CAD机械设计论文
CAD机械设计论文
CAD技术作为杰出的工程技术成就，已广泛地应用于工程设计的各个领域。下文是学习啦小编为大家整理的关于CAD机械设计论文的范文，欢迎大家阅读参考!
CAD机械设计论文篇1
浅谈CAD技术在机械设计中的应用
【摘要】AutoCAD是全球广大技术人员普遍欢迎的一种绘图软件，在各行各业都有广泛的应用，尤其是关于机械做图方面。AutoCAD以其强大的辅助图形设计和三维实体造型功能必将改变传统的绘图方式。功能齐全的AutoCAD软件在机械设计当中承担和发挥了重要作用。
【关键词】CAD 机械设计 应用
引言：AutoCAD以其强大的辅助图形设计和三维实体造型功能必将改变传统的绘图方式，使绘图工作变得更轻松而高效。它是进行数字和图形信息处理，以实现产品设计、造型和数控加工的自动编程软件，具有知识密集、综合性强、初始投入大的特点。它的普及应用将使产品设计制造和生产的传统模式发生深刻的变化，从而带动制造业技术的快速发展，是当前国际科技领域的前沿课题。
1.CAD的实际应用流程。
机械产品工程CAD包括设计信息管理系统(PIM)、工程图纸建模(PDS)、模型驱动的装配图绘制。覆盖从草图概念化设计到装配图自动生成的全部设计过程，并提供一个基于数据库与设计过程融为一体的设计信息管理系统，这样就构成了一个完整的机械产品工程CAD系统。
而机械CAD工具是为机械设计师提供更快、更简捷绘制工程图纸的方法。它不但可使设计师甩掉图板，同时还甩掉了《机械工程设计手册》，简化了烦琐的工作，并使需要多次才能完成的操作一次完成，大大缩短了工程师绘图、改图的时间。提供了辅助编辑、辅助绘图、国标图库、矢量汉字标等功能。
为常用机构零件参数化设计提供独具特色的常用件设计模块，包括了带轮、链轮、锥齿轮等六种常用件参数化设计及参数化绘图。自动绘制设计好的工程图纸，并可按用户的需要进行尺寸驱动来实现参数化绘图。通过在Excel中采用VBA分别编制出“新建”、“打开”、“保存”、“另存为”、“退出”5个模块进行数据的录入和管理工作。CAD绘图程序采用AutoLISP语言编制，可实现两大功能模块，以便完成各类制图工作，即数据读入模块和图形绘制模块。
具体如下：
1.1 数据录入。
在进行数据录入时，首先要建立相应的编号、阶段及有关信息，以便对诸多流程进行统一管理。随后即可启动DataIn.exe模块，录入数据。这里系统提供了强大的编辑功能，如复制、粘贴、剪切、删除，以及实用于数据录入工具，如切点数据拷贝、片状数据修改等，以及相应的快捷方式。对于小型应用型设计可以根据习惯，一边在平面图中建立模型，一边录入数据。对于大工程则应分开录入，再利用系统中的导入和导出工具进行数据库连接。只要对应各单位数据录入文件进行对应的程序运行，就能做出几十种适合各种场合的勘查机器。
1.2 快速绘制图形。
启动AutoCAD，运行相应的图形生成模块，如：平面图、剖面图等，即可生成相应的CAD格式(dwg文件)图形文件。当然在生成图形之前，应根据工程的具体要求修改图形框、各种图形符号、表示形式，并启动Hatch.exe模块，修改或制作满足规范要求的冲填图案。
1.3 编辑图形。
利用图形生成模块所得到的CAD图形往往不能满足实际的要求，这就需要利用CAD强大的编辑功能来添加和修改一些内容。这里系统还提供了适用于编辑机械工程图形的工作模块，如：模型工具、测量工具、结点工具、特殊结构编辑工具等。利用这些工具进行编辑，即可得到十分完美的图形。
1.4 快速处理试验数据。
完成数据录入，即可得到相应的曲线和数据处理结果。为了适用于不同的要求，系统还根据不同的规范要求设计了不同的统计计算模块，使工作效率有了很大的提高，拓宽了软件的使用范围。
1.5 利用Excel进行数据统计。
在Access窗口中利用Excel工具，将库文件转化为Excel格式文件，并重新命名，这样就形成了一系列的Excel格式的库文件。Excel具有的强大统计功能和众多的函数计算均可用于各个库文件中，以实现快速对机械设计图纸数据、工作量、各种物理力学性质等工程信息的统计与计算工作，使众多繁杂的统计工作变得简单快捷。
