計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用

1、計算機輔助工程在機械設(shè)計上的應(yīng)用姓名:班級:學(xué)號:成績:*目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark5 o Current Document 一計算機輔助工程在機械設(shè)計中的優(yōu)勢： 31提升機械設(shè)計制造的工作效率 3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 2提高機械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量 4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 3便于修改機械設(shè)計4 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 二、計算機輔助技術(shù)在機械設(shè)計中的缺點： 4

2、HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 三、計算機輔助工程的應(yīng)用現(xiàn)狀：5 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 四、計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計過程中的實際應(yīng)用： 5(1)三維造型。 5 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document (2)工程分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)試6 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document (3)逆向工程。 6 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document (4)圖形及符號

3、的使用 6五、未來機械設(shè)計制造：7(1)向智能化趨勢發(fā)展7 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document (2)向微型化發(fā)展 7 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document (3)向虛擬化趨勢發(fā)展 7 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 六、計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用展望： 8 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 七、結(jié)語： 8 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 八、參考資料：

4、8計算機輔助工程在機械設(shè)計上的應(yīng)用科技在進步，時代在發(fā)展。計算機的使用越來越廣泛，它與我們的生活息息相 關(guān)，在人們的生活中占據(jù)很重要的地位。計算機輔助技術(shù)是采用計算機作為工具， 將計算機用于產(chǎn)品的設(shè)計、制造和 測試等過程的技術(shù)，輔助人們在特定應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)完成任務(wù)的理論、方法和技術(shù)。 它包括了諸如計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM、計算機輔助教學(xué) （CAI）等各個領(lǐng)域。1952年MIT首次試制成功了數(shù)控銃床，通過數(shù)控程序?qū)α慵M行加工。標(biāo) 志著CAM勺開端。經(jīng)過半個世紀(jì)，計算機輔助技術(shù)依托于日益強大的計算機的計 算能力逐漸發(fā)展壯大，形成一個由多種硬件、軟件、算法合成的綜合工程型輔助

5、工具。在機械設(shè)計及其其他方面起著越來越重要的作用。計算機輔助工程對現(xiàn)代機械設(shè)計發(fā)展的積極推動不可忽視，無論是在橋梁等 建筑工程，還是在醫(yī)療器械設(shè)計等方面都有它的身影。在信息時代，高速度、高 精度、高質(zhì)量、微型化等技術(shù)需求都要求我們的制作工藝需得到極大的提高。計算機輔助工程就是利用信息時代的計算機技術(shù)和成熟的數(shù)字模擬算法實現(xiàn)人機 交互，對復(fù)雜多樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)快速的進行數(shù)字處理分析，縮短設(shè)計周期，同時依靠計算機的高精度，提高設(shè)計精度。我國從上世紀(jì)七十年代末期開始了對計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用以及推廣，在歷經(jīng)了四十多年的發(fā)展之后，計算機輔助技術(shù)水平已經(jīng)非常先進。一計算機輔助工程在機械設(shè)計中的優(yōu)勢：1提升機械

6、設(shè)計制造的工作效率科學(xué)合理的利用計算機輔助技術(shù)，不僅圖紙設(shè)計和模型構(gòu)建起到重要作用， 而且能在面對一些復(fù)雜問題時找到解決的途徑。比如在構(gòu)圖方面，算法能精確捕捉部分特殊的位點，方便繪制，相比在圖紙上用 工尺測量著繪制，大大減少了設(shè)計人員的工作量，為思考設(shè)計方案騰出更多的時 問和精力。計算機在接收設(shè)計者的設(shè)計方案， 在顯示器上顯示圖形時，也在計算 圖形的各個點線面的參數(shù)，這些參數(shù)對于下一步的繪制都可能起到參考作用。 但 是若同時顯示，那么那些實際上并未用到的參數(shù)不僅占用計算空間，拖慢進程， 還會占用顯示器空間，干擾繪制的進行。系統(tǒng)預(yù)測的能力就能較好的解決這一問 題，系統(tǒng)會根據(jù)光標(biāo)的移動判斷設(shè)計者可

