论文-CAD技术在生产中的应用【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 江苏联合职业技术学院 昆山办学点毕业论文 术在生产中的应用 专 业： 班 级： 学 籍 号： 学生姓名： 导师姓名： 提交日期： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 术在生产中的应用 李旭东 摘 要 :计算机技术的飞速发展，给传统的制造业带来了巨大的变革， 术是一项利用计算机系统来帮助人们完成产品的设计和制造的新 技术，他是计算机技术在零件生产中综合应用的新飞跃， 括建立几何模型、工程分析、产品分析、动态模拟、自动绘图等 ;术是制造的主要组成部分，文中简述了 发展与应用现状。 关键词 : 飞速发展 自动绘图 数字化控制 自动化技术 . 一绪论 题背景及目的 计算机的发展及应用，使人们的生活日新月异。计算机辅助设计源于计算机图形技术的产生，计算机辅助设计的研究构想发端于 1950 年，但最早记录是在 1963会会议上发表了名为画板 的论文，从而开始了计算机辅助设计的发展历程。他从 1950 年开始着手开发通过图形技术来处理人与电脑交互对话的操作系统。 1963 年这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术，使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。 最初 解释为“计算机辅助绘图”，由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具，但随着后来信息技术的飞速发展，计算机技术在各领域的广泛应用， 含义也在不断变化扩展，随着 20 世纪 70 年代像素的产生、 80 年代三维曲面造型系统的开发等，使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形，从而使 含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。 论 开始于上世纪 50 年代后期的计算机辅助设计技术，从最初的仅仅被简单的作为图板的替代品到 70 年代的二维制图过度到三维建模再到现在的集产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造、数据管理于一体的智能 术，计算买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 机辅助设计经历了一个漫长又曲折的发展历程。在今天， 术越来越广泛的用于生产中。那么 ， 术究竟有怎样的优势，它又是如何在生产中起到积极作用的，而它的发展趋势又是怎样的呢，本文稍后将对以上问题进行浅谈。 二 计算机辅助设计在生产中的应用 算机辅助设计应用于生产的优势 作为一项被世界各国广泛应用的计算机技术， 术是衡量一个国家工业水平的重要标志之一，也是衡量一个企业技术水平的重要标志。利用计算机实现生产设计和生产，是降低成本提高工程设计中的精确强度，加强竞争与夺标能力的有力手段。计算机绘图是建立起某种模式和方法，使计算机领会人的意图， 进行科学分析和计算，作出判断和选择， 最后输出满意的设计结果和生产图纸。它是设计者向系统输人根据设计要求建立起来的数学模 型和设计参数，让计算机去检查有关的资料，并根据相应的公式和标准规范进行计算机优化、显示出设计结果。其还可以在屏幕上对设计结果进行放、缩、旋转、平移等变换。如果用户不满意，可以对设计图形作出修改、剪裁、拼接等处理，直到获得满意的结果，最后由绘图机输出图样。功能和很高的数学精度，其有效位数已完全能够满足工程测量中的需要。在工作期间。可将所有图纸、所有工程量表格及文档进行分类，其重点是对图纸文件利用 行总图的绘制，在 以后的工作中，就可以在总图上进行查找，它将更好的减轻测量人员的外业劳动强度，更好地提高测景作业效率和作业精度。 算机辅助设计在生产中的作用 计算机辅助设计在生产中扮演着正面积极的角色，他从各个方面促进了生产的效率。以机械生产为例，目前轴承市场竞争异常激烈，需求不断提高 ,所需产品结构复杂、精度要求高 ,交 货日期短。 轴承设计要求严格 , 内部尺寸之间有严格的配合关系 ,并且其要求的生产工艺复杂，加工精度高 ,所需的工装图纸不仅数量大 ,而且加工难度大 ,尺寸要求严格。 通 常的设计流程是 ,先设计出草图 ,根据 草图试生产若干件样品 ,再根据试生产的结果修改图纸 ,反复几遍 ,才能最终出正式图。这样不但生产周期长 ,而且因为反复修改模具、工装 ,导致生产买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 成本提高。 如何提高产品的一次设计成功率 ,降低生产成本 ,缩短制造周期 ,从而提升企业的市场反应速度 ,提高轴承产品的竞争力？在轴承设计中应用 术 ,较好地解决了这一问题。 算机辅助技术在生产中应用的仿真技术 仿真技术由 开发的变形技术模块 (在有限元法和大量实验基础上，根据几何变形条件和材料特性，就能在计算机上实现冷弯型钢的变形模拟。 给出每个 道次的最大纵向应变，也可分别计算出板的上、中、下层的拉应变和压应变。如果最大的拉应变超过材料的屈服点 (对低碳钢最大值为 ，或最小压缩应变低于某一值 (例如日本小奈 0就会产生缺陷。根据在计算机屏幕上得到的结果，就可修改变形顺序和成型角度。用计算机模拟，我们可预测在那一变形道次上会产生缺陷，然后修改设计。应用 拟技术，我们为很多企业作过冷弯型钢的计算机优化。将可能出现的问题解决在设计阶段，减少调试过程，不但可以加快新产品的试制周期，还可以减少调试用料，降 低成本。计算机仿真技术的实例表示 图 1 圆管成型的计算机模拟 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 图 2 压型 板成型的模拟 三 技术发展与应用 术的发展 计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自 1950 年计算机辅助设计（ 术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（ 产品数据管理技术（ 计算机集成制造系统（ 于一体 以智能 代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。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，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的 支持，设计效率有了大大地提高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 维 术在机械设计中的优点 通过实际运用三维 统软件，体会到三维 统软件比二维 机械设计过程中具有更大的优势，具体表现在以下几点。 