機械產(chǎn)品和零件的計算機輔助設計

1、機械產(chǎn)品和零件的計算機輔助設計題目：機械產(chǎn)品和零件的計算機輔助設計院（系）：機電工程學院專業(yè):姓名：學號：指導教師：二。一三年月日畢業(yè)設計（論文）任務書學生姓名 學號專業(yè) 院（系）機電工程學院畢業(yè)設計（論文）題目機械產(chǎn)品和零件的計算機輔助設計一、設計的任務：1、綜合運用平時所學理論基礎，基本知識和基本技能，提高和分析解決實際問題的能力。2、查閱相關文獻和資料，制定設計或實驗方案。3、參考文獻不得少于6篇。4、設計、計算、繪圖。任務與要求5、總結和撰寫論文。6、在規(guī)定時間內完成老師布置的論文內容。二、設計的要求：1、內容豐富，立意新穎。2、資料詳實，運用得當。3、語體正確，合符規(guī)范。4、層次清晰

2、，中心突出。5、論證充分，結論合理。6、正文不少于4000字。完成時間段指導教師單位職稱講師院（系）審核意見畢業(yè)設計（論文）進度計劃表指導教師日期工作內容執(zhí)行情況簽字2013. 6. 15-2013. 6. 28 查找資料，選題2013. 6. 29-2013. 8. 30完成論文的初稿2013. 8.31-2013. 9. 30完成論文二稿的寫作完成論文的終稿及格式修2013. 10. 1-2013. 10. 20改進一步修改論文、定稿，打2013. 10.21-2013. 11.20印論文，做好答辯的準2013. 11. 21-2013. 12. 5做好論文答辯準備教師對進度計劃實施情況總

3、評簽名年月 日畢業(yè)設計（論文）中期檢查記錄表畢業(yè)設計（論文）題目：機械產(chǎn)品和零件的計算機輔助設計學生填寫學生姓名：學號：專業(yè)：指導教師姓名：職稱：畢業(yè)設計（論文）題目工作量 飽滿一般 不夠畢業(yè)設計（論文）題目難度 大 適中不夠比較豐畢業(yè)設計（論文）題目涉及知識點 豐富富 較少很有價畢業(yè)設計（論文）題目價值 值一般 價值不大學生是否按計劃進度獨立完成工作任務檢查教師填寫學生畢業(yè)設計（論文）工作進度填寫情況指導次數(shù)認真一般 較差學生工作態(tài)度其他檢查內容：存在問題及采取措施：檢查教師簽字：年 月 日院（系）意見（加蓋公章）：年 月 日摘要介紹了三維CAD在機械設計中的顯著優(yōu)勢，并對目前國內企業(yè)機械產(chǎn)

4、品開發(fā)過 程三維CAD系統(tǒng)應用現(xiàn)狀和存在問題進行了分析。從產(chǎn)品開發(fā)的實際需求和產(chǎn)品特 點與軟件功能出發(fā)，對企業(yè)應用三維CAD過程提出了改進方案，最后介紹了三維 CAD技術發(fā)展的趨勢。培養(yǎng)掌握計算機輔助設計與制造等現(xiàn)代機械設計與制造技術 的基本理論和專業(yè)技能，從事機械制造、計算機輔助機電產(chǎn)品設計和制造，適應生 產(chǎn)、建設、管理、服務第一線所需的德、智、體、美等全面發(fā)展的專科層次的高素 質技能型專門人才。隨著現(xiàn)代計算機技術的飛速發(fā)展，計算機輔助設計在生產(chǎn)中的應用日益廣泛， 本文主要從計算機輔助設計在機械生產(chǎn)中的應用等方面闡述了在機械設計中的顯著 優(yōu)勢，并對目前國內計算機輔助設計應用現(xiàn)狀和存在問題進行

5、了分析。最后介紹了 計算機輔助設計技術發(fā)展的趨勢。關鍵詞:三維CAD機械設計應用AbstractIntroduces the significant advantages of three-dimensional CAD in mechanical design, mechanical product development process and domestic enterprise application status and existing problems of three dimensional CAD system are analyzed. Actual requiremen

6、ts and product features from the product development and software capabilities, and proposed improvement to the business process using three-dimensional CAD programmes, and finally introduced the trend of technology development of three-dimensional CAD. Training in computer-aided design and manufact

7、uring as well as the basic theory of mechanical design and manufacturing technology and expertise, engaged in mechanical manufacturing, computer aided mechanical product design and manufacturing, production, construction, management and service line necessary moral, intellectual, physical and aesthe

8、tic development of the Colleges high quality skilled specialists.With the development of modern computer technology, computer-aided design is used widely in production, this article from computer-aided design application in machinery production and other aspects of a notable advantage in machine des

