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江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 1 頁 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計（論文） 計算機輔助設計在生產中的應用 院（系）名稱 ： 江蘇建筑學院 專 業(yè) 名 稱 ： 建筑項目管理 班級名稱： 建管（一 ）班 學生學號 ： 1070253128 學 生 姓 名 吳廷東 指 導 教 師 陳光 計算機輔助設計在生產中的應用 摘要 計算機輔助設計是 利用計算機及其 圖形 設備幫助設計人員 進行設計工作 ,簡稱 在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。 隨著現(xiàn)代計算機技術的飛速發(fā)展，計算機輔助設計 生產中的應用日益廣泛，本文主要從計算機輔助設計在機械生產中的應用等方面闡述了其在機械設計中的顯著優(yōu)勢，并對目前國內企業(yè)機械產品開發(fā)過程三維 統(tǒng)應用現(xiàn)狀和存在問題進行了分析。從產品開發(fā)的實際需求和產品特點與軟件功能出發(fā)，對企業(yè)應用三維 程提出了改進方案，最后介紹了三維 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 3 頁 1 緒 論 題背景及目的 計算機的發(fā)展及應用，使人們的生活日新月異。計算機輔助設計源于計算機圖形技術的產生，計算機輔助設計的研究構想發(fā)端于 1950 年，但最早記錄是在 1963 年，美國麻省理工學院的研究人員 伊凡?蘇澤 蘭在美國計算機聯(lián)合會會議上發(fā)表了名為《畫板》的 論文，從而開始了計算機輔助設計的發(fā)展歷程。他從 1950年開始著手開發(fā)通過圖形技術來處理人與電腦交互對話的操作系統(tǒng)。 1963 年 這套以電腦主機、顯示屏、光電筆和鍵盤為工具的圖形畫線系統(tǒng)得到實現(xiàn)。這套圖形畫線系統(tǒng)開發(fā)和引進了許多計算機繪圖的基本思想和技術，使用戶可以運用電腦畫出直線、復雜曲線以及簡單的標準部件。 最初 算機輔助繪圖”，由于當時計算機在設計上的作用是替代傳統(tǒng)手工繪圖的一種新工具，但隨著后 來信息技術的飛速發(fā)展，計算機技術在各領域的廣泛應用， 含義也在不斷變化擴展，隨著 20世紀 70 年代像素的產生、 80 年代三維曲面造型系統(tǒng)的開發(fā)等，使電腦繪圖從只能用“線”這一基本繪制元素發(fā)展到可以用點、面、體進行繪制計算機圖形，從而使 含義也發(fā)展成現(xiàn)在人們比較熟知的計算機輔助設計這個概念了。 我國的計算機輔助設計起源于 20 世紀 70 年代。與國外計算機輔助設計發(fā)展的軌跡相似，國內計算機輔助設計的研究與應用基本上是從各高等院校發(fā)展起來的。 20 世紀 90年代初，隨著我國現(xiàn)代化進程的迅速發(fā)展以及計算機的進一步 普及，在環(huán)境藝術設計和創(chuàng)作領域，計算機技術應用的價值，逐漸得到人們的重視。 論 開始于上世紀 50 年代后期的計算機輔助設計技術，從最初的僅僅被簡單的作為圖板的替代品到 70年代的二維制圖過度到三維建模再到現(xiàn)在的集產品的構思、功能設計、結構分析、加工制造、數據管理于一體的智能 算機輔助設計經歷了一個漫長又曲折的發(fā)展歷程。在今天， 么， 術究竟有怎樣的優(yōu)勢，它又是如何在生產中起到積極作用的，而它的發(fā)展趨勢又是怎樣的呢，本文稍后將對以上問題進行淺談。 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 5 頁 2 術 的認識與使用 介 計算機輔助設計是利用計算機強大的圖形處理能力和數值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術。自 1950 年計算機輔助設計（ 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，產品的設計效率飛速地提高?