有一些优秀的软件和解决方案，如（Morrowsoft，CAXA）协同治理解决方案，通过应用OA，ERP等现代信息化治理工具，将极大地提高企业资源配置和生产流程治理能力。

对于三维CAD技术的应用有以下几点思考

一、把握和运用3D设计软件是有难度的

据笔者的经验，高职学生年轻，学得快但用得不好；面向企业经验丰富的工程师，大多数已不适应按3D概念进行设计构思，他们用平行正投影表达3D实体的思考方法已根深蒂固了。在学习3D设计软件之前，针对高职学生就是首先要解决基础知识和技术预备的问题。

二、任课教师本身的水平和经验不够，这可能是教学中最致命的问题

比起2D图形处理来说，3D设计更需要进行培训，不少学生用AutoCAD画2D图相当熟练，但在进入3D设计时，无论从概念还是造型技巧上，都感到相当生疏。高职院校应该加大资金投入，对任课教师培训，使他们尽早成为“双师型”。

三、学校实训设备问题

在CAD系统中有三个成员：硬件、软件和使用者，使用者是这个系统中的重要因素；设备在CAD系统的应用效果上起着要害作用。必须明确使用CAD系统要解决什么问题？怎样的结果才是想要的？什么功能对学校的专业设计是最要害的？并不是软件功能越多、越强就越好，要看做什么用。所以必须结合高职院校人才培养目标、专业建设和教学实际需求，合理有效并且经济地配置资源。

现代CAD技术与机械制图 篇7

关键词：机械工业,CAD技术,机械制图

教育改革是我们津津乐道的话题, 当前整个中国都处在教育改革的变革期, 高等教育也不例外。机械制图作为机械专业学生应该具备的专业和职业素养, 其课程改革对于提高我国制造业的从业人员水平和机械类学生在参与社会竞争的核心竞争力意义深远。本文基于现代CAD技术的发展状况, 窥探这些变化对机械制图课程教学的影响。

1 CAD技术的发展概况

利用投影法表达我们的设计意愿从而形成图纸应用于工业生产已经有200多年的历史。20世纪50年代以来, 计算机辅助设计技术的发展以及在图像显示领域的快速发展, 推动计算机逐渐取代人工制图成为绘制工程图纸的主要工具。最初CAD的使用只是用计算机模拟手工绘制, 当前CAD技术进展到了可以在计算机硬件平台上在其软件支撑下建立完整的三维几何模型的阶段。准确的定义CAD技术是以计算机作为主要的操作工具, 以其软件支撑位平台来生成和运用各种数字信息与图形信息以进行产品的设计和制造。而我们培养的机械人才储备在今后的生涯中大都从事机械设计和制造类的工作, 无论是从提高我们学生的竞争力还是就整个机械行业而言, CAD技术不可避免的对机械制图课程产生了重大的冲击和影响, 同时也对机械制图的教学工作产生了机遇和挑战。目前通用的CAD软件主要是美国Autodesk软件公司成产的Auto CAD。基本上高等院校都开设了这种软件的教学工作, 但是其实际效果就不甚理想。这个值得我们思考?

很多人都认为处于变革期的我们需要选择一种温和的教育改革方式。而机械制图教学改革, 需要的只是从原来的教学学时中抽出一部分时间来进行计算机制图的教学, 或者是在书中抽一部分版面注明各个章节图形的计算机绘图绘制方法。笔者却以为这种改革不是我们所需要的, 也不能满足时代的要求, 我们需要的是一种全新的视角。目前, 无论是设计工厂还是研究院所对CAD软件的使用大都停留在二维绘图的水平, 这种水平的利用只是采用计算机这个媒介代替手工绘图, 基本上对CAD技术的理解也就限于制图。其实这是对CAD技术的一种误解, 这对我们的教学有相当的阻碍, 以至于很多机械专业的学生对CAD的认识存在误区。当然这个误区是我们在实际使用时的局限性形成的思维定势。同样, 在20世纪70年代和20世纪0年, 这种方法确实为我们的生产效率和生产效益带来了积极地效果, 对我们的生产积极性也起到了提高的效果。所以这种CAD的低端应用被广泛的接受和认可也是有一定的道理的。但是面对21世纪, 这种简单的转化显然是不足以满足要求的。

那么现代CAD技术的应用应该达到的效果是什么呢?其实我们现代CAD技术的主要目的和任务就是三维建模。在一个有严格数字定义的条件下, 比如一个严格界定的线条。一个严格定义的平面, 基于此我们设计出我们的数字三维实体。这个三维实体是可以实时修正的, 我们可以修改其中的数字条件和约束条件, 从而得到我们所预想的结果, 满足不同客户对不同产品的设计要求。可能首先的三位数字建模对我们存在认知和操作上的挑战, 但是这个设计的结果能带我们的效率是纯粹的计算机取代手工无法达到的效率。这是CAD技术的趋势, 也是我们制图人员必须要顺应的潮流。结果是我们就可以基于此进行满足各行各业所需要的产品的设计、开发、制造和分析。我们可以很灵活的修改参数和约束, 不需要每一个产品都重复以前的设计过程, 大大的提高我们的设计效率, 缩短每一次的设计周期。