7、能會用的參考位點，然后顯示提供精確 引導(dǎo)，提高設(shè)計效率。系統(tǒng)同時兼?zhèn)淞硕喾N輔助工具和分析軟件，使設(shè)計過程能達到半自動化。比3 / 9如自動約束的能力，就為設(shè)計者提供了不少方便，采用自動約束，能更加快速的 連接、移動繪制的部分圖形，使他們能在一定的約束條件下，自動移到符合約束 條件的位置。每個約束條件都在某個方面限制了圖形的位置參數(shù)和大小參數(shù)，當(dāng)多個圖形受制于多個約束條件時，那么這些原本相互離散的部分就會被聯(lián)系到一 起，形成形態(tài)固定的圖形。約束條件的科學(xué)應(yīng)用同樣充分了利用了計算機的超算 能力，縮短調(diào)整時間，提高設(shè)計效率。2提高機械制造產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，人類探索領(lǐng)域的不斷拓展，

8、人民生活質(zhì)量的不斷 提高等多種因素的影響。人們對機械的質(zhì)量的要求日趨增高， 各企業(yè)為了占領(lǐng)更 大的市場份額，也將質(zhì)量放在首要地位，不僅要價廉更要物美。“低成本高質(zhì)量” 成為各行各業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。俗話說“一分耕耘，一分收獲”，想要用低成本造出高質(zhì)量的東西貌似有點 異想天開了。但是，依靠現(xiàn)代廉價且可重復(fù)利用的計算機資源， 既能節(jié)約很大的 生產(chǎn)成本，又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。計算機輔助技術(shù)的速度能在時間成本上降低機械 制造的成本，計算機輔助技術(shù)的高精度能提高產(chǎn)品的質(zhì)量。利用計算機高精度的特點，能設(shè)計出精確度高出傳統(tǒng)方式數(shù)千倍的精度。 人 們?nèi)粘Ｉ钪械漠a(chǎn)品，大部分看起來不需要太高的精度， 但是實際上，進入電子

9、 時代的我們，無時無刻不在享受著高精度產(chǎn)品帶來的便利。 手機等電子產(chǎn)品暫且 不說，就我們手中使用的筆，部件的精度對產(chǎn)品的影響就非常大。 中國生產(chǎn)的一 桿圓珠筆的筆頭在幾年前是需要進口的， 難以想象，看似普普通通的一桿筆，中 國竟造不出來。當(dāng)然不會笨到造不出來，實際上，國產(chǎn)是可以的，但是質(zhì)量遠不 及進口部件。相比起來，自己造的使用壽命短，筆的筆墨還沒用完筆頭就壞了， 這樣的筆有誰會購買？ ！自然失去了市場。而之所以造不出，一是沒有符合條件 的鋼材，而是精度要求太高。球座體上的每一個凹槽的走向、寬度、深度都需要 控制得當(dāng)。計算機輔助技術(shù)就能從設(shè)計方面解決這一問題， 通過輔助系統(tǒng)模擬不 斷調(diào)整，在投

10、入生產(chǎn)前選擇出最好的設(shè)計方案，避免產(chǎn)后實驗導(dǎo)致大量材料浪費。 從而以較低的成本生產(chǎn)高質(zhì)量的部件。3便于修改機械設(shè)計計算機輔助機械設(shè)計中還存在一種特殊功能 ，設(shè)計過程中容易出現(xiàn)一定的 錯誤，傳統(tǒng)的機械設(shè)計難以在原圖中進行修改，導(dǎo)致圖形作廢，浪費相關(guān)人員 工作時間。但計算機中輔助機械設(shè)計能夠在出現(xiàn)錯誤時在原圖中進行修改 ，有效 地節(jié)約工作時間，還能夠使原有零件之間完全配合，所以，計算機輔助機械設(shè) 計運用較為快捷方便、計算機輔助技術(shù)在機械設(shè)計中的缺點:計算機技術(shù)并沒有全面應(yīng)用于機械設(shè)計領(lǐng)域。計算機技術(shù)雖然在現(xiàn)代機械設(shè) 計業(yè)中起著非常重要的作用，使我們擺脫了傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法，節(jié)約了我們 的時間和精力

