CAD在机械设计方案中的应用 .docx

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1、精品名师归纳总结泰山职业技术学院毕业设计（论文）院系：机电工程系专业：机电一体化班级： 2021 级机电 7 班姓名：2021 年 6 月日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结论文题目 CAD 在机械设计中的应用摘 要： 目前， CAD技术突飞猛进的进展，为机械制造业供应了强大的技术支持。从CAD的概念及应用、 CAD技术在机械设计中的优点、 CAD技术在机械设计中的不足和CAD技术的进展趋势四个方面对这 个 问 题 进 行 了 论 述 ， 提 出 了 一 些 思 考 。关键词 ：CAD。机械设计。应用 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目录摘要和关键词1目录 21

2、. 运算机帮忙设计（ CAD）的争论现状及进展趋势 31.1CAD技术简介31.2CAD软件现状、主要分类，及各自的主要特色31.3CAD进展方向42.CAD技术在机械设计中的优点 62.1符合人的思维过程62.2缩短了机械设计周期62.3零件设计和修改特殊便利62.4在装配环境中装配零件便利直观62.5提高机械产品的技术含量和质量 73. CAD 技术在机械设计中的不足74.CAD技术的进展趋势75.结论86.参考文献 8可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 运算机帮忙设计（ CAD）的争论现状及进展趋势1.1 CAD 技术简介CAD技术是随着电子技术和运算机技术的进展而逐步

3、进展起来的，它具有工程及产品的分析运算、几何建模、仿真与试验、绘制图形、工程数据库治理和生成设计文件等功能。进二十年来，由于运算机硬件性能的不断提高，CAD技术有了大规模的进展，目前CAD 运算已经应用于许多行业，如机械、汽车、飞机、船舶、电子、轻工、建筑、化工、纺织及服装等。CAD 技术应用于机械类产品设计的比例最大，机械 CAD在整个工程 CAD中占有比较重要的位置。1.2 CAD 软件现状、主要分类，及各自的主要特色CAD 是工程技术人员以运算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。依据模型的不同，CAD系统一般可分为二维CAD 系统和三维 CAD系统：

4、二维 CAD系统一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本”等几何元素的集合，所依靠的数学模型是几何模型。目前使用最多的是 Autodesk 公司的 AutoCAD软件。三维 CAD系统的核心是产品的三维模型，这种三维模型包含了更多的实际结构特点，使用户在接受三维 CAD 造型工具进行产品结构设计时，更能反映时间产品的构造或加工制造过程。目前使用最多的有PTC 公司的 Pro/Engineer软件。 EDS 公司的UGH软件。 Solidwords软件。 UG 公司的 SolidEdge软件。依据产品结构，产生方式和组织治理形式不同，企业对 CAD软件的功能又有四方面不同需求：一、运

5、算机二维绘图功能：“甩掉图版”把科技人员从繁琐的手工绘图中解放出来，其是 CAD应用的主要目标，也是CAD技术的最重要功能。二、运算机帮忙工业设计（CAPP）功能：进行工艺设计，工艺设计任务治理，材料定额治理等功能，实现工艺过程标准化，保证获得高质量的工艺规程， 提高企业工艺编制的效率和标准化。三、三维设计，装配设计，曲面设计，钣金设计，有限元设计，机构运动仿 真，注塑分析，数控加工等三维CAD，CAM功能，可以解决企业的三维设计，虚拟设计与装配，机构运动分析，应力应变分析，钣金件的开放和排样等困难，使 企业走向真正的 CAD设计。四、产品数据治理 PDM。复杂产品的设计和开发，不仅要考虑产品

6、设计开发结果，而且必需考虑产品设计开发过程的治理与把握。治理产品生命周期的全部可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结数据（包括图纸技术文档）以及产品开发的工艺过程，使CAD、CAPP、CAM等系统实现的数据共享，使产品设计工作规范化保持一样性，保证图纸、工艺卡、加工代码、技术资料等的安全性。1.3 CAD 进展方向当前工业企业正面临着市场全球化、制造国际化和品种需求多样化的新挑战，各企业间环围着时间、质量和成本的竞争越来越猛烈。由此显现了一系列先进制造技术、系统和新的生产治理方法。如并行工程、准时生产、精良生产、敏捷制造和虚拟现实技术等，全部这些先进制造技术和系统都与 CAD系统的进

7、展与应用亲热相关。目前 CAD系统的进展趋势主要表达在以下几方面： 1、CAD系统应用面对产品的全过程：在产品的全过程中，要求产品的信息能在产品生命周期的不同环节便利的转换，有助于产品开发人员在设计阶段能全方位的考虑产品的成 本、质量、进度及用户需求。 2、CAD系统应中意并行设计的要求：并行工程的关键是用并行设计方法代替串行设计方法。产品在设计过程中可以简洁的被分解为 不同的模块，分别由不同设计人员分工进行设计，然后通过运算机网络进行组装 和集成。在产品的开发过程中，使开发组成员易于实现半结构化通信，同时不同 的设计层具有不同的治理使用权限。对产品建立统一的数据模型后进行动态管理。3、CAD