我们可以实时的根据客户的需要和满意度来调整我们产品的三维构型, 直到客户满意为止。这样的设计过程应该是最理想的设计过程, 我们充分的应用了软件的平台, 节约了我们的精力却取得了相当的效果, 可以说是事半功倍。

2 大多高等学校机械制图的教学方法

现代机器的生产过程实质就是许多零件的装配过程, 而零件的生产和制造都是基于设计图纸。可以说, 设计图纸既是用户意愿和要求的表达, 也是行业内交流和沟通的通用语言。因而设计图纸是一个工厂或者设计部门的重要技术资料, 甚至是一个机构赖以生存的基础所在, 所以设计图纸被形象的比喻为“工程界的语言”。比如现在我们需要生产一个产品, 首先我们需要根据用户的使用要求来设计产品的总装图和所有涉及到的零件图, 然后根据加工条件选择适当的工艺方法, 有时基于有限的加工条件和环境还要对图纸进行适当的修改, 然后是机械加工阶段制造出所有需要的零件, 再按总装图装配完成。这就是传统的机械加工方法。因此机械制图课程成为高等院校机械专业的教学内容。这是一门必修的专业基础课, 使我们绘制图纸和阅读图纸的基本功。其主要内容是基于投影法和“机械制图”国家标准研究机械图纸的绘制和阅读。现在几乎所有开设有机械专业的高等院校都教授《画法几何与机械制图》, 课程由画法几何和机械制图两部分组成。画法几何主要内容是图示法和图解法, 所谓图解法就是研究在二维平面上表达三维空间形体的方法;所谓图解法就是研究在平面上利用图形来解决空间几何问题的方法。而机械制图旨在加强学生的造型和绘图的能力;加强学生的组合体构型设计能力;加强学生的零件构型设计和装配体构型设计能力;加强学生的徒手绘图能力。在教授这门课程时, 大多数高等院校侧重与画法几何的教学, 在机械制图上安排的时间不足, 导致学生在学习后面部分时学习积极性不足, 学习效率低下。

3 CAD技术对机械制图教育改革提出的要求

从应对高速发展的CAD技术和参与激烈的就业竞争的角度出发, 传统的机械制图教学难以满足21世纪对人才素质和水品的要求, 无疑改革是我们的出路和通途。我们需要更新教育思想, 改革教学内容, 结合机械设计过程和产品开发流程综合安排, 比如采用多媒体教学或者探索改变机械制图的教授方法, 更快更好的达到我们的教学目标。具体来讲, 应该转化教学重点。在教学工作中强调机械制图的重要性, 寻找画法几何与机械制图平衡点, 加强学生对形体的抽象思维能力。特别是学生的构思能力, 这将之间影响学生未来工作的制图能力, 同时这也是当今世界计算机辅助设计技术迅速发展对机械制图教学和机械行业提出的时代要求。当前在机械生产和开发设计的过程中, CAD技术在整个过程中处于的主导地位, 所以机械制图的课程改革需要也必须顺应这个时代和技术的洪流, 这样我们的教学才是有价值的, 才是有意义的, 也只有这样我们才能造就这个行业未来的领军力量。

CAD技术是当前世界上科技领域的前沿课题, 是21世纪机械工业的核心技术基础, 是每一个机械行业人应该有的基本素养。为了适应市场的变化和日趋激烈的就业竞争, 作为高校的机械制图教学, 应该密切的关注CAD技术的国际发展趋势和潮流, 积极地引导学生靠近潮流, 顺应潮流, 同时我们需要不断地拓展和丰富我们的实践教学, 提高学生的竞争力, 使学生能适应时代和世纪的挑战。

参考文献

[1]何方文.计算机辅助设计AutoCAD教程[M].广州:华南理工大学出版社, l998.

[2]董国耀, 李莉.关于图学教育改革与发展[D].面向21世纪的图学教育——第十二届全国图学教育研讨会暨第三届制图CAI课件演示交流会论文集, 2000.