，F(xiàn)已將計算機輔助制造技術（ 產品數據管理技術（ 計算機集成制造系統(tǒng)（ 于一體。 產品設計是決定產品命運的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產品的設計工作決定著產品 75%的成本。目前， 統(tǒng)已由最初的僅具數值計算和圖形處理功能的 統(tǒng)發(fā)展成為結合人工智能技術的智能 統(tǒng)（ 21 世紀， 術將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時代制造業(yè)對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。 以智能 代表的現(xiàn)代設計技術、智能活動是由設計專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領域內專家設計的過程，采用單一知識領域的符號推理技術，解決單一領域內的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術和優(yōu)化、有限元、計算機繪圖等技術結合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規(guī)設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。 三維設計軟件具有工程及產品的分析計算、幾何建模、仿真與試驗、繪制圖形，工程數據庫的管理，生成設計文件等功能。三維 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，產品的設計效率得以迅速提高。我國 術的研究、開發(fā)和推廣已取得較大進展，產品設計已全面完成二維 術的普及，結束了手工繪圖的歷史，對減輕人工勞動強度、提高經濟效益起到了明顯的作用。有相當一部分 用較早的企業(yè)已完成了從二維 三維 換，并取得了巨大的經濟效益和社會效益。隨著市場經濟的逐步深入，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關鍵。 巧繪出圖形 畫橢圓弧 畫橢圓弧的關鍵是先畫一個完整的橢圓，然后移動光標刪除橢圓的一部分。留下需要的橢圓弧。 首先，鍵入 選擇 標。 選項如下： 鍵入： 任意方法畫一個橢圓。然后提示輸入所需弧段信息： 響應： 鍵入： 0或選定屏幕上代表角度起點的點。 始角（ 義為弧的始點。 響應： 選定定義弧長的終角（ 也可以鍵入 I，然后鍵入包角。包 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 7 頁 角自始角開始量度，不是從 0 開始 畫多邊形 畫多邊形總是可以用普通線或多義線來畫，但 一個 鍵入 ，首先要求輸入邊數，接下去選擇中心或邊長。如果選取一點，則被認為是中心。還有兩個額外選項：對于一個虛圓，多邊形可以是內接的，也可以是外切的。 如果選擇邊長而不是中心，則須輸入多邊形邊的起點和終點。然后多邊形逆時針構造。 鍵入： 從 具欄中選擇。） 響應： 鍵入： 5 響應： 選取一點。 響應：): 鍵 入： I 響應： 選取一點或鍵入多邊形圓心到圓的半徑。 這樣構造多邊形有一點值得注意：這些多邊形都可以看成獨立的、封閉的多義線。 不管它們最初是如何建立的。如果打散一個多邊形，它就會成為獨立的線。 如何以等軸方式畫圖 從 等軸方式畫圖通常并不是畫等結構的首選方法。盡管 如果是 將使用 3D 功能構造模型，然后鍵入 等軸方式觀察設計。 令訪問，其子 選項 此選項下可選擇標準方式或等軸方式。一旦進入等軸方式， 將激活頂面、右面或左面。一經獲取正確的平面，即可畫對象了。 3D 產生的真實尺寸的模型，而等軸捕捉方式扭曲了實體，其實實體并不是看到的樣子。 平滑的技巧 這是一條使用 令技巧。如果畫一條非常平滑的曲線，可鍵入畫曲面的輪廓，這樣會產生比想預想的手畫更多的頂點。畫完后，再用 象轉換成單個多義線，即把第一個對象轉換成多義線，然后用窗口罩住曲線， 將它與其他對象聯(lián)接起來。線轉換并聯(lián)接后即可鍵入 滑它們。 警告：盡量少用 的存儲量太大 。 恢復一個已被刪除的對象 恢復一個已被刪除的對象的最容易也最有效的方法是用 令，該命令將最近刪除的選擇集合恢復過來。