11、，但當(dāng)前機械設(shè)計并不能完全地應(yīng)用它。人們并不能正確的了解計 算機技術(shù)，對計算機技術(shù)缺乏整體性和目的性。計算機技術(shù)缺乏專業(yè)的人才。應(yīng)用計算機技術(shù)軟件的人很多，但是真正掌握 計算機技術(shù)的人很少，就更不用說可以正確、精確地將它應(yīng)用到機械設(shè)計中去了 這也導(dǎo)致了在利用計算機技術(shù)設(shè)計零件時會出現(xiàn)一些缺陷?，F(xiàn)如今，計算機技術(shù)更加地廣泛，那么嫻熟地掌握計算機技術(shù)也就更加地困難。三、計算機輔助工程的應(yīng)用現(xiàn)狀：人工力量有限，計算機輔助設(shè)計能夠完成機械設(shè)計過程中人工難以操作的 工作，計算機輔助設(shè)計技術(shù)滲透機械設(shè)計的各個環(huán)節(jié) ，我國機械設(shè)計領(lǐng)域迎來 了春天，機械設(shè)計呈現(xiàn)自動化、智能化發(fā)展趨勢。計算機輔助技術(shù)包含內(nèi)容較

12、多， 其集交互技術(shù)、圖像變化技術(shù)、實體造型技術(shù)等為一體，以專業(yè)的手法打造最成 功的機械產(chǎn)品。計算機輔助設(shè)計技術(shù)能夠在較短時間內(nèi)實現(xiàn)圖文轉(zhuǎn)換，通過強有 力手段進入數(shù)據(jù)終端，在三維工作空間中展示機械設(shè)計模型。計算機輔助設(shè)計技 術(shù)在原有基礎(chǔ)上改進，具并不是完全脫離傳統(tǒng)機械設(shè)計，而是在原有基礎(chǔ)上進 行科技優(yōu)化，采用最高端的技術(shù)為現(xiàn)代機械設(shè)計服務(wù)。有了計算機輔助設(shè)計技術(shù) 我國機械設(shè)計領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計期望與現(xiàn)實的差距不斷縮小 ，現(xiàn)有情況下應(yīng)當(dāng)不斷 努力，投入時間和精力提高機械設(shè)計水平,達到機械自動化控制目標(biāo)。四、計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計過程中的實際應(yīng)用：(1)三維造型在實際利用計算機輔助設(shè)計技術(shù)去進行三維

13、造型設(shè)計時，機械產(chǎn)品的三維信息能夠通過計算機輔助程序更加直接立體的展現(xiàn)出來，這能夠給設(shè)計人員的設(shè)計過程帶來很大幫助，在這項技術(shù)的輔助之下，設(shè)計人員能更加迅速且高質(zhì) 量的進行設(shè)計修改。除此之外，借助計算機輔助設(shè)計軟件還能夠把原有的產(chǎn)品版 本進行分析整合，作為對后續(xù)的產(chǎn)品進行設(shè)計時的設(shè)計優(yōu)化意見?？梢娸o助設(shè)計 技術(shù)的應(yīng)用，對于三維造型效果的優(yōu)化，以及效率的提升都有重要的意義。借助 這樣的方式能夠確保三維造型設(shè)計過程更快完成 ，同時符合設(shè)計質(zhì)量要求。除此 之外，借助計算機輔助設(shè)計技術(shù)進行設(shè)計，能夠讓三維造型具備動態(tài)性，即是 說可以從不同的角度去觀察其結(jié)構(gòu)與透視狀態(tài)等。(2)工程分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)試為了