1.6 利用Word编辑文字报告。
本系统具有根据设计任务、设计流程、材料条件、工程特点等具体情况自动生成文字报告的功能，即选择“报告”菜单中的“生成文字报告”，弹出对话框，自动打开已生成文字报告。报告以Word格式保存为工程目录下的report.doc文件，然后可在Word中对报告进行编辑。
2.使用模板文件。
在建筑制图中，我们一方面要遵循国家的相关规定和规范，比如说图纸幅面、标题栏和会签栏的规格、图线、字体和尺寸标注等;另一方面，我们会经常使用一些样式和绘图环境的设置，比如说多线样式、图层设计、图形单位、精度、捕捉、栅格等，我们可以将这些常用的信息保存为一个模板文件，其扩展名为dwt.这样，我们就可以在每次绘图之前先打开该模板文件，然后在其基础上进行绘图，从而节省了宝贵的时间和精力。
3.总结绘图技巧。
当前市场上有关建筑绘图的书籍和教学光盘有很多，为我们学习软件提供了有利的环境。但是并不是说书籍上和教学光盘上介绍的方法就是最好的。在掌握AutoCAD的基本绘图命令和编辑命令后，我们就可以结合建筑绘图的特点，总结出一些比较快捷的绘图方法。比如说在预留门窗洞时，有的书籍和光盘上介绍的方法是在绘制好轴线后，再使用多线绘制墙体，然后炸开墙体，并在需要插入门窗的位置对墙体进行修剪，从而留下门窗的位置。
使用这样的方法，不仅比较繁琐，容易出错，而且日后不易修改。笔者建议使用如下的方法来预留门窗洞：在绘制好轴线时，先使用断开命令在轴线的适当位置进行打断，然后绘制墙体，这时绘制好的墙体就没有多余部分，不需要进行修剪，从而方便地插入门窗块，而且这种方法并没有炸开墙体，以后修改非常方便。再比如说在绘制轴号时，有的书籍和教学光盘上介绍的方法是先绘制好一个轴线圈，并在轴线圈内填入轴线号，然后拷贝这一个绘制好的轴线圈和轴线文字到其它轴线，最后修改轴线文字，从而完成轴线绘制。
使用这样的方法同样让人感到非常繁琐，因此笔者建议使用如下的方法来绘制：首先定义四个带有属性的块，它们的插入点分别对应于轴线的上、下、左和右，块的属性中描述好轴线文字的大小和位置等信息，我们在绘图时就可以方便地调用这些块，完成轴线的绘制。我们还可以将这些带有属性的块保存在模板文件中，使绘图变得更加简单易行。
4.使用修改命令。
对CAD绘图工作人员来说，一幅图60%-70%是修改，只有30%-40%是作图，这一点并不难理解。我们一方面要可以熟练地使用修改命令来对图形进行修改，另一方面也要总结修改的快捷方法。AutoCAD所提供的夹点就具有很强大的修改功能。通过控制夹点便能进行一些基本的编辑操作，比如说COPY、MOVE以及改变图形所在的图层等基本操作等。而且不同的图形，还有其特殊的操作，比如通过节点操作就可以完成元件的延伸和移动。
5.三维AutoCAD技术在机械设计中的应用。
在设计中使用三维AutoCAD系统，可以利用相邻两零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷，还可以保证新零件与相邻零件的精确配合，防止单独设计的零件会导致装配的失败。资源查找器中的零件回放可以把零件造型的过程通过动画演示出来，使人清晰可见。
在装配过程中，资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系。若装配存在错误即予以显示。另外，零件还可以隐藏，在隐藏了外部零件后，可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示，对于有一定运动要求的，可检验行程是否达到要求，及时更改设计，避免了产品的报废。
在用AutoCAD三维系统进行新的机械开放设计时，只需对部分零件重新设计和制造，而大部分的零件都可用以前的信息，设计的效率大大提高。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，通过快速重构，可得到又一种新产品。
由于机械产品与信息技术相融合，使机械产品有了新发展。AutoCAD三维技术采用先进的设计方法，如优化有限元受力分析、产品的虚拟设计，运动仿真和优化设计等，保证了产品的设计质量，同时大型企业数控加工设备完善，保证了产品的质量。
