CAD軟件在機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果分析

暴建霞

摘要：機(jī)械磨料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品的形狀和產(chǎn)品的功能。它也是決定機(jī)械磨料產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。機(jī)械磨料的包裝也對(duì)產(chǎn)品的成本起著重要的作用。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD技術(shù)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）已成為機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)不可缺少的工具。同時(shí)，CAD技術(shù)也從2D CAD發(fā)展到三維CAD。三維CAD軟件的設(shè)計(jì)具有工程和產(chǎn)品分析、幾何模型、圖形繪制、工程數(shù)據(jù)庫(kù)等多種功能。CAD自誕生以來(lái)，被廣泛應(yīng)用于包裝設(shè)計(jì)、電子、化工等機(jī)械磨具等領(lǐng)域，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率大大提高。本文從CAD在機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用入手，分析了目前CAD軟件在機(jī)械磨具設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并探討了CAD的前沿技術(shù)。總結(jié)如下。

關(guān)鍵詞：信息化技術(shù)；CAD機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)

引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)也得到了飛速的發(fā)展，機(jī)械磨具包裝產(chǎn)業(yè)的科技含量也在逐步提高，磨具包裝在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)技術(shù)等也提出了更高的要求，他們更多地依靠了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)化手段，借助CAD對(duì)機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息化，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)不同的方案進(jìn)行比較、計(jì)算以及分析，幫助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出合理的、最優(yōu)的方案。同時(shí)，借助CAD能夠?qū)⒉煌脑O(shè)計(jì)信息，如：數(shù)字信息、文字信息以及圖形信息等存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，促進(jìn)了機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)的發(fā)展。

1 CAD在機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 機(jī)械磨具包裝產(chǎn)品實(shí)體建模

CAD是一種綜合性比較強(qiáng)的設(shè)計(jì)軟件。對(duì)于簡(jiǎn)單的磨削工具包裝件，CAD可以有效地分析其結(jié)構(gòu)，并可以將相對(duì)復(fù)雜的磨削工具包分解成若干個(gè)基本體，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械磨料的三維設(shè)計(jì)。建模，然后布爾運(yùn)算，就可以得到三維實(shí)體造型。對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械磨料圖形，CAD可以提供繪制草圖的工具。設(shè)計(jì)者可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中畫出簡(jiǎn)單的草圖，然后拼接成更復(fù)雜的幾何形式，并根據(jù)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖和自己的想法來(lái)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。這不僅提高了人們的審美意識(shí)，而且為設(shè)計(jì)者提供了表面設(shè)計(jì)工具，極大地提高了磨具造型設(shè)計(jì)的效率。

1.2 機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)修改更加簡(jiǎn)便

在機(jī)械磨具的包裝設(shè)計(jì)過(guò)程中，實(shí)體裝配可以讓設(shè)計(jì)者看到不同機(jī)械磨具包裝件組裝后的狀態(tài)，也可以利用CAD軟件測(cè)量不同機(jī)械之間的空間位置和尺寸。磨料包裝件，使零件裝配更加方便。

在裝配機(jī)械磨料零件后，零件可以被隱藏或半透明，這更有利于設(shè)計(jì)者觀察。同時(shí)，在裝配狀態(tài)下，CAD軟件可以提供標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)，更有利于機(jī)械磨料包裝標(biāo)準(zhǔn)件的選擇，也更有利于調(diào)整不同零件之間的干涉，從而使T形件能更好地進(jìn)行機(jī)械零件的裝配。設(shè)計(jì)師可以修改產(chǎn)品的尺寸。同時(shí)，三維CAD軟件也可以利用工程圖模塊生成直接生成的零件和裝配圖，并自動(dòng)生成尺寸標(biāo)注。

1.3 模具CAD/CAM集成制造

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，為了減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高機(jī)械模具設(shè)計(jì)產(chǎn)品的精度，機(jī)械磨具包裝行業(yè)也已經(jīng)從傳統(tǒng)單一的普通機(jī)床開始逐漸過(guò)渡到數(shù)控機(jī)床以及加工中心等。同時(shí)，模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)等，幾乎運(yùn)用到整個(gè)制造行業(yè)。這些數(shù)控加工裝配基本上具有三維軟件的相關(guān)接口。當(dāng)機(jī)械磨具包裝模型在CAD軟件中完成之后，經(jīng)過(guò)CAD軟件能夠模擬出加工刀具的路徑，并且能夠自動(dòng)生成數(shù)控機(jī)床能夠識(shí)別的語(yǔ)言，讓數(shù)控設(shè)備根據(jù)路徑進(jìn)行加工。