注意， 復的是整個選擇集合，而不僅是最后一個刪除的對象。另外， 恢復最后刪除的組，如果想恢復更多的步驟 ,做不到的。 如果需要恢復多外選擇集合中的對象，可以用 令，但是，這樣做會帶來一些其他的風險，比如圖中畫好的一些內容可能 會改變。使用 然可以撤銷過去發(fā)出的任意多外命令，但是，如果撤銷的都 如果在撤銷的 如果在撤銷的 么就會有丟失這些命令的結果。 把多個對象排列成圓環(huán)形 在早期的 本中，該命令叫做 現(xiàn)在成為入 后選擇對象并確認后，將被問及選擇矩形陣列還是極地形陣列鍵入 P 則為極地形陣列，然后選擇該陣列的中心點，對 象會圍繞該中心生成陣列。然后，又會被問及三個問題：（ 1）陣列中的項數；（ 2）填充角度；（ 3）陣列中各項之間的角度。必須回答其中任意兩個問題。 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 9 頁 首先看看第一個問題一陣列中的項數。 括復制的那一個）。如果不想回答這個問題，按回車或空格鍵。 下一個問題是填充角度，也就是想讓對象圍繞著圓排列多遠。輸入正數則按順時針排列，輸入負數則按逆時針排列，按回車鍵則表示缺省值 360度。 道用陣列中的項數填充 360 度必需的距離。如果不想回答這個問題，輸入 0 表示填充角為 0。 第三個問題是陣列中各項間的角度。如果輸入正數，陣列按順時針排列；輸入負數則按逆時針排列。 量從陣列的中心點到由該對象結構所決定的一個任意的參照點之間的距離。 最后的選項是當復制對象時，它們是否旋轉。輸入 Y 表示旋轉， N 表示不旋轉。 鍵入： 從 具欄選。） 響應： 選擇要復制的對象，并確認。 響應： ) 鍵入： P。 響應： 拾取陣列轉繞其 旋轉的中心 點。 響應： 鍵入： 10 響應：== 鍵入： 響應： 鍵入： 圍繞著中心點生成 10 個旋轉對象。 使對象放大或縮小 用 先，鍵入 出現(xiàn)提示符時，選擇要調節(jié)的對象。然后在該對象的任何一個位置上選擇一個基冷點，如果選擇了比例因子，對象的縮小，就用小于 1的因子，比如 樣，對象就縮小了一 倍。 選項 果選擇 以在一個新的長度之后，輸入任意長度。 例如，如果把一個對象放大百分之三百，可以輸入比例因子 3。但是如果要把長度人 為 4 怎么辦呢？可以用計算器算一下，然而用項容易得多。參照長度 舊的長度， 4 是新長度。 請記住， 以，當在一幅圖中用不同的比例畫多個對象時，這個命令最合適。換句話說，如果只是在輸出到繪圖機時再用不同的比例， 那么最好在 令中用 項。 鍵入： 從 具欄選） 響應： 選擇要調整大小的對象。 響應： 在對象選擇一個點。 響應： /鍵入： 25 該對象被縮小為原來的四分之一。 通過 話框可以用 變對象的大小。鍵入 從以顯示該對話框。 使用相對位移的 令 在使用 令 時，有一種方便快捷的方法復制或移動對象，這就是使用相對位移，而不心先給一個基準點，另外再給出位移。假定要把一個對象向右移動 4 厘米，向上稱動 2 厘米： 鍵入： 從 具欄選） 響應： 選擇對象并確認。 響應： 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 11 頁 鍵入： 4， 2。（注意，這是位移） 響應： 鍵入： 。 當在第二點按回車時， 第一點當作相對位移來處理，而不把它當作絕對坐標 。 層塊處理技巧 取消層 取消層并不容易，不是一條命令所能及的。首先應明確要作的事情：不顯示某層？消除層上的所有對象？要刪除整個層，以后如果再需要用，就得重建？ 讓我們一項項來討論。如果只是不想顯示該層，用 命令即可?；蛘撸梢栽趯拥南吕搅斜砜颍ㄔ?單擊箭頭，使該層呈現(xiàn)太陽圖標。 （ 1）如果要刪除層上的對象，按下列過程操作。首先，轉到刪除的層上，之后凍結所有其他的層。也可以激活如圖 4－ 2 所示的 擊 單擊 鍵入： 應： ?/N/鍵入： 應： s)鍵入： * 鍵入： （結束 鍵入 "*"，表示凍結圖中的所有層，而 允許凍結當前層，這就是在命令開始前首先轉到該層的用意。 （ 2）現(xiàn)在用 繞屏幕上的所有對象開一個交叉窗。如果不能看到所有的對象，用 能的 將圖中所有對象置于屏幕中央。這時刪除就非常容易。用 令可以回到原來的地方，最后一步是解凍那些凍結的層。 