8、系统应中意灵敏的虚拟现实技术：设计人员可在虚拟现实中制造新的产品模型，并检查设计成效，可以及早看到新产品的形状，以使从多方面观看和评审所设计的产品。可以运用虚拟工具任意转变产品的形状而无需耗费材料及占用加工设备，这种方法可尽早的发觉在产品研制过程的最初阶段显现的设计缺陷如结构空间的干涉等问题，以保证设计的精确性。CAD系统要具有很好的可移植性和自组织性。在 CAD系统中，用户可以依据自己的需要随时加入运行文件和模块，仍可重新装配各个模块中的子模块，或者依据自己的要求修改系统中的不足之处，而这种修改不会影响这个CAD 系统。 4、CAD系统要具有很好的集成性：CAD与 CAPP、CAM的集成已成

9、为工程领域中急需解决的问题。一般可以通过两个 途径来解决：一是通过接口，将现有的各自独立的CAD、CAPP和 CAM系统连接起来。二是开发集成的 CAD/CAPP/CAM系统。 5、智能 CAD系统：智能 CAD是一种新型的高层次运算机帮忙设计方法和技术。它将人工智能的理论和技术与CAD相结合，使运算机具有支持人类专家的设计思维、推理决策及模拟人的思维方法与智能行为的才能，从而把设计自动化推向更好的层次，这种智能性具体表现为：（ 1）智能的支持设计人员，而且是人机接口也是智能的。系统必需懂得设计人员的意图，能够检测失误，回答疑题，提出建议方案等。（2）具有推理才能， 使不熟识的设计人员也能做出

10、好的设计来。在将来的几十年里， CAD技术将在建模技术、软件组件集成智能化方面进一步进展，因而也必将在机械工程设计的各个领域发挥越来越重要的作用。2. CAD 技 术 在 机 械 设 计 中 的 优 点1.1符 合 人 的 思 维 过 程机械设计师在设计时总是先构思后表达，由于脑海中构思出的产品形状是三维的，因而直接建立反映产品真实几何形状的三维实体模型自然是理想的表达方式。这可使机械设计师更加用心于产品设计本身，而不是产品的图形表示，符合可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结机械设计师的创新意识，有利于设计的连续进行。由于CAD三维设计得到的三维立体图具有直观、易于懂得等特点，不仅

11、能促进机械设计师的思维深化，有利于设计 的 扩展 ，而 且 也便 于 与他 人进 行 交 流 。1.2 缩短了机械设计周期CAD三维机械设计有利于解决复杂的几何造型问题。它可以由简洁几何实体通过布尔运算等功能组合出各种复杂的几何实体，并能自动生成相贯线和截交线，大大减轻了设计工作量，缩短机械设计周期近1/3 ，大幅度的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 3-5 倍。同时，三维 CAD系统具有高度变型设计才能，能够通过快速重构，得到一种全新的 机械产品。1.3 零

12、件设计和修改非常方便使用三维 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，既便利又快捷，仍可保证新零件与相邻零件的精确协作，防止了单独设计零件显现错误而导致装配的失败。比如可以在装配环境中依据箱体的形状及其他的协作要求快速精确的设计出所需要的箱盖来。零件环境中有查找器，在完成机械零件造型时，资源查找器同时列出了完成该零件的全部命令，点击这些命令就可以很清楚的明白完成该零件的每个步骤， 并利用资源查找器中的零件回放把零件造型的全过程通过动画连续的演示出来， 使人一目了然。修改零件时，也可以点击资源查找器中相对应的命令来完成，更便利的是在装配环境中也可以

13、进行零件的修改，即点击要修改的零件就可以进入零 件 环 境 来 完 成 零 件 的 修 改 。1.4 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，如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，假如发觉干涉就可准时对零件等进行修改，以保证设计的正确性。另外，零件仍可以隐匿，在隐匿了外部零件后，可清楚的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仍能进行运动演示，对于有确定运动行程要求的，可检验行程是否达到要求，对于在静态下不发生干

14、涉而在运动中显现碰撞的也可检验出来，从而准时对设计进行更换，保证设计的正确性，防止了机械产品生产后才发觉问题需要修改甚至报废。同时仍可以进行运动仿真，能清楚的看到机器运动的全过程。直接在运算机上对设计出的零件进行虚拟加工和装配试验，检查零件加工工艺性和装 配质 量 有 否干 涉、 松动等 ， 从而减 少昂 贵的 产品 试验 模型费用。1.5 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，同时接受了CAD设计方法和 CIMS 组织生产，使机械产品设计有了新进展。三维CAD技术接受先进的设计方法，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

