機械設(shè)計制造與計算機輔助分析
時間:2022-11-21 10:30:36
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摘要:現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展為機械設(shè)計制造行業(yè)的創(chuàng)新進步提供了有力支持,尤其是計算機輔助技術(shù)能夠顯著提升機械設(shè)計制造質(zhì)量及效率,同時更能提供更加方便的機械設(shè)計修改途徑。因此在近年來,如何有效應(yīng)用計算機輔助技術(shù)已然成為機械設(shè)計制造相關(guān)人員重點關(guān)注和亟待解決的問題。本文簡單分析計算機輔助技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用優(yōu)勢,并就相應(yīng)結(jié)合應(yīng)用策略展開探討。
關(guān)鍵詞:機械設(shè)計制造;計算機輔助;結(jié)合應(yīng)用
計算機輔助技術(shù)是指基于計算機來輔助人完成特定應(yīng)用領(lǐng)域任務(wù)和目標的理論、方法及技術(shù),主要包括輔助設(shè)計、制造、教學(xué)、質(zhì)量控制、繪圖等方面。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的快速發(fā)展及逐漸成熟,計算機輔助技術(shù)在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,機械設(shè)計制造行業(yè)正是其中的重要領(lǐng)域。通常來說,計算機輔助與機械設(shè)計制造的結(jié)合主要體現(xiàn)在計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)兩方面。
1計算機輔助技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用優(yōu)勢
1.1提高機械設(shè)計制造效率。計算機輔助技術(shù)之所以能夠在各個領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用,最關(guān)鍵的一點就在于其能夠進行大量基礎(chǔ)工作,同時以標準化、規(guī)范化、簡單化的方式替代人工工作。不管是對機械設(shè)計還是對機械制造而言,應(yīng)用計算機輔助技術(shù)所體現(xiàn)出的工作效率提升優(yōu)勢都是顯而易見。就機械設(shè)計而言,設(shè)計人員可以借助計算機對不同方案進行大量而快速的計算、分析與比較,并在此基礎(chǔ)上決定最優(yōu)方案,同時設(shè)計人員也可以將各種設(shè)計信息直接存放在計算機中,隨時進行檢索和調(diào)用;另外計算機還能對設(shè)計人員的草圖進行自動處理并輸出工作圖。而對機械制造來說,計算機輔助能夠大幅減輕人工工作量,自動完成標準化、規(guī)范化的機械制造流程,以人類不可企及的速度完成流水線式的機械制造任務(wù)。1.2激發(fā)設(shè)計靈感并提高設(shè)計質(zhì)量。計算機輔助有助于激發(fā)設(shè)計人員靈感,通常來說機械設(shè)計需要在實物、目標、功用、外形等的共同刺激下逐步完成,如果設(shè)計人員只是在腦海中進行想象,或者依靠紙張繪畫進行設(shè)計,很容易在設(shè)計過程中遇到瓶頸。這是因為設(shè)計人員不管是想象還是繪畫,通常都只能得到平面圖形,無法準確把握設(shè)計構(gòu)思全面。而在計算機輔助設(shè)計助力下,設(shè)計人員可以在計算機中進行三維設(shè)計,直觀地分析自身設(shè)計思路,并在三維圖形的刺激下進一步改善設(shè)計。1.3為機械設(shè)計修改提供方便途徑。機械設(shè)計并非是一蹴而就,往往需要不斷進行修改和完善,才能確保設(shè)計質(zhì)量,規(guī)避各種可想到的設(shè)計缺陷。在傳統(tǒng)設(shè)計模式下,設(shè)計人員需要在圖紙上對平面圖形進行反復(fù)修改,難度大,工程量巨大,耗時耗力。而計算機則為機械設(shè)計修改提供了更為方便的途徑,設(shè)計人員通過查找器便能快速找到對應(yīng)零部件,并能在三維圖形中隨意添加和減少各種零部件,修改設(shè)計。如果設(shè)計人員想找回零部件或者找到之前設(shè)計圖紙,也可以直接在回收程序或者歷史記錄進行查找,便能快速完成操作。1.4推動機械制造產(chǎn)品質(zhì)量提升?,F(xiàn)代機械制造將不斷向自動化、智能化方向發(fā)展,不但產(chǎn)品制造效率得到有效提升,制造質(zhì)量也基本上都能達到相應(yīng)標準。而應(yīng)用計算機輔助技術(shù),則能進一步優(yōu)化機械制造流程與方法,同時對制造過程及產(chǎn)品制造質(zhì)量進行檢測,成為產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障。
2機械設(shè)計制造與計算機輔助的有效結(jié)合