运用CAD技术辅助船舶制造 篇8

船体结构模块是针对船体结构进行三维建模, 基于此模型可以完成船舶工程中从基本设计到详细设计以及建造过程所需考虑的船体分段、组立、板架和零件的生产设计。由于船体结构存储具有拓扑关系, 使得船体工程师能快速、便捷地创建及修改甲板、舱壁、扶强材、外板型材、桁材、折边板、面板、肘板等, 无须重复劳作。船体结构模块功能强大, 包括规则定制、支持多样检索和存储结构模型等、参数化定义船厂标准, 还可以建立适应不同船厂标准的穿越孔、端切形式、型材类型、肘板、开孔等实体集合组成的项目库。

对于生产所需要的各种生产信息, 如焊接信息、零件清单、重量重心、型材列表、型材套料、型材草图、外板型材弯曲信息、套料零件的几何形状等, 直接由内置的报告生成器从三维模型中提取。用户可以定义自己的报表格式并且从三维模型中控制查询各种生产和流程数据。三维组立图以及二维、三维相结合的组立图可以自动生成。如图1所示:

通过软件管理显著加快施工准备过程, 使得船舶建造、施工计划、施工准备和生产车间之间的信息流更加流畅精简。可以对组装件、下级组装件、板架和零件编号自动检测。例如, 将型材、肘板、补板等构件自动分配到对应的板架上。另外, 每个单独零件根据零件属性以及工作流程可以自动获得生产车间的“流程代码”和“工作代码”, 例如, 折边、切割、压弯、开坡口等;而且, 可以快捷地控制整个船体分段组装, 并提供三维装配动画演示功能。最终提高船舶建造过程中的几个组装阶段的生产能力。

利用软件创建和修改通用图纸和布置图, 如总布置图、典型剖面图、结构划分图、安全图、人孔、门窗布置图以及二维舱室布置图;生成大部分图纸, 如各种送审图、结构图、分段图、生产图纸等;协同设计, 能够利用世界各地最后的资源, 多个不同地点同时进行项目设计工作, 从而节省时间和费用。

原理图模块是一个面向流程和工艺仪表流程图的集成计算机辅助设计系统。

针对不同的管道和仪表流程图, 可以生成设备清单、管道清单、阀门清单等。一旦有了基本的船舶尺寸, 并且总体工艺和部件的P&ID在甲板平面上创建好后, 初步的材料估计工具可以创建船舶上所需的材料和部件的估算表格。这在报价设计阶段快速估计船舶材料成本非常有用。

工厂模块是个集成的、数据库驱动的设计模块, 可以在实体和彩色模式, 进行工厂的三维布置、配管、暖通和结构设计, 如图2所示。工厂模块独特的三维查看技术和模型数据库结构让最大最复杂的设计模型变得极其轻便并且用户友好。X射线功能让用户即使在周边物件遮挡的情况下也可以看见建模的部分。在配管和布置电缆桥架的时候在线碰撞控制的功能可以在碰撞发生时立即警告用户。另外, 工厂模块可以自动地把诸多信息分配给三维模型中的所有对象, 并且对项目里对象所有权进行控制管理。例如, 一根管线可以有流向信息、连接信息、材料、尺寸、所有权等信息, 所有这些信息在生成管道布置图、轴测图、管段图和材料清单的时候都是可用的。

工厂模块里管道和电缆桥架是以规范驱动的。这种基于规则的管道和电缆桥架的建模方式确保了在建模过程中材料、尺寸、保温和其他元件被正确使用。其提供的多种自动配管方法, 设计人员只要指定管线的起点和终点, 系统便能根据预先定义的设置自动创建管路。

工厂模块的一个最强大的特点就是对其已有的模型修改非常简单。例如, 设备位置变动时, 与设备口相连的管线部分可以随着设备一起变动。另外, 当在三维模型内加入孔洞时, 用户只需挑选钢结构并选择开孔请求。

支架设计模块让管线、风管和电缆桥架的主次支架的建模变得简单快捷。设计人员只需输入支架的位置, 图纸便可自动生成。

电缆布置模块具有自动的布置功能, 可以选择最佳电缆路径、计算切割长度、检查电缆通路的填充率和检查在不同电缆通路间电缆的碰撞事件。在布置电缆时能显著节省工时, 并缩短在船舶上安装预切电缆所需的时间。电缆通路可以用不同的部件来布置, 如托架、电缆梯或者电缆导管。可以基于现存的电缆通路和模型上的穿舱信息创建动态的节点网络。此节点网络可以显示船舶上电缆所有可能的路径。系统利用节点网络找到电缆在设备与其他对象之间的最佳路径。一旦电缆的节点网络创建好以后, 用户可以继续定义不同的电缆类型。电缆定义包含了电缆属性信息, 如电缆ID、电缆类型、带电缆节点的前端设备名、带电缆节点的后端设备名等。电缆被创建好以后, 它会显示在没有布置的电缆列表内。电缆定义可以手动, 也可以从Excel表格导入。

