AutoCAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展

2014-12-07 肖勁 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院

  隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)影響范圍的日益擴(kuò)大,AutoCAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。首先闡述了AutoCAD 技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響,之后總結(jié)了機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中AutoCAD 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足,并對(duì)其今后的發(fā)展予以展望。

  前言

  隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,計(jì)算機(jī)性能不斷提高,信息處理的智能化程度也相應(yīng)提升。機(jī)械設(shè)計(jì)也逐步從之前的二維向三維AutoCAD 過(guò)渡,在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)中,Autodesk 公司發(fā)行了AutoCAD Mechanical 版本,該版本針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行了一系列的優(yōu)化,并且提供了一些常用的模板,從而有效地提高了機(jī)械設(shè)計(jì)工作效率,極大地促進(jìn)了機(jī)械制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。與二維系統(tǒng)相比較而言,三維AutoCAD 才可以稱得上是發(fā)揮了真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)功用。

1、AutoCAD 技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響

  一方面,有助于促進(jìn)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)一體化的實(shí)現(xiàn)。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的進(jìn)步,計(jì)算機(jī)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的影響日益擴(kuò)大,并從最初的繪圖發(fā)展為現(xiàn)如今的三維建模、虛擬制造以及智能化設(shè)計(jì)。作為當(dāng)前最為先進(jìn)的CAD 軟件,三維設(shè)計(jì)軟件被廣泛應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,極大地縮短了設(shè)計(jì)周期,實(shí)現(xiàn)了對(duì)成本的有效控制;另一方面,機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性被提高前所未有的高度。以往的機(jī)械設(shè)計(jì)要么是改型設(shè)計(jì),即對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行修改即可;要么是先引入產(chǎn)品,對(duì)其分解消化,以便進(jìn)行仿照,毫無(wú)創(chuàng)新性可言,機(jī)械產(chǎn)品也沒有根本性發(fā)展。在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域引入AutoCAD 技術(shù),受現(xiàn)代化理念的影響,極大地增強(qiáng)了機(jī)械產(chǎn)品的立體感,有利于開拓設(shè)計(jì)人員的思維,激發(fā)起創(chuàng)新靈感。

2、AutoCAD 在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

  2.1、AutoCAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

  (1)加大地提升了機(jī)械設(shè)計(jì)的便捷性。將Auto-CAD 技術(shù)引入到機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,零部件設(shè)計(jì)可以借助相鄰2 個(gè)零件的位置及形狀實(shí)現(xiàn),不但極大地提高了便捷性,而且還可以確保所設(shè)計(jì)的零件與相鄰零件的匹配精準(zhǔn)度,有效地解決了之前單獨(dú)進(jìn)行零件設(shè)計(jì)可能存在的匹配性問(wèn)題。除此之外,借助資源查找器中的零件回放功能可以以動(dòng)畫的方式再現(xiàn)零件造型過(guò)程,極大地提高了直觀性,詳情如下圖所示。

AutoCAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展

圖1 AutoCAD 零件回放

  在設(shè)計(jì)機(jī)械齒輪的過(guò)程中,可以實(shí)時(shí)對(duì)零件設(shè)計(jì)進(jìn)行回放,從而及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,進(jìn)行修改和補(bǔ)正。

  (2)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)周期的有效控制。在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中引入AutoCAD 技術(shù)大大地減少了機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間,設(shè)計(jì)效率得到明顯提升。在新的機(jī)械開放設(shè)計(jì)的過(guò)程中引入AutoCAD 技術(shù),之前的零部件信息大多數(shù)都可以使用,只有少數(shù)零部件需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造,在很大程度上提高了工作效率。除此之外,CAD 系統(tǒng)的變型設(shè)計(jì)能力也十分突出,通過(guò)快速重構(gòu)便可以得到新產(chǎn)品。

  (3) 機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)水平及質(zhì)量均有一定程度的提升。在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)領(lǐng)域中引入現(xiàn)代化的信息技術(shù),為機(jī)械產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展注入了新的活力。AutoCAD 技術(shù)涵蓋諸如有限元分析、產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)以及優(yōu)化等一系列先進(jìn)設(shè)計(jì)方法,大大地提高了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和質(zhì)量水平。詳情如圖2 所示。

AutoCAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展

圖2 基于AutoCAD 的有限元分析

  (4)零件裝配環(huán)節(jié)的直觀性有所提高。在機(jī)械裝配過(guò)程中,零件相互間的裝配關(guān)系被如實(shí)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(huì)及時(shí)提示。與此同時(shí),還可以隱藏零件,外部零件被隱藏之后,內(nèi)部裝配結(jié)構(gòu)變得清晰可見,機(jī)械裝配完畢之后可以進(jìn)行動(dòng)作演示,如果有動(dòng)作要求,可以對(duì)其是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn),如果不達(dá)標(biāo)可以及時(shí)進(jìn)行改善,最大限度地降低了由于產(chǎn)品報(bào)廢所導(dǎo)致的損失。

  2.2、AutoCAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中的不足

  一方面,當(dāng)前熟練掌握CAD 技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)人才儲(chǔ)備不足。AutoCAD 技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜系數(shù)較高的系統(tǒng),并非所有的機(jī)械設(shè)計(jì)人員都可以熟練的掌握并加以操作。在實(shí)踐中,絕大多數(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)人員都沒有接受過(guò)專業(yè)培訓(xùn),對(duì)AutoCAD 技術(shù)相關(guān)功能的了解程度有限,無(wú)法在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中很好加以利用;另一方面,當(dāng)前有些機(jī)械設(shè)計(jì)單位借助AutoCAD 軟件作出的機(jī)械設(shè)計(jì)作品只是效果圖,依舊停留在平面設(shè)計(jì)階段,整體空間設(shè)計(jì)及受力分析工作不夠。而CAD 并非輔助繪圖,而是輔助設(shè)計(jì),當(dāng)前這種狀況下,AutoCAD 就失去了其自身存在的意義和價(jià)值。

3、AutoCAD 技術(shù)發(fā)展展望

  對(duì)于每個(gè)國(guó)家而言,機(jī)械設(shè)計(jì)都會(huì)經(jīng)歷一個(gè)從簡(jiǎn)單制造到具有創(chuàng)新性的創(chuàng)作的過(guò)程,這也是一個(gè)必經(jīng)的發(fā)展階段。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,國(guó)與國(guó)之間交流密切程度的日益加強(qiáng),我國(guó)機(jī)械行業(yè)也取得相應(yīng)進(jìn)步,更多的機(jī)械設(shè)計(jì)人員正處于從中國(guó)制造向中國(guó)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變的過(guò)程中。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的主要目的并非單純?yōu)榱藢?duì)某一機(jī)械零部件進(jìn)行解剖或者生產(chǎn),而是處于機(jī)械零部件整體設(shè)計(jì)的考慮,對(duì)此,單純依賴之前的二維設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)需求的,適時(shí)引入三維設(shè)計(jì)理念是機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域必然的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于機(jī)械制造企業(yè)而言,要想在日益激勵(lì)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位,保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),就必須積極致力于自身機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平及自主創(chuàng)新能力的不斷提升。從一定意義上講,先進(jìn)的機(jī)械制造企業(yè)源于先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)水平及能力。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)分析,對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域而言,從二維向三維過(guò)渡,在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中適時(shí)引入AutoCAD 技術(shù)是大勢(shì)所趨。

4、結(jié)束語(yǔ)

  機(jī)械設(shè)計(jì)及制造企業(yè)從自身實(shí)際需求出發(fā),適時(shí)引入AutoCAD 技術(shù),可以促進(jìn)企業(yè)新產(chǎn)品研發(fā)能力以及創(chuàng)新能力的不斷提升。從另一角度來(lái)說(shuō),機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)引入AutoCAD 軟件之后,其對(duì)AutoCAD應(yīng)用的需求也勢(shì)必會(huì)有所增強(qiáng)。所以,我國(guó)當(dāng)前應(yīng)該加大對(duì)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)的支持力度,大力倡導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)開展與設(shè)計(jì)習(xí)慣、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及企業(yè)需求相適應(yīng)的新產(chǎn)品的研發(fā)力度,F(xiàn)代化信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,在很大程度上促進(jìn)了信息處理智能化水平的提升,AutoCAD 三維技術(shù)逐步朝著開發(fā)性、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化以及集成化的方向發(fā)展。對(duì)于我國(guó)CAD 軟件行業(yè)開發(fā)以及企業(yè)發(fā)展而言,準(zhǔn)確把握AutoCAD 技術(shù)今后發(fā)展方向,將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。