9、ign, and conducted an analysis of present application status and existing problems of domestic CAD. Finally introduced the trend of technology development of computer-aided design.KEY WORD :three-dimensional CAD mechanical design applications目錄第一章緒論1第一節(jié)三維設計軟件現(xiàn)狀及其應用1第二章三維設計軟件的優(yōu)勢 第一節(jié)CAD技術應用在機械設計的多個方面2

10、第二節(jié)CAD技術應用在機械設計的具體應用3笫三章三維設計軟件在我國的應用趨勢及存在的問題4三維設計軟件的實際應用趨勢4第一節(jié)第二節(jié)三維設計軟件應用中存在的問題4笫四章CAD前沿技術6結論8致謝9參考文 獻10第一章緒論第一節(jié)三維設計軟件現(xiàn)狀及其應用產(chǎn)品設計是決定產(chǎn)品外形和產(chǎn)品功能，同時也是決定產(chǎn)品質量最重要的環(huán)節(jié)， 產(chǎn)品的設計工作對產(chǎn)品的成本也起到至關重要的作用。隨著計算機的不斷發(fā)展， CAD技術即計算機輔助設計已成為設計人員不可缺少的工具。CAD技術正從二維 CAD向三維CAD過渡。三維設計軟件具有工程及產(chǎn)品的分析計算、幾何建模、仿真 與試驗、繪制圖形，工程數(shù)據(jù)庫的管理，生成設計文件等功能。

11、三維CAD技術誕生 以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領域， 產(chǎn)品的設計效率得以迅速提高。我國CAD技術的研究、開發(fā)和推廣已取得較大進 展，產(chǎn)品設計已全面完成二維CAD技術的普及，結束了手工繪圖的歷史，對減輕人 工勞動強度、提高經(jīng)濟效益起到了明顯的作用。有相當一部分CAD應用較早的企業(yè) 已完成了從二維CAD向三維CAD轉換，并取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著 市場經(jīng)濟的逐步深入，市場競爭日趨激烈，加強自身的設計能力是提高企業(yè)對市場 變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力的。1第二章三維設計軟件的優(yōu)勢第一節(jié)CAD技術應用在機械設計的多個方面一、零件的實體建模設

12、計軟件為三維建模提供了多種工具，包括最基本的幾何造型如球體、圓柱 等，對簡單的零件，可通過對其結構進行分析，將其分解成若干基本體，對基本體 進行三維實體造型，之后再對其進行交、并、差等布爾運算，便可得出零件的三維 實體模型。對于較復雜的圖形，軟件提供了草圖工具，設計人員可以通過它先勾勒 出截面，再拉伸出較復雜的幾何形體。為了滿足人們不斷提高的審美要求，目前主 要流行的幾款三維設計軟件基本上都提供面片模塊，該模塊為設計人員提供了非常 方便的曲面設計工具。對于具有大塊曲面的零件，設計師可以方便地對單個面或片 體進行變形處理，以達到需要的曲面。二、產(chǎn)品造型修改簡便企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品往往是按系列區(qū)分，各系

13、列中每一代產(chǎn)品與上一代產(chǎn)品之間的 區(qū)別較小，也許只是增加了一個功能部件或是產(chǎn)品造型尺寸上有所改動。三維CAD 可以方便地修改一些參數(shù)就能達到設計師更改造型的目的。三維CAD在建模中一般 使用參數(shù)化建模，整個建模的步驟和產(chǎn)品的外型尺寸被參數(shù)化，這些參數(shù)是與產(chǎn)品 的造型直接關聯(lián)的。若要對尺寸或造型進行局部的更改，只需要更改相關參數(shù)，整 個造型將被自動更新。這樣不僅大大減少了設計人員的工作量，還保證了產(chǎn)品外造 型的延續(xù)性。三、生成實體裝配圖實體裝配不僅能讓設計人員直觀地看到各零件裝配后的狀態(tài)，還可以測量各零 件之間的空間大小，方便零件的布置。在裝配完成后，零件可以被隱藏或設置成半 透明的狀態(tài)，方便設

14、計人員觀察內部結構。此外，在裝配狀態(tài)下，軟件提供的標準 件庫，也方便了設計人員對標準件型號的選擇。裝配狀態(tài)下的干涉分析也是常用的 功能，計算機通過計算各裝配零件的體積的大小和位置來確定是否有相交的部分， 并確定各零件是否干涉，自動生成分析報告，明確指出2互相干涉零件的名稱和干涉的尺寸。方便設計師修改產(chǎn)品設計尺寸。第二節(jié)CAD技術應用在機械設計的具體應用一、模具CAD/CAM的集成制造隨著科學技術的不斷發(fā)展，為了減輕人工勞動強度，提高產(chǎn)品的精度，制造行 業(yè)裝備從普通機床逐步到數(shù)控機床和加工中心，同時，模具CAD/CAM技術、模具激 光快速成型技術(RPM)等，幾乎應用到整個制造行業(yè)。這些數(shù)控加工