综上所述, CAD技术涉及船舶制造领域的方方面面, 发挥重要作用。首先, 计算机辅助制造CAD技术, 可提供完整的设计、工艺、制造船舶产品模型, 确保模型图纸的一致性, 实现CAD/CAPP/CAM集成一体的数字化生成线。其次, 参数化定制技术, 为船舶设计人员提供了强有力的设计手段;有利于较快掌握先进的船舶设计与制造技术。最后, 实现“壳、舾、涂一体化”, 即生成完整的壳、舾、涂完整的制造、管理信息, 并实现设计、制造、生产、管理一体化。

摘要：通过CAD技术的运用, 使得船舶制造中的设计工作更加可行、有效。

CAD技术煤矿机械制造 篇9

关键词：CAD技术,机械制图,关键技术

机械制图是指设计者与制造者之间进行交流的一种媒介,设计者对机械的参数进行统计制造,而制造者负责对其进行绘制。传统的制图方式是手工进行制图,但在CAD技术的不断发展下,逐渐代替了手工的制图方式,而是采用机械的制图方式,大大提高了工作效率,并且制作出的图纸也较为准确。因此,机械制图的使用离不开CAD技术的帮助。

一、CAD技术的关键技术

(一)造型技术

CAD技术主要涉及几何形状的描述、分析,在三维造型理论不受限制的程度越来越大的条件下,导致传统几何的缺点越来越突出:如,描述的能力较差、信息收集的不完整,而CAD造型技术主要包括线框造型与实体造型。线框造型是一种最早的三维模型,由点、直线及曲线组成,对产品的外观进行描述并且对实体的影像进行调换控制。而实体造型主要是由立方体、圆柱体、锥体及球体等元素构成,是通过计算的方式来生产所需要的形状,并且对每种图形都有其具体的定义与解释,比较常见的实体造型方法有边界表示法、分割表示法、扫描法及特征造型法等方法,对机械制图的发展具有促进作用。

(二)数据库技术

目前,我国的数据库体系尚且没有得到完全的发展,但在长期不断的努力发展中,已经取得了初步的成效,具有多种技术与功能。例如,版本管理、支持文本、图形的管理及动态的修改等,就是对一些复杂的事物进行描述与解释,从而达到机械制图的目的。

(三)界面技术

界面技术主要包括以下几点:一是灵活性,在界面的设计中,必须满足不同用户对界面的不同需求进行设计,做到灵活的运用。二是相似性,就是指内部软件的程序与其他软件程序有相似的地方,所以具有相似性。三是直接性,对于所有传出的信息都进行严格的要求,保证其清晰准确,使外界的用户能进行及时准确的了解。

二、CAD技术在机械制图中的应用

(一)画法几何应用

在进行具体的应用实践时,可以利用坐标的形式来对点面进行控制,可以利用“视口”来建立主视、俯视、左视及西南的四个视口,并且创建三维模型,三维模型发挥着重要的作用。通过这种方法对不同位置上线与面的投影特点进行分析,并将其融入具体的实体图中,起到投影学习的作用。

(二)剖视图应用

由于剖视图图内的虚线较多,形状比较复杂,因此,一般适用于多孔槽的部件,在剖视图的描绘中,很难看出视图的具体本质,而CAD技术的使用,可以通过建立模型,然后利用剖切功能,对部件进行剖切,进而观察到内部的具体结构,进行图形的绘制。除此之外,运用CAD技术时,要根据不同的角度对不同的位置进行剖切,以便于加深对视图的理解与认识。

(三)组合体视图应用

一般来说,在对机械制图的绘制中,通常使用的方法是线面与形体的分析方法,对投影的特点及规律进行掌握,并且通过这种形式对各个部分之间的联系进行整理。同时,也可以用CAD技术来对模型进行组合,按照组合的方式,将几何体进行构建,将具体的位置都落实好,进而绘制出组合体。由此可知,对于一些数量多、体积大、较为复杂的结构图也可以采用CAD技术进行绘制。

(四)基本机械形状应用

在机械制图的过程中,CAD技术可以对一些简单的形状如多边形、长方形、椭圆形等进行迅速的绘制。例如,在对角线长为100的五边形绘制中,首先先画两条同为100长的先端,并且以其中之一为端点进行旋转。其次,两个相交的点进行连接,即为五边形的其中一条边,以此类举,连续旋转五次,画出五边形的五条边。再次,将已经画出的五条边进行端点与端点的连接,进而画出五边形。同时也可以利用CAD技术进行绘制,输入边数5,选择其中的一点作为五边形的中心点,进而对五边形进行绘制。在椭圆的绘制中,也可以利用CAD技术对其进行绘制,选择好椭圆的图标,根据椭圆周边的图形进行不同方式的绘制,同时也可以设置相应的参数来达到自己想要的弧度。

总而言之,在信息技术的不断发展下,CAD技术也得到了相应的进步,并在不同的领域得到了广泛的应用与发展。同时CAD技术在机械制图中的应用,更方便对将要设计的图形进行观察、了解及分析,并且通过CAD技术的应用了解到部件的结构及形状,进而进行更为具体的机械制图。因此,我国应重视对CAD技术的运用与发展,同时促进机械制图技术的进步。

参考文献

[1]范宁.CAD技术与机械制图关键技术探讨[J].中国高新技术企业,2015(3):26-27.