鍵入： 應： ?/N/鍵入： T 響應： s)鍵入： * 鍵入： （結束 第三種可能是要完全刪除層。首先要按上述過程刪除層上所有的對象。 （ 3）用戶可以用 令清除未用的層，其中的一個選項便是依次進入沒有對象的層，并詢問用戶是否將它刪除?；卮?Y，就會刪除該層。 使線型正確顯示 有時線型明明是虛線，卻顯示為連續(xù)線，很讓人感到迷惑。造成這種現(xiàn)象可能有幾種原因?？赡苡捎?響了比例（通過圖的重新生成可消除），或是 置有錯。或是兩個原因均有。 例增加，則屏幕上和最終繪圖輸出時的線或點間的 物理 距離增加。 果設有 0，允許總體的 果 ，則不管用戶是否使用縮放視圖，圖紙空間視窗將正確反映線型比例。 預設置原型圖中的層 當用戶開發(fā)自已使用 方法時，會將此技巧作為自已的標準操作過程。例如，用戶可能發(fā)現(xiàn)自已總是使用 22個標準層，其中設置了特定的顏色和線型，可經將這些層放在一個原型圖中，如 樣無論如何開始一幅新圖，這些項都會設置好，以備使用。 透明層 無論何時定義塊，它都會永久保持創(chuàng)建時所在層的特性。 如果塊中的對象在多個層上，將保持原始層的顏色及線型。這一點很有用 都具有生成該塊的層的顏色和線型。 但有時，希望插入的塊的特性與被插入層一樣，這也可能。 第 0 層是透明層，這意味著，在 0 層創(chuàng)建的塊不帶有層的特性，而是與插入所在的層的特性相同。 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 13 頁 將屬性作為塊的一部分 屬性通常應該是塊的一部分，因為它就是在塊插入時才取得數值。在創(chuàng)建塊時，請同時創(chuàng)建屬性。當使一項成為塊時，確認它包含了屬性標簽。 如果某塊已經存在，并且需要為它賦加屬性，首先應在圖中的任何部位插入它，解體此塊，使用 令來創(chuàng)建屬性。然后重新組成此塊并回答 Y 來應答是否要重新定義此塊。 請注意一點：只有重新定義塊才會有屬性。 單位塊 有時將塊的尺寸創(chuàng)建一個單位，而在插入時再確定其比例。采用這種方法就無需創(chuàng)建各種可能尺寸的塊，其缺點是若 X 和 Y 比例因子不同，則以后無法拆散比塊。如果需要許多不同尺寸的塊，可以考慮寫出一個先詢問對象的尺寸并據此創(chuàng)建該對象。 文本及注釋技巧 將文本限定在一定范圍內 有兩種方法可以保證將文本限定在定義的范圍內：使用 應清楚它們之間的區(qū)別。 使用 ，會被問及開始點和結束點。 通過整文本的高度將文本強制在定義范圍內。顯然，定義范圍內的文本越多就會越小。 使用 樣會被問及開始點和結束點。 字符的高度不變。因此，定義范圍內的文本越多，看起來就越擁擠。 鍵入： 者從 具欄中選?。? 響應： 鍵入： A 響應： 取開始點。 響應： 取結束點。 響 應： 鍵入文本。它會變小，被限制在兩點之間，其高度會被調整。 垂直書寫文本 這是文本樣式的屬性之一。當問到此問題時，回答“ Y”。 從 拉菜單中選擇 鍵入： 應： : 鍵入： 是樣式名。） 響應： 屏幕上出現(xiàn)文件對話框?？梢赃x取需要的字體文件并繼續(xù)，或者單擊鈕，從命令行鍵入文本文件名。 鍵入： 是 體名。） 響應： 鍵入： 響應： 鍵入： 響應： 鍵入： 響應： 鍵入： 響應： 鍵入： 響應： 鍵入： Y 測量曲線圍成的區(qū)域或不規(guī)則區(qū)域的面積 曲線區(qū)域是個特殊的挑戰(zhàn)?？梢匝厍€用 擇多個點，但這樣做得到的結果不夠精確。 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 15 頁 另一個方法是，如果要測量的區(qū)域完全被單個對象包圍，則可以選擇取 令的 項。 如果 該區(qū)域不是單個對象，那么最好用 指向圖中的單線時， 提示用戶它不是多義線，并詢問是否應將它變?yōu)槎嗔x線?；卮?Y，然后用 命令將它與其他對象連接起來，創(chuàng)建單個對象。完成后，就可以使用 令的 項。 當該區(qū)域被確認后，可以使用 令將這些對象拆散回原來的狀態(tài)。 另一個方法是使用 們將會變成一個對象。其它步驟與多義線連接方法相同。最后也可以用 令將該區(qū)域拆散回原來狀態(tài)。 鍵入： 者從 具欄中選擇。） 