15、裝備基本都具 有與各三維設計軟件的接口。當產(chǎn)品模型在三維CAD軟件中完成后，再由CAD軟件 模擬出加工刀具路徑，隨后生成數(shù)控語言，通過接口輸入數(shù)控設備中，再由數(shù)控設 備按照模擬出的加工路徑加工產(chǎn)品。二、機械CAE功能應用CAE是三維CAD軟件的重要模塊，CAE功能包括工程數(shù)值分析、結構優(yōu)化設 計、強度設計評價與壽命預估、動力學、運動學仿真等。CAD技術在建模模塊完成 產(chǎn)品造型后，才能由CAE模塊針對設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構 合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態(tài)特性進行分析。CAE技術在我國也得到 了廣泛應用，以汽車制造業(yè)為例，國內多家主車廠和汽車設計公司在使用三維CAD 軟

16、件完成新車型的設計后，進行CAE分析，如干涉檢查、鍍金成型分析、塑料件拔 模角分析、車身強度剛度的測試，在車窗、車門、雨刮器等運動部件上廣泛采用 CAE模塊中的運動仿真功能，計算出零件的運動軌跡，以及零部件在運動中的狀 態(tài)，為設計人員提供直觀的參考。這些分析工作大大提高了新車型的可靠度，縮短 了新車型的開發(fā)周期，減少了返工，節(jié)約了研發(fā)成本。采用三維CAD技術，機械設 計時間縮短了近1/3。同時，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設計能力，能通過快速重 構，得到一種全新的機械產(chǎn)品，大大提高了工作效率。3第三章三維設計軟件在我國的應用趨勢及存在的問題第一節(jié)三維設計軟件的實際應用趨勢一、三維設計軟件在我國應

17、用趨勢在過去的10多年間我國一直是生產(chǎn)大國，然而生產(chǎn)環(huán)節(jié)是整個經(jīng)濟過程中耗 費最多、污染最多、利潤相對較小的一個環(huán)節(jié)。隨著中國制造行業(yè)的不斷壯大，越 來越多的產(chǎn)品要從中國制造轉向中國創(chuàng)造，不斷增強我國企業(yè)在國際市場上的競爭 力。借助各種計算機設計工具，是提高我國創(chuàng)造能力的重要方法。現(xiàn)代裝備制造業(yè) 的產(chǎn)品結構復雜，一般是由多個部件組成的大型設備。因而這樣的設計不再是為了 生產(chǎn)某一個零部件，而要考慮到產(chǎn)品整體的造型和結構，僅憑二維設計技術是不夠 的，三維必不可少。先進的設計能力才能產(chǎn)生先進的制造企業(yè)。從長遠看，從二維 到三維是設計軟件一個不可逆轉的趨勢。充分挖掘三維設計軟件中的功能，把這些 功能應

18、用到實際設計中，并作為生產(chǎn)加工的依據(jù)，是我國制造業(yè)發(fā)展的必由之路。二、我國三維設計軟件在應用中的問題我國三維設計軟件的應用始于20世紀80年代，發(fā)展迅速，已取得了良好的經(jīng) 濟效益。少數(shù)大型企業(yè)，如一汽、二汽等，已經(jīng)建立起比較完整的三維CAD設計和 制造系統(tǒng)，其應用水平也接近國際先進水平。許多中小企業(yè)也運用了三維CAD技 術，在保證產(chǎn)品質量、提高勞動效率等方面取得了顯著的經(jīng)濟效益。但總的來說， 國內在三維機械設計軟件應用的深度和廣度方面與國外先進水平相比還有很大差 距。主要原因在于：第二節(jié)三維設計軟件應用中存在的問題一、未能真正實現(xiàn)輔助設計很多使用企業(yè)并未實現(xiàn)真正的輔助設計，目前很多單位用CAD

19、軟件可以做出三 維模型，但僅僅是為了做三維效果圖，并未真正實現(xiàn)運用三維CAD軟件進行整體空 間設計和受力分析，還停留在平面圖設計方面。他們只是做到用計算4機出圖，只停留在這個階段，就失去了其應有的作用，因為CAD是輔助設計， 不是輔助繪圖。特別是三維CAD軟件中的CAE功能在各企業(yè)間應用得就更少了。以 汽車行業(yè)為例，雖然現(xiàn)在汽車企業(yè)普遍認識到，CAE功能可以進行產(chǎn)品的性能與安 全可靠性分析，并對產(chǎn)品未來的工作狀態(tài)和運行行為進行虛擬運行模擬，及早發(fā)現(xiàn) 設計缺陷，實現(xiàn)優(yōu)化設計。但對于如何有效開展CAE的工作就沒有明確的認識。首 先，汽車行業(yè)相關企業(yè)的領導層要充分認識CAE的作用和難度，再次企業(yè)還要