[2]樊丽娜.机械CAD与机械制图的结合在机械制造中的应用[J].科学导报,2015(17):273.

论机械设计中CAD技术的应用 篇10

关键词：机械设计,CAD,应用

机械设计作为一个具有几百年历史的技术领域, 也在世界科技进步的大潮中获得了新生。各种设计技术、计算技术、设计工具乃至新材料、新工艺在机械设计与制造中的应用, 使机械工程设计过程中单调机械的工作大幅度持续减少, 设计人员的创造性思维得到前所未有的解放。与此同时, 传统的理论体系、方法体系也受到强烈的冲击。CAD技术是先进制造技术的重要组成部分, 是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。CAD系统的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化, 已经产生并必然继续产生巨大的社会经济效益。

1 CAD技术在机械产品设计中的应用

CAD技术作为机械工程设计中最具活力的技术手段, 它主要应用于机械设计的以下诸方面:几何建模、工程分析 (如结构分析中的应力/应变计算、动态特性、热传导特性分析等) 、设计审查与评价 (如公差分配审查、干涉检查、运动仿真等) 、计算机辅助绘图、工程数据库的建立及其操作、工程设计信息的处理、检索和交换等。目前来看, 在机械产品设计中, CAD技术的应用主要集中在计算机二维绘图和三维实体造型和性能分析、结构优化2个方面。

一方面, 从CAD技术产生的初期只能进行一些简单的二维图形绘制到如今CAD技术质的飞跃, 已经由形成之初的计算机辅助绘图, 发展成为了真正意义上的计算机辅助设计。目前在机械行业中应用比较广泛的二维CAD绘图软件依次是:AUTOCAD、CAXA电子图板、开目CAD、机械设计师CAD、PCCAD等。现在设计人员已经开始具有有效地、全面地进行计算机辅助设计的思想观念。同时, 目前多数企业的图形CAD系统通过不断的摸索和应用, 总的设计效率得到了一定程度的提高。另外, 他们也逐渐认识到了图形分析、图纸资料的共享、信息集成化等较高层次的CAD技术应用的重要性。

另一方面, 在机械产品的设计中, 借助CAD技术, 产品的性能设计和结构优化设计技术能得到充分的施展, 即CAE计算机辅助工程技术, 而不仅仅是代替简单而重复的人工劳动。在进行产品设计过程中, 产品设计人员可以进行产品的性能分析设计和结构优化设计, 并将产品的形体设计与产品性能设计结合起来, 运用相关计算机辅助设计技术实现对产品各主要零部件的动、静态分析和结构形体等的优化。

尽管CAD技术具有其独特的优越性, 但是目前为止, 机械人员利用CAD技术进行产品设计的效率和质量还停留在一个初级的水平, 需要得到不断的实践和总结。

2 CAD技术在机械设计中的优点

通过实际运用三维CAD系统软件, 体会到三维CAD系统软件比二维CAD系统软件具有更高效率、更快速度、更低成本的优势。具体表现在以下几点:

2.1 缩短了机械设计周期

使用三维CAD系统软件, 可以在装配环境中设计新零件;也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件, 既方便又快捷, 还可保证新零件与相邻零件的精确配合, 避免了单独设计零件出现错误而导致装配的失败。总之, 采用三维CAD技术, 缩短了机械设计周期, 大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时, 只需对其中部分零部件进行重新设计和制造, 而大部分零部件的设计都将继承以往的信息, 使机械设计的效率提高了3倍~5倍。同时, 三维CAD系统具有高度变型设计能力, 能够通过快速重构, 得到一种全新的机械产品。

2.2 在装配环境中装配零件方便直观

运用不同的装配关系可以把各个机械零件装配起来。在装配过程中, 资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系, 若装配不正确或发生干涉, 查找器即予以显示, 同时可对零件的装配进行静干涉的检查, 如果发现干涉就可及时对零件等进行修改, 以保证设计的正确性。另外, 零件还可以隐藏, 在隐藏了外部零件后, 可清楚地看到内部的装配结构。在整个机器或某个部件装配模型完成后还能进行运动演示, 对于有一定运动行程要求的, 可检验行程是否达到要求, 对于在静态下不发生干涉而在运动中出现碰撞的也可检验出来, 从而及时对设计进行更改, 保证设计的正确性, 避免了机械产品生产后才发现问题需要修改甚至报废。