響應： /鍵入： 0 響應： 選擇相連的多義線或區(qū)域。然后 給出該區(qū)域的面積。 維 優(yōu)勢 首先 術以實用的零件實體建模優(yōu)勢和簡便的產品造型修改和實體裝配圖的生成被用在機械設計的多個方面設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。 企業(yè)生產的產品往往是按系列區(qū)分，各系列中每一代產品與上一代產品之間的區(qū)別較小，也許只是增加了 一個功能部件或是產品造型尺寸上有所改動。三維 以方便地修改一些參數就能達到設計師更改造型的目的。三維 建模中一般使用參數化建模，整個建模的步驟和產品的外型尺寸被參數化，這些參數是與產品的造型直接關聯(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，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，還保證了產品外造型的延續(xù)性。 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 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，明確指出互相干涉零件的名稱和干涉的尺寸。方便設計師修改產品設計尺寸。 另外隨著技術發(fā)展，為了減輕人工勞動強度，提高產品的精度，制造行業(yè)裝備從普通機床逐步到數控機床和加工中心，模具激光快速成型技術（ ，幾乎應用到整個制造行業(yè)。這些數控加工裝備基本都具有與各三維設計軟件 的接口。當產品模型在三維 件中完成后，再由 件模擬出加工刀具路徑，隨后生成數控語言，通過接口輸入數控設備中，再由數控設備按照模擬出的加工路徑加工產品。 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 17 頁 3 計算機輔助設計在生產中的應用 算機輔助設計應用于生產的優(yōu)勢 作為一項被世界各國廣泛應用的計算機技術， 術是衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一，也是衡量一個企業(yè)技術水平的重要標志。利用計算機實現(xiàn)生產設計和生產，是降低成本提高工程設計中的精確強度，加強競爭與奪標能力的有力手段。計算機繪圖是建立起某種 模式和方法，使計算機領會人的意圖， 進行科學分析和計算，作出判斷和選擇，最后輸出滿意的設計結果和生產圖紙。它是設計者向系統(tǒng)輸人根據設計要求建立起來的數學模 型和設計參數，讓計算機去檢查有關的資料，并根據相應的公式和標準規(guī)范進行計算機優(yōu)化、顯示出設計結果。其還可以在屏幕上對設計結果進行放、縮、旋轉、平移等變換。如果用戶不滿意，可以對設計圖形作出修改、剪裁、拼接等處理，直到獲得滿意的結果，最后由繪圖機輸出圖樣。功能和很高的數學精度，其有效位數已完全能夠滿足工程測量中的需要。在工作期間?？蓪⑺袌D紙、所有工程量表 格及文檔進行分類，其重點是對圖紙文件利用 行總圖的繪制，在以后的工作中，就可以在總圖上進行查找，它將更好的減輕測量人員的外業(yè)勞動強度，更好地提高測景作業(yè)效率和作業(yè)精度。 較之于傳統(tǒng)的手繪圖設計，計算機輔助設計軟件 優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。其一，使設計工具集中化 計算機作為設計工具，代替了所有其它傳統(tǒng)設計工具。如常用 的紙、筆、直尺、圓規(guī)、三角板等。減輕了常規(guī)制圖的勞動強度。自從使用 電腦繪圖后，桌子上少了筆、尺、圓規(guī)、三角板等．隨著小小鼠標的移動。一張工整的圖紙便呈現(xiàn)在面前。 其二，避免了重復性工作，大大減少了工作強度。在以往的繪圖工作中，往往需要繪制不同比例的樣圖，是重新繪制，而計算機只要將圖紙?zhí)岢?，加以簡單放大或縮小就可以 得到所需的各種比例樣圖。計算機是個善于復制和修改的能手，它能使重復性工作大為減少，提高工作效率。 其三，在圖紙管 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 19 頁 理方面為工作者提供了很大的方便。