20、努力 建立自己的CAE分析標準。目前，我國汽車CAE應用中的最大問題就在于我們的企 業(yè)沒有自己的標準或者標準不完善，換句話說，就算做了 CAE分析，也無法有效地 評價分析結果。標準的解決途徑有2個:一是自己通過試驗和仿真相互校核，建立 相關產(chǎn)品的評價標準;二是利用相關行業(yè)已有的經(jīng)驗來輔助建立自己的CAE分析標 準。由此可見，CAE分析標準的建立相當不易，需要做大量的工作，并且要結合試 驗結果。然而，這個過程是必須要建立的。二、精通CAD技術的設計人員缺乏三維CAD系統(tǒng)是一個復雜、多樣的系統(tǒng)，并不是每個設計人員都能很好地掌 握，更何況大部分設計人員并沒有接受過CAD的應用培訓，對CAD的多數(shù)功能

21、知之 甚少，他們完成的設計很可能就存在一些缺陷。世界著名的汽車制造商福特、通 用、戴姆勒-克萊斯勒等企業(yè)之所以CAD/CAM技術應用得好，是因為得益于幾十年 來一直大力開展CAD/CAM應用而積淀下來的寶貴經(jīng)驗以及培養(yǎng)出了一支高水平的技 術隊伍?，F(xiàn)在國內既懂計算機軟、硬件，乂有豐富專業(yè)知識的人才匱乏，而這恰是 企業(yè)最為寶貴的財富。為了留住人才，各企業(yè)也做出了很大的努力，但整個行業(yè)還 是缺乏培養(yǎng)人才的氛圍，部分企業(yè)還是沒有意識到自己培養(yǎng)出的人才比在市場上招 聘的人才更了解自己的企業(yè)，也是企業(yè)發(fā)展的中堅力量。改變這一點還需要付出大 量的努力，需要經(jīng)歷一個長期的過程。5第四章CAD前沿技術計算機輔助

22、設計軟件已經(jīng)給人們的設計工作提供了很大的便利，但其自身仍在 不斷的完善之中，同時也在向著以下幾個方向發(fā)展：一、圖形交互技術一個直觀的、智能化的工作界面可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精 力集中到創(chuàng)造性的工作中。CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具，務求易學好用，復雜的功 能操作簡單，簡單的功能能夠實現(xiàn)自動化。因此，智能化圖標菜單、實時生成的造型、動態(tài)提示指引等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，觸摸輸入 法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術也正在研究之中。二、智能CAD技術隨著人們一定程度上掌握創(chuàng)造性活動的規(guī)律，逐漸對計算機輔助設計軟件提出 智能化需求。設計是一個含有高度智能的人類

23、創(chuàng)造性活動，智能CAD/CAM是發(fā)展的 必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫， 及時準確地向設計師提供產(chǎn)品開發(fā)所需的知識和幫助，智能地支持設計人員，同時 捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推 理功能，使設計新手也能做出好的設計來?，F(xiàn)代設計的核心是創(chuàng)新設計，人們正試 圖把創(chuàng)新技法和人匚智能技術相結合應用到CAD技術中，用智能設計、智能制造系 統(tǒng)去創(chuàng)造性指導解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設計制造，這樣才能使我們的產(chǎn) 品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。三、虛擬現(xiàn)實技術虛擬現(xiàn)實技術在CAD中已開始應用，設計人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品，可以 從人

24、機工程學角度檢查設計效果，可直接操作模擬對象，檢驗操作是否舒適、方 便，及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題，及早看到新產(chǎn) 品的外形，從多方面評價所設計的產(chǎn)品。虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或 虛擬樣機的過程。虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分 析，以評價其性能，可制造性、可裝配性、可維護性和成本、6外觀等，基于虛擬樣機的試驗仿真分析，可以在真實產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決 問題，從而降低產(chǎn)品成本。虛擬制造、虛擬工廠、動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術在 電子商務時代繼續(xù)發(fā)展的一個重要方向。另外，隨著協(xié)同技術、網(wǎng)絡技術、概念設計面向產(chǎn)品的整個生命周期設計理論 和技術的成熟和發(fā)展，利用基于網(wǎng)絡CAD/CAPP/CAM/P