2.3 提高机械产品的技术含量和质量

由于机械产品与信息技术相融合, 同时采用了CAD设计方法和CIMS组织生产, 使机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法, 如优化、有限元受力分析等, 保证了产品的设计质量。同时, 大型企业数控加工手段较完善, 再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工, 一致性很好, 保证了产品的质量。

3 常见的机械设计中的CAD技术

CAD技术在机械设计中的应用主要集中在零件与装配图的实体生成、CAD/CAM、CAE软件的应用。CAD技术彻底更新了设计手段和设计方法, 摆脱了传统设计模式的束缚, 引进了现代设计观念, 促进了机械制造业的高速发展。

首先, 就零件与装配图的实体生成而言, CAD的三维建模方法有三种, 即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中, 都有一些基本体系。如在AUTO-CAD的三维实体造型模块中, 系统提供了六种基本体系, 即立方体、球体、圆柱体、锥体、环状体和楔形体。对简单的零件, 可通过对其进行结构分析, 将其分解成若干基本体, 对基本体进行三维实体造型, 之后再对其进行交、并、差等布尔运算, 便可得出零件的三维实体模型。另外, 在零件实体构造完成后, 利用机器运动分析过程中的资料, 在运动的某一位置, 按各零件所在的坐标进行“装配”, 这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。

其次, 模具CAD/CAM的集成制造。随着科学技术的不断发展, 制造行业的生产技术不断提高, 从普通机床到数控机床和加工中心, 从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE, 制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时, 模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术等, 几乎覆盖了整个现代制造技术。一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础, 进行统一管理, 而实体造型是工程数据的主要来源之一。

再者, 机械CAE软件的应用。机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后, 才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。

4 机械设计中CAD技术的发展

三维CAD系统使人们能够直接由思维中的三维模型开始设计, 有了表达全部集合参数和设计构想的可能, 使整体设计过程能够在三维模型中分析与研究, 并能使用统一的数据, 因而能够更好地完善其设计思想, 从而使设计方案理想化。在三维的CAD产品设计中, 可以建立充分而完整的统一数据库, 并以此为基础, 对整体设计或部件进行各类分析。从长远的观点看, 三维CAD技术必然会替代二维绘图。随着计算机性能的提高, 网络通讯的普及化、信息处理的智能化、多媒体技术的实用化, CAD三维技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。正确把握CAD技术的发展趋势, 对我国CAD软件行业的开发及企业正确规划自身的CAD应用系统, 都有深远的意义。

可以预见, 随着近年来人工智能、知识库数据库技术、信息集成与交换技术的飞速发展和信息交换标准的拟定、发展与完善, CAD技术正在向智能化、信息集成化、信息交换接口标准化方向发展, 它在机械设计过程中的应用也趋于向设计早期深入。

参考文献

[1]郭聚东, 宋怀庆, 制造技术对CAD技术的影响[J], 煤矿机械2004.

[2]彭嵩, CAD技术应用状况与发展趋势浅析[J], 矿山机械, 2000.

CAD技术煤矿机械制造 篇11

我国在上世纪70年代末开始对模具CAD系统进行开发，起步较晚，与工业发达国家的差距较大。目前，我国研发的CAD系统主要有：精密冲模CAD系统，北京机电研究院研发的冲截模CAD系统，华中科技大学研发的冷冲模CAD系统以及上海交通大学研发的冷冲模CAD系统，除此之外，西安交通大学、清华大学、浙江大学等在模具CAD系统研制方面也取得较多的成果。目前CAD技术在我国模具工业中推广与应用还存在着不少问题例如1CAD技术应用的集成化程度低，许多企业仍然停留在NC编程、绘图等的应用上。2CAD系统大部分需要依靠进口。3）应用技术和设备的缺乏导致很多些企业引进的CAD系统没能充分发挥其功效。由于我国对CAD技术的重视程度提高以及汽车等工业的发展迅猛，SCAD技术的研发、推广与应用提供了良好的条件。

在零件的加工过程中，把零件的形状、尺寸、加工步骤、工艺参形式的代码，将这些代码输入数控机床的控制系统中，这些代码经过理后驱动伺服系统来控制机床工作，自动对零件进行加工。三维真实感流动模拟技术虽然具有很多优势，但是也存在一些缺陷。由于采用一维有限差分和二维有限元的稱合，不能兼顾到液态塑料在厚度方向上流动的速度，因此不能分析成型过程中的微观表现，比如液态塑料前沿的推进方式和流动形态。然而直接利用塑了件三维实体的基本信息来生成立体的三维流动模拟技术，用生成的三维立体网格直接进行有限元计算，并且分析的结果能直接在三维实体上显示出来。

