計算機輔助設計與制造相關的論文(2)
計算機輔助設計與制造相關的論文篇二
《淺談機械制造業(yè)中的計算機輔助設計》
摘要：隨著計算機的普及，機械設計越來越多地借助CAD軟件實現，機械設計對CAD的需求也不斷地增加。發(fā)動機翻轉架計算機輔助設計的核心是翻轉架的三維實體建模。三維建模是在計算機中將翻轉架的實際形狀表示為三維的模型。模型中包括了翻轉架的幾何結構的有關點、線、面、體等實際結構特點的各種信息，完整和準確的表達了翻轉架具的線框模型、表面模型和實體模型。
關鍵詞：計算機輔助設計 發(fā)展 應用
中圖分類號：TH 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745(2013)05-0147-01
一、計算機輔助設計的內涵及分類
CAD――計算機輔助設計Computer Aided Design，是指工程技術人員以計算機為輔助工具來完成產品設計過程中的各項工作，如草圖繪制、零件設汁、裝配設計、工裝設計、工程分析等。三維技術是一項建模技術，它是將產品的物理模型轉化為產品的數據模型，并把建立的數據模型存儲在計算機內供后續(xù)的計算機輔助技術所共享，驅動產品生命周期的全過程。就目前三維技術可實現的功能而言，它是由在設計人員進行產品概念設計的基礎上從事產品的幾何造型分析，完成產品幾何模型的建立，然后抽取模型中的有關數據進行工程分析和計算。
根據模型的不同，CAD系統(tǒng)一般分為二維CAD和三維CAD系統(tǒng)。二維CAD系統(tǒng)一般將產品和工程設計圖紙看成是“點、線、圓、弧、文本”等幾何元素的集合，系統(tǒng)內表達的任何設計都變成了幾何圖形，所依賴的數學模型是幾何模型。二維CAD系統(tǒng)一般由圖形的輸入與編輯、硬件接口、數據接口和二次開發(fā)工具等幾部分組成。CAD軟件除計算機本身的軟件如操作系統(tǒng)、編譯程序外，CAD主要使用交互式圖形顯示軟件、CAD應用軟件和數據管理軟件3類軟件。
三維CAD系統(tǒng)的核心是產品的三維模型。三維模型是在計算機中將產品的實際形狀表示為三維的模型，模型中包括了翻轉架的幾何結構的有關點、線、面、體等實際結構特點的各種信息。計算機三維模型的描述經歷了從線框模型、表面模型到實體模型的發(fā)展，所表達的幾何信息越來越完整和準確，能解決“設計”的范圍越來越廣。
在機械設計中，CAD系統(tǒng)是進行工程繪圖的一個很好的軟件平臺。CAD在機械設計尤其是機械制圖的應用特點，主要體現在以下幾個方面：一是建立圖層，方便控制圖形的線條特性等;二是可以很方便地繪制直線、圓、圓弧、多邊型等基本圖形;三是可以對基本圖形進行鏡像、陣列、修剪、復制、旋轉、縮放等各種編輯操作，以形成復雜的圖形;四是可以將常用零件和表轉件分別建立元件庫，當需要繪制這些圖形時，可以直接插入，而不必再重復繪制;五是可以方便地將已有的零件圖組裝成裝配圖;六是可以方便地通過裝配圖拆分出零件圖;七是可以設置繪圖環(huán)境，是機械圖形的線條寬度、線型、文字樣式等滿足國家機械制圖標準。另外，CAD系統(tǒng)在二維視圖、三維建模、渲染顯示、數據庫管理、Internet通信等方面的無縫整合更為出色。
二、計算機輔助設計的國內外現狀
當今，國外計算機輔助設計領域的軟件發(fā)展迅速，開發(fā)和應用的時間也較長，所以它們發(fā)展比較成熟，現在基本上已經占領了國際市場.近年來，我國CAD技術的開發(fā)和應用取得了長足的發(fā)展，除對許多國外軟件進行了漢化和二次開發(fā)以外，還誕生了不少具有自主版權的CAD系統(tǒng)。
計算機輔助設計指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作，簡稱CAD。在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案;各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索;設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成;由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改;利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。CAD 能夠減輕設計人員的勞動，縮短設計周期和提高設計質量。
CAD是一種技術，其中人與計算機結合為一個問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長，從而使其工作優(yōu)化與每一方。CAD是一個系統(tǒng)，人們根據系統(tǒng)功能的要求，用有限的特征來描述問題，通過形式化用計算機的數據結構來表達特征，并將用數據結構描述的特征數據存放在數據庫之中。CAD 技術正向標準化、集成化、智能化方向發(fā)展。一些標準的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為CAD 技術的推廣、軟件的移植和數據共享起了重要的促進作用;系統(tǒng)構造由過去的單一功能變成綜合功能，出現了計算機輔助設計與輔助制造聯成一體的計算機集成制造系統(tǒng);固化技術、網絡技術、多處理機和并行處理技術在CAD中的應用，極大地提高了CAD系統(tǒng)的性能;人工智能和專家系統(tǒng)技術引入CAD，出現了智能CAD技術，使CAD 系統(tǒng)的問題求解能力大為增強，設計過程更趨自動化?，F在，CAD 已在電子和電氣、科學研究、機械設計、軟件開發(fā)、機器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠自動化、土木建筑、地質、計算機藝術等各個領域得到廣泛應用。
三、計算機輔助設計存在的問題
我國CAD技術的應用依然存在著許多不足：不少的企業(yè)對CAD的認識還僅僅停留在繪圖階段，從而使CAD產生的效益尚未得到充分發(fā)揮; CAD軟件應用人員參差不齊，不能讓CAD軟件得到的高效率應用;在引進CAD技術時存在著盲目性傾向;引進的CAD系統(tǒng)的二次開發(fā)跟不上，致使引進軟件的效率不能完全發(fā)揮;國內CAD技術水平還處于高技術集成和向產業(yè)化、商品化過渡的時期，自主開發(fā)的模具CAD系統(tǒng)商品化程度不夠高，功能和穩(wěn)定方面與國外先進軟件還有很大差距。
四、結語
綜上所述，目前CAD已經在機械設計中發(fā)揮了重要的作用，使機械設計提高到全新的水平。研究和應用以CAD為基礎的機械設計是開發(fā)企業(yè)技術創(chuàng)新的主要目標。CAD知識的應用使機械設計的功能和自動化水平大大提高，促進了產品設計和機械工程的創(chuàng)新開發(fā)，從而增強了企業(yè)的技術競爭力，提高了企業(yè)的經濟效益。通過研究和計算翻轉架的計算機輔助設計，可以了解到CAD能夠極大地提到設計質量，減輕設計人員的勞動，縮短設計周期，降低產品成本，為開發(fā)新產品和新工藝創(chuàng)造了有利條件。
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