对于部件机构的空间运动和动力学的分析讨论，在完成3D设计的概念后，在INVENTOR中加载相关的专业应用软件就可以进行，其操作和结果都和我们很熟悉的AutoCAD用户界面相似。对于应力应变分析，我们同时结合有限元分析软件如(Dynamic Designer, Visual Nastran FEA)，可以对复杂的机械系统进行完整的运动学和动力学仿真。能够计算出机械系统零件的运动情况，包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力，还可以作零件的强度和结构分析。
随着CAD在机械设计中的广泛应用，对于一个机械设计人员来说不会AutoCAD是不行的，但即使会了，速度不快，在实际应用中也是不行的。因此应用者必须要提高自己的绘图速度，当然前提是要熟悉AutoCAD中基本操作命令和快捷图标的使用，并通过大量绘图来练习基本操作命令。AutoCAD使相关的机械设计人员从繁杂的工作当中能够更快速、更准确、更科学的进行建模和作图，利用强大的软件功能，更好地为设计工作服务。
参考文献
1 杜静.机械CAD/CAE应用技术基础[M].机械工业出版社, 2002.6
2 汪勇.AutoCAD2006工程绘图教程[M].西南交通大学出版社,2006.8
3 孙玉霞.机械CAD三维设计的应用研究[J].煤矿机械. 2005.09期
4 邢郝林.机械制图和CAD课程开发的研究与探索[J].职教通讯.2005.04期
5 余诚英.机械CAD与机械制图的有机结合[J].高职研究. 2006.10
CAD机械设计论文篇2
浅议基于CAD应用的机械设计
摘要：目前，AutoCAD经过了多次的优化设计，不仅多出了很多绘画的功能，而且对产品设计的方法相较以前，更加的灵活多变了。CAD绘画技术在机械产品中运用，不仅提高了产品设计的质量，设计人员还可以更加方便快捷的进行绘画设计，缩短了设计时间，提高了工作效率。
关键词：CAD技术 机械设计
随着机械制造业的稳步发展以及CAD技术的迅速进步，CAD在机械设计中应用逐渐成为一大关注焦点。如：汽车、船舶、轻工业、化工、机械、飞机、电子以及服务等许多的行业都已经应用了CAD技术。而其中所占比例最大的当属机械类产品的设计。由于CAD本身强大的绘图功能，使得许多的计算机辅助设计软件在机械行业中CAD技术得到了最广泛的应用。
一、 机械设计中CAD技术的应用
1.多维几何的绘图
CAD技术最主要的技术是进行机械产品的设计，设计的方式主要包括图形和数据两个方面的内容，因此在进行机械产品的设计中，需要处理好这两个方面，其中，绘图的工作是设计工作的重点。对于一般的工程图来说，所需的处理目标是进行二维图形设计，在其设计之前，应该根据一定的数据形成图形软件，通过CAD技术的应用，保证其基本的稳定性能。然而，由于各种不同的绘图方式，会给当前的图形带来不同的设计效果，因此，在CAD绘图的过程中，主要采用的是交互式的结构形式，做好图形的设计和编辑工作。此外，CAD绘图还有多个方面的功能，在应用的过程中，要按照专业的技术开发手段进行参数的处理，建立相应的数据库，保证施工人员的技术熟练性，才能够自动的绘制出符合要求的图形。
2.图形及符号库
一般来说，绘图的主要结构形式是图形和符号库的形式，即利用复杂的图形，通过符号的形式，进行分解，将分解后的图形存人一定的数据库符号中，在绘图的过程中。一旦需要某个图形符合，可以自动的调出来，经过工作人员的编辑和剪接，插入到另外一张需要的图形中去，从而保证整体设计的方便性和美观性。
3.模具CAD，CAM的集成制造
在CAD技术的应用中，其本身的性能受到广泛的关注和重视，特别是随着科学技术的发展，各种制作行业的生产技术有了很大的提高，从普通的机械到复杂的中心设计，都需要投入科学的手段。数字化的到来，使得绘周工作也朝着进化提升的方向发展，在模具的设计方丽，需要涵盖当前所有的建筑行业，才能够作为适合使用的绘图工具。