随着电子技术的不断发展，数控技术由以前的硬件数控发展到了计算机控制。采用计算机控制，不仅提高了数控机床的加工精度，而且拓展了数控技术的应用范围。随着对数控加工技术不断的研究与完善，各种通用及专用的CAD系统不断被研发出来，目前数控技术以及CAD系统在模具设计与加工领域中起着不可替代作用。在模具加工过程中，利用数加工控技术可明显缩短模具制造周期，提高模具制造加工精度以及降低成本。数控铣是在模具数控加工中最常用的加工方法。数控编程是指从零件形状和尺寸到得到加工程序的整个过程。数控编程的的任务主要是计算加工走刀过程中的刀位点。一般来说，取刀具表面的交点与刀具轴线作为刀位点，如果是在多轴加工中需要给出刀轴矢量。数控编程过程是目前CAD / CAPP / CAM系统中最能体现效益的环节之一，它在实现提高加工质量和加工精度、加工自动化、缩短产品研发周期等这些方面发挥着非常重要的作用。在汽车工业、航空工业等诸多领域都有着广泛的应用

我国“十二五”规划中对模具工业发展提出了明确目标：模具的加工精度达到士0.001mm；生产周期缩短30%；机床数控使用率提高一倍；复杂、精密、大型等模具制作的比例提高到10%。为了实现上述目标，对模具加工技术提出了跟高的要求。作为模具加工的重要技术——数控加工技术在近年来也取得了较大的发展。德国DMG公司研发的DMG50 EVO linear五轴联动加工中心，使x轴的移动达到了80m/min，主轴转速18000r/min，其加速度达到了lOm/s2。日本森精机制作所研制的NV4000 DCG高精度立式加工中心主轴转速也达到了2000r/rain。另外，瑞士，美国，西班牙，台湾等相关公司也相继研制出了各类先进设备我国沈阳机床集团、华中数控、广州数控等企业先后研制了大量的先进设备，比如北京机床所精密机电有限公司研制的M1000-3V高精度立式加工中心主轴转速达到12000r/rain，换刀时间1. 5s/（T-T），ATC刀具数为24，并且该加工中心各轴的定位精度达到0.008mm，重复定位精度达到了0.004mm。就设备而言，数控统床、加工中心等正向高精、高速、复合、柔性化、智能等方向发展。我国此类设备比发达国家相比还有一定的差距，许多高精密设备仍需进口。

CAD是近20年以来在工业上快速发展的计算机应用技术，CAD技术的推广与应用，导致了制造业的技术革命，极大地改变了产人们设计和制造方式和手段。CAD技术在模具制造业中广泛应用，大大地提高了生产效率，改善了产品质量，降低了成本以及减轻了劳动强度。由于跟传统方法相比，模具CAD技术应用拥有无法比拟的优越性，因此越来越多的模具企业对CAD技术的研发与应用开始重视”

比如，1964年美国通用公司就研发出了一款车身CAD系统，1966年英国PSF公司采用CAD系统实现了汽车车身制造一体化技术的改革；1973年前后美国DIECOMP公司研制的PDDC连续模CAD系统，可以根据产品类型选择模具的结构形式，极大地方便了凸模、模架和模芯等的设计工作。该系统的应用不仅提高了产品质量，而且缩短了模具的设计周期，设计一套模具的周期由原来的8周缩短至2周。1977年，捷克研发成功的AKT系统，适用于各类简单、复合以及连续冲截模的设计与制造，使用该系统可降低一半的成本，时间有一个月缩至八天；日本在1978年研发的MEL系统和1979年研制的PENTAX系统，能提高4一 10倍的设计效率；1985年由日本日新精密机器公司研发改进的模具CAD系统可进行自动数控编程，并且对其软件进行能二次开发。

现代机械设计中的CAD技术分析 篇12

CAD是计算机辅助设计 (Computer Aided Design) 的英文缩写, 其利用计算机雄厚的图形处理及数值计算的能力, 从而辅助工程技术人员进行产品或工程的设计及分析, 提高效率, 取得研究创新成果的一种技术。CAD技术诞生于1950年, 直至今日, 已被广泛地应用于机械、建筑、电子、化工、能源交通以及航空航天等领域已经有效提高了产品的设计效率。现今计算机辅助制造技术与产品数据管理技术及计算机集成制造系统以相互融合。产品设计决定着产品的命运, 是产品销售的重要的环节, 产品的设计直接关系着产品的自身成本以及价值。目前, 随着科学技术的发展, CAD系统也逐渐成熟, 在最初的数值计算和图形处理功能的基础上演变进步成人工智能CAD系统。科学技术以及经济的发展推动着CAD技术新特征的产生以及发展方向, 从而使新时代制造业越来越适应市场的变化。以智能CAD为代表的现代设计技术是由设计专家系统完成的。这种系统可以模拟某项专家设计的过程, 采用相应知识进行推理技术应用, 解决相应领域内某些特定的问题。该系统将人工智能与有限元、计算机绘图等相关技术融为一体, 尽量将计算机应用到方案决策、性能分析等常规设计过程中去, 在计算机的辅助下, 可以有效提高设计效率。

