CAXA在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

張國瑞，韓 冰，馬永豐

（內(nèi)蒙古機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

CAXA是一款專門應(yīng)用于機械設(shè)計中的三位實體繪制軟件；也是我國自主研發(fā)出來的首個計算機繪圖軟件[1]。CAXA應(yīng)用于機械設(shè)計中的工作宗旨就是讓機械制造更省時、省料，并且符合中國人的思維方式從而簡單易學(xué)、易用。而且CAXA圖庫中的內(nèi)容與時俱進，根據(jù)有關(guān)的繪圖標(biāo)準(zhǔn)不斷的更新繪制的圖樣，保證圖樣的規(guī)范化和準(zhǔn)確度，從而提高了設(shè)計圖紙的質(zhì)量[2]。

隨著我國研究的深入化CAXA軟件達到的技術(shù)層面已經(jīng)超過了美國、英國、澳大利亞等工業(yè)強國在機械制造繪圖方面的相關(guān)技術(shù)，成為了業(yè)界的佼佼者[3]。所以當(dāng)下我國的機械制造業(yè)理應(yīng)采用國產(chǎn)的CAXA軟件來實現(xiàn)工業(yè)強國之路。下面讓我們來普及CAXA在機械設(shè)計中的主要應(yīng)用。

1 CAXA在機械設(shè)計中主要的應(yīng)用

隨著人民對機械制造產(chǎn)品需求量的日益增大，產(chǎn)品制造過程也成為了一個非常復(fù)雜且數(shù)據(jù)量龐大的過程。為了保證每件產(chǎn)品的使用價值，必須在每一件產(chǎn)品生產(chǎn)之前對其繪制精確的設(shè)計圖紙[4]。CAXA的出現(xiàn)讓傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)工具作圖與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)緊密結(jié)合在一起，徹底打破了傳統(tǒng)模式下時間和空間上的限制因素。CAXA主要應(yīng)用于裝配圖的繪制、機械齒輪的設(shè)計和三維仿真效果圖的繪制三個方面[5]。使裝配圖的設(shè)計更加精確 ；使機械齒輪的設(shè)計更合理化 ；也讓三維設(shè)計跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型的影響得到了簡潔的操作方式。

1.1 在裝配圖設(shè)計中的應(yīng)用

在機械設(shè)計中裝配圖可以分析各零件之間的配合關(guān)系，所以是整個機械產(chǎn)品制造中的核心環(huán)節(jié)。如今裝配圖的設(shè)計基本依賴與CAXA軟件來完成。CAXA軟件利用內(nèi)部具有豐富的圖庫通過拼畫的方法來繪制裝配圖。所謂拼畫的方法為 ：首先把草圖中所設(shè)計出機械中的各個零件都作為一個獨立的個體 ；其次通過在圖庫中提取的方式找到適合的模型 ；然后繪制出各個零件的精確設(shè)計圖 ；之后參考原有的草圖大小在確定出各個零件配件圖放大的比例 ；隨后還原放大的比例將零件配件圖拼接成一張完整的機械裝配圖 ；最后根據(jù)力學(xué)原理弄清楚各個零件之間的裝配位置和裝配基準(zhǔn)面，微調(diào)零件之間的鏈接部分，從而使設(shè)計出的配置圖具有符合物理學(xué)原理。下面以某機械軸系設(shè)備為例 ：圖1為利用CAXA軟件繪制的軸系設(shè)備效果圖。在軸系設(shè)備中有滑輪、滾動軸承、擋板、滾動軸承、軸端光圈等。繪圖時，首先從圖庫中提取各個零件所對應(yīng)的圖形，并根據(jù)實際要求修改圖形的尺寸，從而繪制出各個零件的裝配圖 ；然后在整合成整個軸系設(shè)備的機械裝配圖 ；最后調(diào)節(jié)其各個零件的鏈接部分完成機械裝配圖。

圖1 為某機械軸系設(shè)備的裝配圖

1.2 在機械齒輪設(shè)計中的應(yīng)用

齒輪是機械制造中應(yīng)用最廣泛的傳動設(shè)備，在工業(yè)上具有很大的需要量。CAXA軟件的出現(xiàn)為機械齒輪的設(shè)計環(huán)節(jié)提供了二次開發(fā)接口和發(fā)展建筑的設(shè)計模塊。這些模塊可以應(yīng)用于齒輪設(shè)計中，通過對基本齒廓中內(nèi)、外嚙合的直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪圖像的構(gòu)造和分析繪制出齒輪的仿真圖。此方法大大加快了設(shè)計和繪圖的速度，也讓齒輪的設(shè)計更符合力學(xué)原理，從而提高齒輪的工作效率。

1.3 繪制三維仿真效果圖中的應(yīng)用

在CAXA軟件的應(yīng)用中最核心的一步就是CAXA—3D三維繪圖工具。此工具采用了新型的界面交互平臺，利用開發(fā)出的三維曲面造型系統(tǒng)構(gòu)造出了三維實體，并對仿真模型進行靈活化特征下參數(shù)的特定修改，避免了傳統(tǒng)參數(shù)造型下的影響，之后采用動態(tài)模型的方式模擬其工作流程，從而確保所設(shè)計出的機械產(chǎn)品具有使用價值。

CAXA軟件中CAXA—3D的工作流程為 ：首先利用CAXA的圖庫先建立機械產(chǎn)品的二維裝配圖 ；然后通過CAXA—3D中的掃描設(shè)備接收裝配圖并整理出所需的工作圖 ；之后導(dǎo)入計算機內(nèi)采用來三維曲面造型系統(tǒng)來繪制三維實體效果圖 ；最后通過分析動圖判斷其是否符合力學(xué)原理，從而檢測出設(shè)備的使用價值。其中利用CAXA—3D三維繪圖工具來改良傳統(tǒng)的三維CAD設(shè)計技術(shù)主要為保證技術(shù)參數(shù)的功能化不會喪失。

即自定義已有的參數(shù)并把這個參數(shù)聯(lián)系到相關(guān)的參數(shù)上面去，從而確保了參數(shù)之間的功能性關(guān)系。此項技術(shù)還保留了傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計的原有優(yōu)點 ：整體的約束、相關(guān)數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)方法 ；同時又跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化設(shè)計在復(fù)雜性方面受到的限制，為CAD技術(shù)的發(fā)展提供了更為廣闊的空間和機遇。通過CAXA—3D三維繪圖工具改良的三維繪圖技術(shù)不但大大的縮短了繪圖時間，而且讓所設(shè)計產(chǎn)品的可靠性顯著增強，達到了事半功倍的效果。

2 結(jié)束語

本文通過介紹CAXA軟件在機械設(shè)計中裝配圖設(shè)計、機械齒輪設(shè)計和繪制仿真效果圖三個方面的應(yīng)用，證明了CAXA軟件是機械制造中的重要核心價值。非常值得慶賀的是CAXA軟件是我國自主研發(fā)的新型繪圖軟件，在使用過程中便于工人的操作和維護，而且讓廣大的生產(chǎn)制造工廠免去了關(guān)稅的支出，從而大大的降低了生產(chǎn)成本，為了我國的工業(yè)強國之路邁進了一大步。