2.1計算機輔助設(shè)計中的圖形與符號設(shè)計。圖形與符號是機械設(shè)計的基礎(chǔ),所有的機械設(shè)計圖都是由大量圖形及符號組合而來。在計算機輔助設(shè)計中,設(shè)計人員只需要使用CAD軟件調(diào)用和編排相應(yīng)的圖形和符號即可進行設(shè)計,無需再一筆一劃地畫出所有各種圖形、符號,大幅提高了設(shè)計效率,同時也能保障圖形、符號足夠規(guī)范和標準,為高質(zhì)量的設(shè)計打牢基礎(chǔ)。與此同時,圖形和符號在設(shè)計中的編排十分重要,如果編排不合理,那么設(shè)計的機械產(chǎn)品難免存在問題,CAD軟件將圖形和符號進行了科學(xué)分類,設(shè)計人員只需要在對應(yīng)分類中選用需要的圖形和符號即可,這將有利于保障編排的合理度。另外設(shè)計人員還可以對CAD軟件中的各種圖形與符號進行標記,或者將圖形和符號單獨放置,以便直接使用,這對提高設(shè)計效率同樣有著積極作用。例如設(shè)計人員需要大量使用某一圖形,只需要將該圖形單獨放置,便能在之后的設(shè)計過程中快速選用該圖形。2.2計算機輔助設(shè)計中的機械設(shè)計繪圖。繪圖是機械設(shè)計中最難的部分。在傳統(tǒng)紙面設(shè)計模式下。設(shè)計人員既要準確把握設(shè)計思路,還要花費大量時間進行手工繪畫,確保每一個線條、點等都足夠規(guī)范,工程量和難度都極大。而在使用CAD軟件的情況下,設(shè)計人員只需要使用軟件自帶的工具便能自由編輯,以簡單的操作繪畫出標準而規(guī)范的設(shè)計圖。更為重要的是,設(shè)計人員只需要畫出草圖,便能將剩下的工作交給計算機,讓計算機自動處理并生成相應(yīng)的工作圖。另外在需要對設(shè)計圖紙進行修改時,設(shè)計人員同樣可以借助CAD軟件的各種功能對圖形剖面、大小、尺寸、文字等進行調(diào)整、編輯、增加和刪除,修改過程極為簡單高效,還能存儲修改記錄,以便設(shè)計人員隨時回調(diào)設(shè)計或者借鑒之前的設(shè)計經(jīng)驗。2.3計算機輔助設(shè)計中的三維造型設(shè)計。三維造型設(shè)計也就是數(shù)字建模,這是機械設(shè)計制造中承上啟下的環(huán)節(jié),是將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)換輸出為三維模型的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)機械設(shè)計制造模式下,三維建模難度極大,需要設(shè)計人員基于設(shè)計思路對設(shè)計圖紙進行深度研究和分析,并在此基礎(chǔ)上一點點地進行建模,不但工程量巨大,工作難度也極大,較易出現(xiàn)各種問題。而且由于缺乏科學(xué)有效的檢測機制,傳統(tǒng)機械設(shè)計制造很難對三維建模的可靠性進行有效分析,從而導(dǎo)致制造出的機械產(chǎn)品存在缺陷和問題。而在計算機輔助設(shè)計的助力下,由于計算機軟件中內(nèi)置有大量建模體系,各種三維模型都能被快速建立。設(shè)計人員只需要將各種建模體系進行組裝和分解,或者通過二維建模轉(zhuǎn)換輸出三維建模的方式,便能快速、準確地設(shè)計三維造型,為高質(zhì)量的機械產(chǎn)品制造大佬基礎(chǔ)。2.4計算機輔助制造在機械制造中的直接及間接應(yīng)用。計算機輔助在機械制造中的應(yīng)用分為直接應(yīng)用和見解應(yīng)用兩種,前者主要是對制造過程及生產(chǎn)設(shè)備進行監(jiān)視與控制,好組合則主要是提供生產(chǎn)計劃、進行技術(shù)準備以及發(fā)出有關(guān)指令和信息,起到優(yōu)化生產(chǎn)過程及設(shè)備管理的作用。在機械制造中直接應(yīng)用計算機輔助制造時,需要對制造過程相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集和分析處理,并根據(jù)處理結(jié)果采取相應(yīng)措施,如發(fā)出警報、控制生產(chǎn)設(shè)備等。而間接應(yīng)用通常不會直接使用計算機控制生產(chǎn)制造設(shè)備,而是通過人機交互實現(xiàn)控制。也就是說,用戶向計算機輸入數(shù)據(jù)和程序,計算機會根據(jù)輸出結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)制造過程,如生成刀具軌跡、生成工時定額等,均是典型的計算機輔助制造間接應(yīng)用形式。
3結(jié)束語
綜合上述分析可知,機械設(shè)計制造與計算機輔助的有效結(jié)合能夠全面提高機械設(shè)計制造效率,同時激發(fā)設(shè)計人員靈感,提高設(shè)計質(zhì)量,方便設(shè)計修改,提升機械制造產(chǎn)品質(zhì)量,對現(xiàn)代機械設(shè)計制造行業(yè)的發(fā)展有著積極意義。就當前來看,計算機輔助能夠在機械的圖形與符號設(shè)計中起到巨大功用,并能幫助設(shè)計人員快速高質(zhì)地完成繪圖及三維造型設(shè)計,并能為機械產(chǎn)品制造提供技術(shù)支持和有效監(jiān)管,全方位促進機械設(shè)計制造工作的高質(zhì)高效完成。
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作者:許麗 單位:淮安市高級職業(yè)技術(shù)學(xué)校