二、三维CAD技术在机械设计中的优点

笔者通过亲身体验及研究, 认识到三维CAD系统软件在机械设计过程中比二维CAD优势要大, 具体有:

1、零件设计更方便

三维CAD系统, 不仅可以装配环境中设计的新零件, 而且可以根据相邻零件的位置与形状设计出新的零件, 方便而且快捷, 可有效防止因单独设计零件而导致得装配失败。

2、装配零件更加直观

资源查找器中的装配路径查找器能够记忆零件之间的装配关系, 装配若出现差错, 系统就会显示。另外, 还可以隐藏零件, 一旦隐藏外部零件, 内部的装配结构就会清晰显现出来。当机器装配模型完成后, 能够依据系统进行运动演示, 还可检验运动行程是否符合要求, 及时作出修改, 防止产品生产后发现问题, 从而耽误进度和产品, 造成严重浪费。

3、缩短机械设计的周期

三维CAD技术可以缩短机械设计的时间, 有效提高设计和生产的效率。利用三维CAD系统开发、设计新机械时, 系统会自动记忆之前的设计信息, 工程师或设计师只需重新设计和制造部分的零部件, 可以提高机械设计3~5倍的效率。三维CAD系统能够通过快速重构, 设计出一种全新的机械产品。

4、提高机械产品的技术含量与质量

将信息技术应用到机械产品设计中, 采用智能CAD系统进行组织生产, 机械产品设计呈现新景象, 三维CAD技术采用优化、产品虚拟设计、有限元受力分析和优化设计等先进设计方法, 从而在技术上确保了产品设计的质量。一些大型企业本身有着完善的数控加工手段, 在辅以CAD技术进行机械零件加工, 有效确定产品零件的一致性, 从而确保产品的质量。

三、CAD前沿技术及发展趋势

1、图形交互技术

CAD软件主要是进行产品创新的, 所以操作要简单方便。设计师所处的工作环境要适应其设计以及思路的需要, 所以, 一个智能化的环境可以将他们的精力都集中在工作中, 从而设计出具有创造性的机械产品。因此, 智能CAD系统的一系列人性化的功能, 可以促进设计师的灵感吸收。为了更好的协作设计师的工作, 一些更人性化的新技术正在研究之中。

2、智能CAD技术

CAD系统的应用逐渐多元化以及广泛化, 应用需求对其自身要求也就更高, 设计是一种创造性活动, 丰富着我们的社会以及生活, 而智能设计则是设计发展的必然方向。在知识化与信息化的基础上, 智能设计将各种信息融合在一起, 建立知识库, 当设计师有需要时, 可以准确及时的提供其所需资料。还可根据设计人员的意图来提出具有针对性的建议或者方案, 且可以自动检测失误。CAD系统还具有推理功能, 可以根据设计人员的操作过程来推断其所需。所以, 即使是新手也可以设计出好的产品来。创新设计是现代设计的核心, 现在, 人们想要把创新技法结合人工智能技术应用到CAD技术中, 用智能设计和智能制造系统去指导和解决新产品设计制造过程中出现的问题, 使产品和工程更具有创造性。

3、虚拟现实技术

虚拟现实技术已经开始在CAD中应用, 设计人员可以在虚拟世界中创造新产品, 直接对模拟对象进行操作, 检验产品设计是否完善, 尽早发现产品结构空间布局中的干涉与运动机构的碰撞等问题, 在新产品制造之前看到产品的外形, 从而可以整体评价产品的设计, 虚拟产品建模就是指在计算机系统中根据产品要求, 模拟样机的过程。可以在虚拟世界中直接对产品进行加工、完善性能、评价测试等, 分析其各方面性能。从而在真实产品制造出来之前, 避免设计失误等问题引起的产品缺陷和资源浪费。从而降低成本.此智能技术将成为CAD技术在机械设计发展中的重要方向。

四、讨论

虚拟产品建模可以从整体上来评价产品的设计, 分析其整体性能。从而在真实产品制造出来之前, 避免产品缺陷和资源浪费, 从而降低生产成本。现在机械设计中经常会出现重复设计、信息资源利用少等问题, 在现代机械设计中应用CAD技术, 不仅可以解决此类问题, 还可以缩短产品的开发周期, 提高经济效益, 实现真正的数字化设计与制造, 谱写机械设计制造业新的章程。

参考文献

[1]张静:《机械设计中的流体传动CAD系统》, 《煤炭技术》, 2007 (1) :14～15。

[2]刘国强:《应用CAD技术的现代机械设计》, 《中国新技术新产品》, 2008 (11) :69～69。

[3]马慧煜:《论CAD在机械设计中的应用》, 《现代商贸工业》, 2008 (9) :349～350。