2 CAD軟件在機(jī)械磨具設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題

2.1 未能實(shí)現(xiàn)真正輔助設(shè)計(jì)

部分企業(yè)在進(jìn)行模具包裝設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正的輔助設(shè)計(jì)。目前，很多單位開始使用CAD軟件進(jìn)行三維建模，這種方法更多地是為了獲得三維效果圖，并沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)采用CAD軟件進(jìn)行整體空間設(shè)計(jì)以及受力分析等，機(jī)械模具設(shè)計(jì)過(guò)程中更多地停留在平面圖設(shè)計(jì)方面。同時(shí)，在三維CAD軟件中使用CAE的企業(yè)就更少了，并沒(méi)有充分利用CAD軟件其他相關(guān)功能。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示：CAE分析標(biāo)準(zhǔn)的建立相對(duì)比較困難，建立過(guò)程中需要進(jìn)行大量的工作，并且建立過(guò)程中要結(jié)合大量的試驗(yàn)，但是這個(gè)過(guò)程是必須要建立的。

2.2 缺乏精通CAD人員

CAD尤其是三維CAD是一個(gè)相對(duì)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，并不是每一個(gè)設(shè)計(jì)人員均能夠很好地掌握CAD，并且部分機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)人員沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)相關(guān)的培訓(xùn)，使得設(shè)計(jì)人員對(duì)于CAD的多數(shù)功能了解比較少，他們?cè)谶M(jìn)行機(jī)械模具包裝設(shè)計(jì)時(shí)就可能存在一些缺陷。因此，現(xiàn)在很多機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)企業(yè)開始意識(shí)到自己培養(yǎng)人才的重要性，這也就為發(fā)展機(jī)械磨具企業(yè)的設(shè)計(jì)中堅(jiān)力量創(chuàng)造了條件。但是，這一過(guò)程中是一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過(guò)程。

2.3 缺乏核心技術(shù)

CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)主要通過(guò)三種方式形成。即：（1）完全自主版權(quán)開發(fā)，就是企業(yè)根據(jù)自身情況一切從底層開始做起；（2）基于類似系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，如：企業(yè)根據(jù)實(shí)際需要基于CAD進(jìn)行二次開發(fā)；（3）基于某種平臺(tái)的開發(fā)。這種開發(fā)能夠更深層次地了解核心層，具有開闊周期短、見效快等特點(diǎn)。但是，這些平臺(tái)的價(jià)格均比較昂貴，和國(guó)外部分軟件公司相比，我國(guó)還有一段漫長(zhǎng)的路要走。

3 CAD中的前沿技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助軟件已經(jīng)給人們的設(shè)計(jì)提供了很大的便利，并且自身也在不斷的完善過(guò)程中，并且其將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。具體如下。

（1）圖形交互技術(shù)。圖形交互技術(shù)是一個(gè)直觀的、智能化的工作界面，它能夠開拓設(shè)計(jì)師的思路，讓他們將精力集中到創(chuàng)造性工作中，為設(shè)計(jì)師提供了很大的便利。

（2）虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)。虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)在CAD中也開始使用，設(shè)計(jì)師能夠在虛擬的世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品，從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果，能夠直接模擬對(duì)象，檢驗(yàn)操作是否更加符合人性化要求，了解機(jī)械模具包裝設(shè)計(jì)時(shí)不同的零件是否發(fā)生干涉。基于虛擬樣機(jī)的試驗(yàn)仿真分析，能夠在正真的產(chǎn)品制造前及時(shí)了解并解決問(wèn)題，降低產(chǎn)品的成本。

（3）三維打印技術(shù)。三維打印技術(shù)時(shí)快是速成形技術(shù)的一種，使用過(guò)程中是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印等方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。通常而言，三維打印的設(shè)計(jì)過(guò)程具體如下：先利用CAD或者動(dòng)畫建模軟件進(jìn)行有效的建模，然后將建成的三維模型進(jìn)行分期，從而指導(dǎo)打印機(jī)進(jìn)行打印。

結(jié)語(yǔ)

機(jī)械磨具包裝設(shè)計(jì)在我國(guó)占據(jù)重要的地位，隨著CAD技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD在機(jī)械模具包裝設(shè)計(jì)中廣為使用，且取得了階段性進(jìn)展。但是，當(dāng)前CAD在機(jī)械模具包裝設(shè)計(jì)中尚存在一些不足。因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該協(xié)同其他技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、概念設(shè)計(jì)，面向機(jī)械磨具包裝產(chǎn)品的整體，縮短設(shè)計(jì)周期，使得CAD技術(shù)能夠在機(jī)械磨具設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大的作用，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械模具設(shè)計(jì)能夠更好、更快的發(fā)展。

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