14、滿足現(xiàn)實需要機械設(shè)計應(yīng)當(dāng)加大加工活動的關(guān)注與重視程度。首先要利用計算機輔助設(shè)計技術(shù)進行結(jié)構(gòu)勘測，從而找尋機械產(chǎn)品的設(shè)計不足，經(jīng)過結(jié) 構(gòu)優(yōu)化調(diào)試后確保機械產(chǎn)品力學(xué)性能的穩(wěn)定性。 為了確保機械產(chǎn)品設(shè)計達到最佳 狀態(tài)應(yīng)當(dāng)設(shè)置有限元和動力學(xué)建模分析，從而進行細節(jié)調(diào)整。機械設(shè)計中軟件的 匹配度會影響產(chǎn)品使用感，因此應(yīng)當(dāng)采用強有力的手段進行接口配置 ，確保有 限元分析軟件的針對性和目的性。結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)試過程中應(yīng)當(dāng)制定優(yōu)化方案，具體 分析機械設(shè)計的動態(tài)特征，做好運動情況記錄，在目標(biāo)導(dǎo)向作用下做好工程分 析認證工作。(3)逆向工程。逆向工程的主要建設(shè)目標(biāo)，是確保對先進技術(shù)的吸收與在實際操作過程中 的應(yīng)用。但是鑒

15、于相關(guān)研究人員的綜合素質(zhì)并不能保證，加之國家的資金投入不 足，這會導(dǎo)致研究所的研究條件整體呈現(xiàn)出無法滿足需求的趨勢。使得我國逆向工程技術(shù)的發(fā)展進程被拖慢。一般來說，逆向工程普遍是在產(chǎn)品與模型設(shè)計與制 造過程中采取的主要模式。一般來說是將原有產(chǎn)品進行整合，而后創(chuàng)造出新的產(chǎn) 品類別。在實際進行設(shè)計轉(zhuǎn)化的過程中，應(yīng)當(dāng)綜合利用計算機輔助技術(shù)以及計算 機的集成制造技術(shù)等，將實際樣本進行科學(xué)化的設(shè)計以后，最終借助相應(yīng)的計 算軟件，將實物轉(zhuǎn)化成為三維模型。比如 SCAN TOOL軟件，便是專門設(shè)計逆向 模型，通過數(shù)據(jù)構(gòu)建模型網(wǎng)格，而后借助延伸與切割等方式得出符合規(guī)格的網(wǎng) 格曲線，最終完成修改過程，并且使用算

16、機輔助設(shè)計軟件原有的參數(shù)化功能去 設(shè)計出與實物接近的三維模型。(4)圖形及符號的使用在實際開展設(shè)計的過程當(dāng)中，要借助信息化的程序去完成設(shè)計，通常需要用到大量的數(shù)字、圖形、符號等等。這一過程中，利用計算輔助設(shè)計軟件，能夠 對大量機械設(shè)計中所要用到的圖形與符號進行整合，以便在實際設(shè)計過程當(dāng)中隨時方便的進行使用。利用這樣的技術(shù)，信息的調(diào)取及應(yīng)用更加方便，能夠有效 節(jié)約設(shè)計時間，確保設(shè)計工作的整體效率。不僅如此，在實際當(dāng)進行設(shè)計的過程 當(dāng)中，經(jīng)常會用到一些標(biāo)準(zhǔn)化的零件，以及非標(biāo)準(zhǔn)化零件。所以即使標(biāo)準(zhǔn)化零件 的信息已經(jīng)存儲在系統(tǒng)中，非標(biāo)準(zhǔn)的零件信息也要及時存入數(shù)據(jù)庫，不可忽視。 這樣一來所有零件的信息都