傳統(tǒng)的圖紙修改，首先要刮圖紙，極易造成圖紙損壞，大大影響了圖紙的美觀性。而在計算機中對圖紙進行，無論修改多大面積的繪圖，對圖紙修改多少次，即使是牽涉到圖的重新排版，都可以很方便地完成，并且在最后出圖時不留痕跡。并且對于保 存的大量圖紙還可以按一定的順序，比如名稱、規(guī)格、類型等進行分類，打印成圖，或者刻錄到光盤中，永久保存，不但減少檔案柜占據的工作空間，也有效地防止了由于計算機損壞造成的圖紙資料的丟失。計算機操作系統(tǒng)還提供了強大的目錄管理功能，可使不同類別的圖紙存放在各個不同的文件夾中，以代替龐大的文件柜和分件夾，還可對這些圖紙資料進行復制、備份、提取和整理?，F(xiàn)在，除了正常繪制加工所需的圖紙外，正逐步把文件柜中保存多年的圖紙資料輸入到計算機中。 算機輔助設計在生產中的作用 計算機輔助設計在生產中扮演著正面積極的角色，他 從各個方面促進了生產的效率。以機械生產為例，目前軸承市場競爭異常激烈，需求不斷提高 ,所需產品結構復雜、精度要求高 ,交 貨日期短。 軸承設計要求嚴格 ,內部尺寸之間有嚴格的配合關系 ,并且其要求的生產工藝復雜，加工精度高 ,所需的工裝圖紙不僅數量大 ,而且加工難度大 ,尺寸要求嚴格。 通 常的設計流程是 ,先設計出草圖 ,根據草圖試生產若干件樣品 ,再根據試生產的結果修改圖紙 ,反復幾遍 ,才能最終出正式圖。這樣不但生產周期長 ,而且因為反復修改模具、工裝 ,導致生產成本提高。 如何提高產品的一次設計成功率 ,降低生產成本 ,縮短制造周 期 ,從而提升企業(yè)的市場反應速度 ,提高軸承產品的競爭力？在軸承設計中應用 術 ,較好地解決了這一問題。 (一 )提高質量 應用 術可以提高產品設計的質量 ,縮短設計周期 ,真正做到輔助設計二維 術雖然可以幫助設計人員把圖紙畫得規(guī)范、漂亮 ,提高繪圖效率，而且以后的圖紙修改及管理也很方便。但它與傳統(tǒng)的手工繪圖一樣 ,對減少產品設計錯誤、設計更改和返工現(xiàn)象并無重大影響 ,對企業(yè)最需要的設計質量并沒有多大的提高。而應用三維 可以方便地設計出所見即所得的三維實體產品模型 ,所有零件的三維模型可以 放在一張圖內。而利用三維 供可以方便、快捷地對三維模型進行模擬裝配和干涉檢查 ,對重要零部件進行有限元分析與優(yōu)化設計。所有零件的設計缺陷和干涉部位 ,可以一目了然地發(fā)現(xiàn)出來 ,無需面對數十張二維圖紙苦心冥想其中的關聯(lián)。設計人員的考慮重點將是產品的結構是否合理 ,產品的功能是否滿足要求 ,無需花費大量精力去考慮產品圖線型、剖切位置、投影關系等與產品質量關系不大的因素。生產的二維工程圖紙 ,可通過三維 三維與二維的關聯(lián)功能 , 直接由三維自動生成符合國標的二維工程圖紙。 (二 )節(jié)約成本 應用三維 夠減少 產品工裝修模次數 ,降低成本。如某些精密加工行業(yè) ,產品加工所需的工裝不但數量大、規(guī)格種類多 ,而且加工精度要求很高 ,制造周期較長。通常的做法是根據產品圖和操作圖 ,先用二維 筆一筆地繪出工裝草圖 ,然后試制、試裝 ,不合適再修改 ,反復幾次 ,直到達到工藝要求。使用三維 計工裝 ,則可以克服傳統(tǒng)繪圖的缺點 ,直觀地看到各組成零件的配合情況 ,甚至可以通過模擬工裝的運動過程 ,在工裝投入 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 21 頁 制作之前發(fā)現(xiàn)不合適的部位及時修改 ,從而提高了工裝設計的準確性 ,減少了修模次數 ,從而節(jié)省了生產成本 ,產品制造周期也縮短了。 (三 )靈活性高 應用三維 夠快速進行變型設計。某些具有型號多，系列多等特點的產品，往往同系列的產品工裝結構基本相同 ,只是尺寸不同。而不同系列的產品工裝雖然結構不同 ,但工裝中的某些零件結構相似 ,只需稍做改動。應用三維 因為所有零件均以數字樣機的形式存放 在計算機中 ,在已建立的數字樣機基礎上 ,根據同系列或相近系列產品的不同要求 ,或修改、或增加、或刪除各種結構和零部件 ,快速準確地完成新工裝的設計。基于參數化建模的三維實體設計軟件 ,能夠更快速、更經濟地完成所要進行的工作 ,它的裝配 檢查 ,也可避免以往變型設計中容易產生的碰撞等不合理結構 ,使變型產品的設計更趨完美。 (四 )便利性 應用三維 夠提高產品宣傳的效果。利用三維 設計軟件高級渲染功能和動畫輸出功能 ,能夠把已經設計出的產品和各零部件模型 ,輸出成具有照片級真實感的效果圖 ,或者將產品各部件之間的運動和相互的約束關系以動畫的形式表現(xiàn)出來 ,模擬產品的實際工作狀態(tài)。通過效果圖和動畫 ,無需等到產品制作出來 ,客戶就可以“看到”該產品 ,從而對設計的產品結構和功能有較深刻的理解 ,彌補了以往僅利用技術圖紙進行產品描述所帶來的不便 ,達到提 高客戶滿意度和樹立企業(yè)良好形象的目的。 4 計算機輔助設計的應用趨勢 算機輔助設計應用于生產時存在的問題 雖然 術已經廣泛的用于各個行業(yè)的生產環(huán)節(jié)之中并日趨成熟，但不可否認的是在一些領域仍存在問題。其原因有以下幾點：其一，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 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 件進行整體空間設計和受力分析，還停留在平面圖設 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 23 頁 計方面。他們只是做到用計算機出圖，只停留在這 個階段，就失去了其應有的作用，因為 輔助設計，不是輔助繪圖。特別是三維 件中的 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， 能可以進行產品的性能與安全可靠性分析，并對產品未來的工作狀態(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 工作就沒有明確的認識。其次，精通 術的人員匱乏。三維 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 多 數功能知之甚少，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 術應用得好，是因為得益于幾十年來一直大力開展 在國內既懂計算機軟、硬件，又有豐富專業(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，需要經歷一個長期的過程。 算機輔助設計應用于生產的發(fā)展趨勢 計算機輔助設計軟件已經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 )圖形交換技術 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。 件是產品創(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 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創(chuàng)造性活動，智能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。現(xiàn)代設計的核心是創(chuàng)新設計，人們 正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術相結合應用到 術中，用智能設計、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導解決新產品、新工程和新系統(tǒng)的設計制造，這樣才能使我們的產品、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 已開始應用，設計人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產品，可以從人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，及早看到新產品的外形，從多方面評價所設計的產品。