15、控加工手段较完善，再接受 CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工，一样性很好，保证了产品的质量。三维机械设计不仅可以便利的描述对象的形状、大小和位置等几何特点，而且仍可以赐予设计对象以颜色、纹理、体积、重心、惯性矩等多种信息，达到对设计对象几何形状精确的数学描述和工作状态的物理模拟，从而更充分、精确、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结全面、真实的表达设计者的意图。3. CAD 技术在机械设计中的不足1.把 CAD技术作为取代图板的绘图工具，并未实现真正的设计。目前有些单位用CAD三维软件做出的三维模型仅为成效图，并没有用在整体空间设计和受力分析，仍停留在平面设计上，只是把用手工

16、出图转变为运算机出图的现状。当然运算机出图有许多的优点，例如美观、规范、修改简洁、存档便利等。但是假如只停留在这个阶段，就失去CAD的作用， 由于 CAD是帮忙设计，不是帮忙绘图。 . 熟知 CAD技术的设计人员不足。三维 CAD技术是一个复杂多变的系统，并不是每个设计人员都能把握得很好，大部分人员没有受过特的的训练，对它的功能明白不够，他们完成的设计很可能不够完善。4. CAD 技术的进展趋势随着运算机性能的提高，网络通讯的普及化、信息处理的智能化， CAD 三维技术正向规范化、智能化、集成化的方向进展。（1）规范化。规范化 标准化 的趋势表达在几个方面：数据模型的规范化 标准化 、数据交换

17、格式的标准化和 CAD资源的规范化等。数据模型应接受 STEP标准体系。随着 STEP标准体系的逐步完善，它对于几何数据、工程数据模型的思想将作为新一代 CAD系统的开发指南。靠以前的一些标准接口已经无法完全中意 CAD数据交换的要求。目前，参数化特点模型的传输仍是一个世界难题，在 STEP标准基础上，相信这一点能有所突破。（2）智能化。特点造型和参数设计的接受即是智能化方面的进步。软件不仅仅是供应一些绘制的工具由人们去使用，也不再将占线面数据储备在一起，而忽视其内在联系。特点和参数的引入使得软件似乎成为人类 用户 一个更聪慧的助手。 CAD软件应当更大限度的将工程数据概念集成到数据模型中，例

18、如目前， CAD软件的特点模型主要是解决零件几何造型的问题，而对于后续分析、 CAPP和加工的需要仍考 虑 得 不 够 。（ 3） 集 成 化 。集成化是当今 CAD技术进展的又一大趋势。 CAD技术不是孤立的。第一，它集成了运算机软硬件、数据库、外围设备、图形学、网络及各个应用领域的技术。同时，它又不断和 CAM运算机帮忙制造 、 CAPP运算机帮忙工艺流程规划 、MIS（治理信息系统 、PDM产品数据治理 以及 MRP制 造资源治理 等系统相集成。由于Internet的进展，使得这些设想得以实现。如何构造在Internet体系上的 CAD/CAM集成化系统将会是人们追踪的热点。特殊是在全球

19、经济一体化的背景下，并行工程、异的设计制造等概念的进展和应用，基于网络、基于WEB 的协同设计制造系统大受青睐。现在已有一些标准，如解决异构系统平台的XML 和 XML-3D，以及解决三维图形、图像在互联网上传输共享的VRML标准相继出 台，已经为我们在互联网的构架下，建立协同设计和协同工作的环境打下了基础。 5. 结论本文通过对 CAD技术进展的介绍突飞猛进的进展，为机械制造业供应了强大的技可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结术支持。从 CAD的概念及应用、 CAD技术在机械设计中的优点、 CAD技术在机械设计中的不足和 CAD技术的进展趋势四个方面对这个问题进行了论述，提出了一

20、些摸索。参考文献1 董超.Auto CAD 三维制图在机械设计中的应用 .试验技术与试验机，2004，（3） 2 赵志.Auto CAD在机械设计中的应用 .同煤科技， 2007，（ 4） 3张夕琴 .CAD/CAE技术在机械设计中的应用. 装备制造技术， 2007,（ 12）.4刁燕，罗华，运算机帮忙设计讲义，四川高校锦江学院，2021.85孙恒，陈作模，葛文杰，机械原理，北京，高等训练出版社，2006.56佘蔚荔，佘冠洲，刘乐年， CAD/CAM应用技术，7北京电子工业出版社。 2006.18张武军，徐海军， SolidWords2021三维建模实例精解，北京，机械工业出版社， 2007.119李建雨，袁清珂，张湘伟， CAD/CAM/CAE系统原理。北京，电子工业出版社， 2006.610仲梁维，张国全，运算机帮忙设计与制造，北京，北京高校出版社，2006.8致谢在这次毕业论文的完成过程中，我得到了许多老师和同学的帮忙，其中我的论文指导老师对我的关怀和支持尤为重要。在此，我再次真诚的向帮忙过我的老师和同学表示感谢！可编辑资料 - - - 欢迎下载