CAD软件是一个多功能的软件，它具有其他软件不具备的模块，在数值和图形的编辑方面，在数控机床的加工处理方面，在动态显示方面，都可以做到尽善尽美。同时，这些模块的组合可以形成一定的数据库形成，在整体的管理水平上拥有较大的空间，因此可以说，CAD技术是当前实体造型技术的主要数据来源。
4.工程分析
实践中较为常见的普遍是有限元分析、优化设计以及动力学分析等，除此之外，特定的设计对象还对应有专属的工程分所问题。
二、 CAD技术在机械设计中的优势及不足
1.零件设计方便快捷
使用三维CAD系统，可以在装配的环境中设计零件，也可以利用相邻零件的位置形状来设计新零件，方便快捷。避免了单独设计零件的弊端。资源查找器中的文件回放功能还可以把零件造型的相关过程通过动画的方式来播放，让人一目了然。
2.缩短了机械设计的周期
采用三维CAD技术有利于解决复杂的几何造型，等系列的问题设计工作人员的任务量，缩短了接近一半的周期。使机械设计的效率提高了很多，同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力。通过快速重构，可以得到全新的一种机械产品。
3.在装配环境中装配零件方便直观
在装配的生产过程中，资源查找器中的装配路径查找器记录了零件间的配置关系。如果装配的不正确就会及时的显示。另外外部零件还可以隐藏，隐藏了外部零件就可以让我们更清楚的看到内置的装配结构。及时的检验是否达到了设计的要求。避免了产品生产出来之后才发现有需要改进的地方。
4.CAD技术在机械设计中的不足
一个方面是虽然CAD技术取代图板绘图工具，但是并非真正意义上的设计。当前，很多单位都是借助CAD软件来获取效果图，缺乏相对的整体性。另一个重要的方面就是真正掌握CAD的技术人才相对较少，随着计算机电子技术的快速发展，CAD系统变得也越来越复杂多变，因此想要熟练的掌握CAD的软件技术不是一件容易的事情，绝大多数的设计人员都没有接受过非常正规的专业训练和培训，导致对CAD的了解程度有限，因此在设计机械零部件的时候有可能会存在一定的不足。
三、 CAD教学发展趋势
CAD软件随着计算机性能的提高和网络的普及，以及越来越多的人工智能的应用，会逐步的向规范化、智能化、集成化的方向发展。
一是在建立的数据模型上，数据模型会朝着标准化的方向发展，数据的交换格式会渐渐走向统一，CAD设计的一些数据资源也会被逐渐的整合。
STEP标准体系在未来的CAD系统中会完善。这样一来，学生可以通过网络资源获取更多的CAD数据，有利于减少学生的画图时间，同时，可以参考其他设计师的设计思路。让学生的思维更为广阔。培养学生的创新意识。二是CAD软件中特征造型和参数设计的采用加速了软件的智能化。软件不再是提供单一的画图工具，更不是一个将点线面储存在
一起的工具。特征和参数的引入使得软件似乎成为用户一个更聪明的助手。通过智能化的人机交互方式，CAD技术更容易被学生所掌握，有利于学生快速的熟悉软件，提高学生的学习兴趣。
三是如今CAD技术被大大的整合了，成了计算机软硬件、数据库、外围设备、图形学的集合体。它不断和CAM(计算机辅助制造)，PDM(产品数据管理)，CAPP(计算机辅助工艺流程规划)，MIS(管理信息系统)、以及MRP(制造资源管理)等系统相集成。可以帮助学生在学习CAD技术的同时也能了解工业制造的相关知识，培养学生全面学习的能力，了解工业生产的各个环节，更有助于学生在实际参加工作后熟悉工作环境。
总之，在机械设计中，CAD技术无论是多维绘图，还是模拟机械实体模型上，其都有着不可或缺的实际应用意义。它不只是形式上的辅助工具那么简单。随着科技的发展，CAD按术也在不断的创新和发展逐渐走向成熟。在机械设计中，CAD技术的应用也是越来越广泛。就目前的CAD技术的应用前景来看，将来，CAD技术以及其产品将会绽放出更为耀眼的光芒。
参考文献：
[1]胡莉萍.CAD在机械设计中的应用研究[J].煤炭技术，2012，(11)：27-28.
[2]李雪金.CAD在机械设计中的应用探究[J].中国新技术新产品，2010，(8)：119.
[3]陈晓红.基于CAD在机械设计中应用的探索性研究[J].制造业自动化，2011，(2)：49-51.