17、已經(jīng)包含在系統(tǒng)當(dāng)中，在需要時可通過輸入相應(yīng)的 命令去調(diào)取，這樣能夠有效提升設(shè)計效率與質(zhì)量。五、未來機械設(shè)計制造:(1)向智能化趨勢發(fā)展依靠當(dāng)今時代先進的信息技術(shù)，當(dāng)代計算機高級編程加上一定的算法， 將所 編程后的語言對計算機進行操作，將人的思想和操作全部施加給與之對應(yīng)的機械 生產(chǎn)設(shè)備，計算機通過接收相應(yīng)的指令，將機械制造過程實現(xiàn)自動化操作， 就從 簡單的機械設(shè)計制造及其自動化發(fā)展表面來看， 機械生產(chǎn)的自動化必然和新時代 新進的信息技術(shù)有關(guān)聯(lián)，并且新時代出現(xiàn)了小型的計算機，比如我們平時用的手 機它擁有十分先進的遠距離操控技術(shù)，從而致使整個機械制造生產(chǎn)利用人的思想 進行生產(chǎn)的實現(xiàn)，由此可見，機械制

18、造自動化生產(chǎn)趨向智能化是社會發(fā)展的必然 趨勢。(2)向微型化發(fā)展在當(dāng)代機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展趨勢向微型化發(fā)展，不難理解，機械制造整個生產(chǎn)過程在實現(xiàn)自動化操作前提之下， 進而趨向微型化發(fā)展，在傳統(tǒng)機 業(yè)生產(chǎn)觀念影響之下，我國機械生產(chǎn)設(shè)備單從體型上來看， 就是十分巨大，并且 在生產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)上也存在著諸多問題， 面對這一情況，機械制造生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)將更 多的注意力集中到機械生產(chǎn)設(shè)備上， 將龐大的機械設(shè)備進行優(yōu)化，把傳統(tǒng)的大型 笨拙機械設(shè)備進行微型化處理，對未來我國機械設(shè)計制造及其自動化生產(chǎn)技術(shù)的 實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。(3)向虛擬化趨勢發(fā)展近些年，機械設(shè)計制造及其自動化在我國社會中明顯凸顯出來，對我國國民

19、經(jīng)濟的發(fā)展具有十分積極的作用。就現(xiàn)階段我國機械設(shè)計制造及其自動化生產(chǎn)， 從一定程度上來講，已經(jīng)實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)模式，和先前的機械設(shè)計制造生產(chǎn)相 比，明顯先進了不少，在我國機械制造流程上主要分為三個方面， 對機械圖紙的 合理設(shè)置、可行性分析以及最后調(diào)試成功的機械生產(chǎn)， 由于機械制作過程是一個 較為嚴(yán)格的生產(chǎn)過程，所以在機械制造及其自動化生產(chǎn)的每一個過程都應(yīng)該十分謹(jǐn)慎，所以到最后進行機械設(shè)計制造及其自動化生產(chǎn)就會浪費很多寶貴的時間，給整個機械生產(chǎn)的生產(chǎn)效率帶來了不利影響， 應(yīng)對這一問題，新時代已經(jīng)出現(xiàn)利 用計算機先進技術(shù)進行虛擬仿真技術(shù)的實現(xiàn)， 縱觀整體來看，機械設(shè)計制造及其 自動化生產(chǎn)虛擬化處理能夠很大程度上為機械企業(yè)降低巨額的經(jīng)濟成本， 其設(shè)計 理念更加符合我國社會未來發(fā)展趨勢。六、計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用展望:雖然現(xiàn)在計算機技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪性絹碓狡占?，人們也越來越需要計 算機技術(shù)。但是，計算機技術(shù)在機械設(shè)計方面卻并不是很完美。 人們需要去熟悉 它，改進它，掌握它，應(yīng)用它。這些在現(xiàn)階段都不是很好，甚至可以說基本上都 沒有掌握。同時為了應(yīng)對未來的機械設(shè)計發(fā)展的需求， 計算機輔助技術(shù)會繼續(xù)發(fā)展壯大， 功能更強大，甚至涉及領(lǐng)域更廣，模擬的自然模型種類更加豐富。 這也就意味著 它的發(fā)展的空間更廣闊。在過去