浅谈基于CAD/CAM软件的机械零件设计及加工

随着我国改革开放的进一步深化,为我国机械工业技术的腾飞开劈了广阔的前景,越来越多的部门与企业必会对技术产生了更大的兴趣。因此CAD/CAM技术的机械零件设计为机械工业面向国内国际市场,为发展外向型经济提供了机会,在激烈的竞争中闯出了一条属于自己的路,并且立于不败之地。

1CAD/CAM技术概述

CAD/CAM(计算机辅助设计与制造),其含义是指制造人员根据产品设计和制造流程与产品设计,在计算机系统支持下,进行设计和制造的一种技术。一般来说,一个完整意义上的CAD/CAM系统是由计算机、设备及附加生产设备等硬件和控制这些硬件运行的程序、指令及软件组成的。CAM是CAD/CAM集成系统里重要的组成部分,涉及到了许多科学领域,如计算数学、计算机科学与工程、人机工程、机械设计、电子技术及其他许多工程技术。经过四十几年的发展,CAM技术在机械制造等一些领域起到了非常重要的作用。

2CAD/CAM技术在机械零件设计和加工中的应用

(1)形象直观的设计。设计人员一般是要根据使用要求来设计零件的,在设计的时候一般需要先考虑零件的空间几何模型,因为我们设想出来的零件的形状大多数都是三维立体,所以进行设计零件的最佳方法是建立起能够反映零件形状的三维几何模型,它可以让我们更直接地进行创新和设计。

(2)零件的设计与修改非常方便。运用三维软件,可以很快的修改已经建立模型的零件,得到一个新的零件的三维造型,从而得到我们所需要的零件,能够很好的完善设计。另外可以把已经有的三维模型做相应的修改,这样就可以很快捷方便地得到新型零件,能够很好的解决复杂零件的几何造型问题,大大减少设计时间,同时也有效的缩短了零件设计周期,另外CAD/CAM软件都具有标准件库,因此只需要对其中的部分零部件进行相应的设计和制造,从而大大提高了零件设计和制造的效率。

(3)零件材料选择物理性能的优越性。CAD/CAM软件能够在建立模型的过程中直接选择零件的物理性能,这包括零件的颜色、材质和质量特性等,使我们能够对零件从里到外的进行很精确的描述,这样也更能将设计者的想法体现出来。

(4)运动和装配仿真功能的应用。CAD/CAM软件大多数都有运动和装配仿真功能。我们可以把设计的相关的标准件和各个零部件使用装配功能根据机器设备的要求给组装起来,我们可以很直观地在组装的过程中查看各个零部件之间的情况,记录在安装中出现问题的部件,然后直接进行修改,直到安装正确为止。而且这个软件可以直接把相关零部件的修改正确的记录在各个零件部的模型里。同时,运用CAD/CAM软件可以把整体设备来进行运动仿真,通过分析仿真运动的演示,可以使我们更好地更直接地观看设计的零部件的方方面面的情况,从而修改可能出现问题的零件,以此来保证零件设计的准确性,从而有效避开了在加工中也许会出现的一些问题。

(5)智能化编程和加工。使用三维软件能够进行自动智能化编程。首先进行三维建立模型,然后根据零件的结构特点,制定加工工艺。确定加工的方法以及进给速度、刀具、刀间距等参数,并且自动生成了刀具路径,对刀具路径进行模拟检查,以确保加工路线是正确的。再自动生成NC程序,并且用CNC传输软件把NC程序传输到相应的数控机床。准备好加工毛坯、夹具、刀具后,在数控机床上进行加工。

(6)保障零件的加工质量。当我们用CAD/CAM软件进行零件设计和编程,大多数都需要把相应的计算机配套给数控设备,当这些计算机组成局域网后,我们就可以经过网络进行控制和管理,从而实现了生产加工智能化和生产车间管理自动化。而且有鉴于数控加工设备的特点,从而有效地使零件加工的质量得到了有力的保障,尤其是零件加工的一致性。

3CAD/CAM技术的未来展望

伴随着计算机网络技术的普及和应用的广泛,CAD/CAM技术也得到了进一步的更广泛的应用以及进一步的提高。

(1)数据标准化。CAD/CAM软件大多都拥有基本的标准零件库,以确保在机器设备仿真安装调试时能够随时调用,同时零件设计过程中也可以根据自己的需要建立适合自己的零件库,这样就能让我们在以后的工作中减少工作量。此外,零件库中的零件也能在CAD软件中进行对应的修改,从而让我们能够快速的获得我们所需要的新零件。

(2)应用智能化。CAD/CAM软件的参数设计和特征造型让我们能够更加的快速准确的修改新零件的三维建模与原有零件。同时网络技术和计算机的使用让我们把实现生产管理自动化变成了现实。CAD/CAM软件的一个很重要的标志就是智能化设计,CAD/CAM系统一般包括经验储存、智能库、专家系统自动学习和推论规则功能。软件开发就是要将系统和产品的设计加工相结合,使用户能够很轻松的把工作任务完成。

(3)使用集成化。在现代的制造技术中,因为生产加工需要,我们需要把CAD/CAM技术跟其他的一些有关领域的技术配合应用。用以对应越来越高的零件加工要求。一般的企业提供给CAD/CAM一体化所需的解决方案就是集成,企业中每个环节统一考虑,不可分割。实际上整个企业的生产过程就是信息的采集,传递以及加工处理的过程。

(4)网络化。随着互联网技术的不断进步,如何构造在互联网体系上的CAD/CAM集成化系统成为人们议论的热点。尤其是根据网络的远程零件设计制造理念所提出来的,使CAD/CAM技术和互联网技术更好的融和在一体,将来也能够得到进一步的发展。互联网跟CAD/CAM技术的结合,增强了使用的灵活性。以后的人机交互界面会更加方便和友善,还可以引入声控式、触摸式等各种各样的操作方式。

(5)逆向工程的应用。在具备零件产品的实体的基础上,对零件来测量,此时再使用相关的数据对零件进行实体建模。这样的设计方式一般能够有效地减小设计的时间,是零件设计的更新与改进的必要方法。

4结语

在零件设计和加工过程中,由于采用CAD/CAM技术,同时在加工过程中使用了相应的配套的设备,很大程度降低在理论设计与采取普通方式加工所造成的误差,使加工效率大大的提高了,制造周期缩短了,零件的质量得到保证了,使企业的经济效益得到了更大程度的提高。提高了企业对市场的应对能力,在全球化市场的竞争中,实现优势互补,增强企业的竞争实力。

参考文献

[1] 王宁国.CAD/CAM技术的发展历程[J].中外企业家,2011(7).

[2] 刘晓冰,高天一.CAD技术的发展趋势及主流软件产品[J].中国制造业信息化,2003(4).

[3] 唐婕.基于Pro/ENGINEER的压铸模具CAD系统研究[J].四川大学,2005(6).

[4] 路全胜.试论我国机械工业CAD/CAM技术的现状及发展策略[J].机械科学与技术,1993(2).