三维设计形象、直观。 设计人员在设计零件时原始设想是三维实体，甚至是带有相当复杂的运动关系的三维实体。由于以前的绘图手段有限，人们很难在图纸上将设想的零件表达成立体图形，不得不遵循共同的标准用正投影法形成的二维视图来表达自己的三维设想。现在随着 件的不断发展，现在能够在软件的支持下，直接由思维中的三维模型 开始设计，其最直接的好处就是三维设计形象、直观，设计结构的合理性让人一目了然，且能非常直观方便的进行干涉检查，甚至可以作运动干涉分析。 可实现参数化、变量化设计。 参数化及变量化设计是三维设计的基本 思想。传统的 图软件都是用固定的尺寸值定义几何元素，要进行图面修改只有删除原有的线条后重画，而且大 2 多数设计工作都是在原有设计基础上的改进三维设计中的参数化和变量化设计模块，使得零件的设计可以随着某些结构尺寸的修改而自动修改，在装配设计中可以用参数化和变量化技术来建立装配体中各个零部件之间的特征形状和尺寸之间的关系，使得当其中某个零部件的形状和尺寸发生变化时，其他相关零部件的结构与尺寸也随之改变。这可以减少大量的重复劳动，减轻设计工作量。 可以实现 成。 狭义的 应 用 术进行数控程序的生成、数控代码经通讯接口传输到数控机床，进行数控加工。传统做法是在 绘图机输出图纸，再由人工根据图纸进行数控加工编程。由此在 存在二套同样零件数据，易导致管理上的混乱；且在 用三维设计可实现 成，使 接取 息进行加工，即产品从设计到制造全过程的信息集成和信息流自动化，保证加工的产品与设计精确的吻合。 可对重要零件进行有限元分析与优化设计。 优化设计对于形状、受力复杂的重要零 件，在运用传统的设计方法进行设计时，由于设计计算数据不能做到与实际的工作状态高度接近，为保证零件工作的可靠性，往往要加大安全系买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 数，使设计出的零件粗大笨重。目前常用的三维设计软件都设有与有限元分析软件的接口，因此重要的零件经参数化三维造型设计后即输入到有限元分析软件当中，自动生成有限元网格并进行应力变形等分析，同时可对不同的工况进行对比分析。 术在机械设计中的应用 （一）零件与装配图的实体生成 零件的实体建模。 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 都有一些基本体系。如在 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、圆锥体、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。 对于有些复杂的零件 ,往往难以分解成若干个基本体 ,使组合或分解后产生的基本体过多 ,导致成型困难。所以 ,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此 ,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮 廓 ,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体” ,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。 (二 )实体装配图的生成。 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” ,这一过程可用件的三维编辑功能实现。 模具 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 造业正向数字化和计算机化方向发展。同时 ,模具 术、模具激光快速成型技术 ( ,几乎覆盖了整个现代制造技术。一个完整的 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。 （三）机械 件的应用 机械 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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 术在解决造型问题后 ,才能由 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。 沿技术与发展趋势 （一） 图形交互技术 件是产品创新的工具 ,务求易学好用 ,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此 ,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。 （二）智能 术 统应用逐步深入 ,逐渐提出智能化需求 度智能的人类创造性活动。智能 发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库 ,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助 ,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能 ,使设计新手也能做出好的设计来 ,现代设计的核心是创新设计 ,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到 术中 ,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造 ,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。 （ 三）虚拟现实技术 虚拟现实技术在 已开始应用 ,设计人员在虚拟世界中创造新产品 ,可以从人机工程学角度检查设计效果 ,可直接操作模拟对象 ,检验操作是否舒适、方便 ,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题 ,及早看到新产品的外形 ,从多方面评价所设计的产品 虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析 ,以评价其性能 ,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等 ,基于虚拟样机的试验仿真分析 ,可以在真实产品制造之前发现并解决问题 ,从而降低 产品成本 拟工厂、动态企业联盟将成为术在电子商务时代继续发展的一个重要方向 随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展 ,利用基买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828或 11970985 于网络的 成技术 ,实现真正的全数字化设计和制造 ,已成为机械设计制造业的发展趋势。 总结 本论文讲述的是 术在生产过程中的应用，它描述了计算机图形技术（ 产生，以及在生产过程中的应用。计算机辅助技术设计用于生产的优势，作用