三维CAD技术应用的几点思考CAD技术应用的现状.docVIP

一、CAD技术应用的现状?　　所有的设计都要画图，这是因为工程师无法完毅记住自己所作设计中的全部细节 （那怕是较简单的），用文字记载也不完整，因此图形表达就是唯一的方法。???? 这些图首先是给设计者自己看，为了记住和研究设计构思：其次是给别的工程师看，为了互相讨论交流：最后是为了给制造者看，为了将设计意图变成实物。在设计的全过程中。原始构思是三维 （3D）实体，这也是毫无疑问的。但是，在传统的设计中，这两者之间的信息传递竟然完全依靠二维（2D）的图形表达。以AutoCAD为代表的2D图形数字化软件对于CAD技术在我国的普及应用起到了重要的作用，也为今天CAD技术的发展奠定了十分必要的技术基础。?　　然而2D机械CAD技术没能解决传统设计中的一些问题，对提高设计质量的作用有限，那么影响设计质量和效益的一些问题是什么？笔者认为有以下几点：?　　1、复杂的投影线生成?　　对于绘制铸锻件毛坯的零件图，轮廓的相贯线和截交线画不明白，设计师常常在绘制 2D图纸时相当头疼。?　　2、漏标尺寸，漏画图线?　　即使经过几个人的审校，漏标尺寸和缺少线条的现象仍时有发生。?　　3、应力应变分析?　　修改零件 （如连杆）的尺寸是很容易的，问题是怎么改。要修改必须进行力学分析，否则这个连杆断了怎么办？国外的产品设计小巧轻，而我们的同类产品设计却傻大笨重，且刚度不好。?　　4、数控加工处理?　　经常有这样的情况，按照国外的产品成型制塑料制品，一眼就看出来不一样。为什么？我们注塑模具没有给出足够的局部收缩鼻。在这些复杂的三维问题上，依赖传统的 2D设计方法无法解决。?　　5、设计的更新与修改?　　CAD 应用中的设计工程管理工作也变得日益重要，有些 CAD 应用单位，已积累了成千上万张的图纸，而且在继续增多。这些文件中除了图形信息外，还有大量的设计参数等非图形信息，不仅要管理图形信息，还需要工具软件来处理这些复杂的设计参数管理问题。?二、关于2D图形的绘制?　　CAD的 D是什么的问题长期以来没有共识，其原因有三：一是多年以来 CAD软件属于较幼稚的系统，其能力较弱，事实上AutoCAD R9之前的版本只适于画2D图形：二是相关软件开发商中往往缺乏工程设计经验，不能深刻理解实际设计过程和具体加工方法：三是机械设计是各种设计中比较麻烦和比较不规范的，而其中比较容易做的事也就是画2D工程图。?实际设计中，2D绘图工作中包括抄图，但重要的是创建新结构的图形表达方法。譬如说设计一根车床主轴，在开始构思时，说不准应有几段台阶，各有多长。开始制定的粗略数据，很可能在以后的设计过程中被修改得面目全非，只是到了设计快结束时，主轴的参数才真止明确下来，所以说实际上零件具体参数并不是在设计一开始就能确定的。一般的设计过程，总要经过方案草图、装配草图、拆零部件图、正式总装图这样的四部分绘图工作。因此说 2D 图形绘制的方法是辅助绘图而非辅助设计。?　　因此工程师盼望着 CAD技术在辅助设计方面的用处。实际上AutoCAD在2D图形处理中的几何设计功能极强，精度也非常可靠，在掌握了操作技巧或者用不太复杂的 AutoLISP程序辅助一下，就能解决许多数学解析法难以解决的工程数据求解问题，所以笔者认为，Design设计才是应用 CAD 的真正益处，它能有效地提高设计质量。?三、从三维开始设计是必然趋势?　　人在现实生活中看到的3D实体，是有颜色、材料、硬度、形状、尺寸、位置等概念的实体，甚至是带有相当复杂的运动关系的3D实体。由于以前的表达手段有限，在机械制图中人们不得不共同约定了与第一象限平行正投影的规则，用几个相关联的2D投影图表达自己的3D设计。这种信息表达是不完整的，而且绘图、读图要经过专门训练，如果能直接从 3D概念开始设计，这样的 3D模型就能表达出设计构思所需的全部几何参数。只有从三维开始设计，CAD软件对设计的辅助作用就会很容易扩展和贯穿到产品开发全过程。?　　从3D开始的设计，仍然需要2D工程图的表达，而且要遵守传统设计的规范，因此作为CAD基础软件，必须具各从3D白动生成2D的工程图。并且具有双向关联的能力。以此为基础，进一步进行应力应变分析、零件质量属性分析、空间运动分析、装配千涉分析、数字控制可加工性分析、准确的 2D工程图生成、外观色彩和造型效果评价、装配产品爆炸图、产品设计数据管理等一系列的需求都应能充分予以满足，这才是 CAD技术对设计全过程的有效的辅助，而且是有明确技术效益和经济效益的 CAD.因此，传统的以 2D工程图为主的图形设计的资料管理将变成 3D设计数据的保存和管理，从而使高职院校的机械制图课就可以大幅度删减，尽量保留学生的3D原始概念，随之而来的是 2DC程图的画法也应随之大幅度简化。?　　美国A