虛擬產 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 25 頁 品建模就是指建立產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、外觀等，基于虛擬樣機的試驗仿真分析，可以在真實產品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而降低產品成本。虛擬制造、虛擬工廠、動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為 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、網絡技術、概念設計面向產品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發(fā)展，利用基于網絡 現(xiàn)真正的全數字化設計和制造，已成為機械設計制造業(yè)的發(fā)展趨勢。 結 語 通過 這次設計論文設計 ,我對機械和計算機輔助的設計有了更加深刻的了解。 古人云“工欲善其事 ,必先利其器”。先進的設計工具能夠提高產品的制造水平。 計算機輔助設計技術發(fā)展到今日，其二維繪圖轉向了三維設計 ,這是質的飛躍。應用三維 統(tǒng)進行產品開發(fā) ,從根本上改變了過去手工繪圖、憑圖紙組織整個生產過程的技術管理方式 ,設計構思的表達由二維圖紙演變成能在計算機模擬顯示零件三維實體模型的虛擬產品 ,大大提高了產品設計的一次成功率 ,從而不僅縮短了產品的設計周期 ,提高了設計質量 ,而且降低了生產成本。這項技術必將提高產品的競爭力 ,使 企業(yè)在激烈的市場競爭中獲得生存與發(fā)展。因此，計算機輔助設計在生產中正在并將持續(xù)扮演著重要的角色。 為了使我國的計算機輔助設計技術在不久的將來能趕上發(fā)達國家的水平，并能同步增長。為了提高數字化產品在國際市場的競爭能力，我們必須深入研究數字基礎理論，加強計算機輔助設計的 研發(fā) 研究。 致 謝 經過長時間的忙碌和不懈努力，畢業(yè)論文已經接近尾聲，在這段時間里為了制作畢業(yè)設計，我翻閱了大量有關計算機輔助設計方面和機械專業(yè)的書籍，通過對這些書籍了閱讀，不但完成了所做的畢業(yè)設計，還使自己的專業(yè)知識和獨立思考 問題的能力有了很大的提高，對自己今后的工作有了許多的幫助。在做畢業(yè)設計期間，經常會出現(xiàn)一些自己從沒遇到過的問題，使畢業(yè)設計的制作走到了死胡同。如果沒有 付金峰老師 的督促和指導，以及同學們的幫助，憑我一個人的力量，想要完成這次畢業(yè)設計是很難的。所以我很感謝 付金峰 老師對我的指導和幫助。 江蘇建筑學院 畢業(yè)設計 (論文 ) 第 27 頁 在此我還要感謝上大學以來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎。 在課題的研究過程中， 焦作 大學的各位領導和老師對設計的完成給予了很大支持和幫助，在此表示由衷的感謝！ 然后還要感謝和我一起作畢業(yè)設計的各位同學，感謝所有的同 學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設計才會順利完成。 最后，我還要深深地感謝默默支持本人完成學業(yè)的父母及親友，感謝他們?yōu)槲宜龀龅臒o私奉獻和巨大支持！ 謹向所有在本文的完成中給予我關懷和幫助而在此無法一一提及的老師、同學和朋友致以誠摯的謝意 參考文獻 [1]王先逵．計算機輔助制造 [M]. 北京：清華大學出版社， 2008 [2]蔡漢明，陳清奎．機械 M]. 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2005 [3]王隆太．機械 術， 2 版 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2005 [4]姚英學，蔡穎 . 計算機輔助設計與制造 [M]等教育出版社， 2002 [5]唐承統(tǒng) , 閻艷 . 計算機輔助設計與制造 [M]京理工大出版社，2008 [6]劉德平，劉武發(fā) . 計算機輔助設計與制造 [M]學工業(yè)出版社，2007 [7]魏生民，朱喜林 ]漢理工大學出版社， 2001 [8]李超 . 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