買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院 昆山辦學點畢業(yè)論文 術在生產(chǎn)中的應用 專 業(yè)： 班 級： 學 籍 號： 學生姓名： 導師姓名： 提交日期： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 術在生產(chǎn)中的應用 李旭東 摘 要 :計算機技術的飛速發(fā)展，給傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了巨大的變革， 術是一項利用計算機系統(tǒng)來幫助人們完成產(chǎn)品的設計和制造的新 技術，他是計算機技術在零件生產(chǎn)中綜合應用的新飛躍， 括建立幾何模型、工程分析、產(chǎn)品分析、動態(tài)模擬、自動繪圖等 ;術是制造的主要組成部分，文中簡述了 發(fā)展與應用現(xiàn)狀。 關鍵詞 : 飛速發(fā)展 自動繪圖 數(shù)字化控制 自動化技術 . 一緒論 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(chǎn)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 解釋為“計算機輔助繪圖”，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(chǎn)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。 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(chǎn)品的構思、功能設計、結構分析、加工制造、數(shù)據(jù)管理于一體的智能 術，計算買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 機輔助設計經(jīng)歷了一個漫長又曲折的發(fā)展歷程。在今天， 術越來越廣泛的用于生產(chǎn)中。那么 ， 術究竟有怎樣的優(yōu)勢，它又是如何在生產(chǎn)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。 二 計算機輔助設計在生產(chǎn)中的應用 算機輔助設計應用于生產(chǎn)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(chǎn)設計和生產(chǎn)，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(chǎn)圖紙。它是設計者向系統(tǒng)輸人根據(jù)設計要求建立起來的數(shù)學模 型和設計參數(shù)，讓計算機去檢查有關的資料，并根據(jù)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(zhuǎn)、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(shù)學精度，其有效位數(shù)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。 算機輔助設計在生產(chǎn)中的作用 計算機輔助設計在生產(chǎn)中扮演著正面積極的角色，他從各個方面促進了生產(chǎn)的效率。以機械生產(chǎn)為例，目前軸承市場競爭異常激烈，需求不斷提高 ,所需產(chǎn)品結構復雜、精度要求高 ,交 貨日期短。 軸承設計要求嚴格 , 內(nèi)部尺寸之間有嚴格的配合關系 ,并且其要求的生產(chǎn)工藝復雜，加工精度高 ,所需的工裝圖紙不僅數(shù)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(jù) 草圖試生產(chǎn)若干件樣品 ,再根據(jù)試生產(chǎn)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(chǎn)周期長 ,而且因為反復修改模具、工裝 ,導致生產(chǎn)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 成本提高。 如何提高產(chǎn)品的一次設計成功率 ,降低生產(chǎn)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(chǎn)品的競爭力？在軸承設計中應用 術 ,較好地解決了這一問題。 算機輔助技術在生產(chǎn)中應用的仿真技術 仿真技術由 開發(fā)的變形技術模塊 (在有限元法和大量實驗基礎上，根據(jù)幾何變形條件和材料特性，就能在計算機上實現(xiàn)冷彎型鋼的變形模擬。 給出每個 道次的最大縱向應變，也可分別計算出板的上、中、下層的拉應變和壓應變。如果最大的拉應變超過材料的屈服點 (對低碳鋼最大值為 ，或最小壓縮應變低于某一值 (例如日本小奈 0就會產(chǎn)生缺陷。根據(jù)在計算機屏幕上得到的結果，就可修改變形順序和成型角度。用計算機模擬，我們可預測在那一變形道次上會產(chǎn)生缺陷，然后修改設計。應用 擬技術，我們?yōu)楹芏嗥髽I(yè)作過冷彎型鋼的計算機優(yōu)化。將可能出現(xiàn)的問題解決在設計階段，減少調(diào)試過程，不但可以加快新產(chǎn)品的試制周期，還可以減少調(diào)試用料，降 低成本。計算機仿真技術的實例表示 圖 1 圓管成型的計算機模擬 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 圖 2 壓型 板成型的模擬 三 技術發(fā)展與應用 術的發(fā)展 計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數(shù)值計算能力，輔助工程技術人員進行工程或產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術（ 計算機集成制造系統(tǒng)（ 于一體 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(nèi)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(nèi)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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 維 術在機械設計中的優(yōu)點 通過實際運用三維 統(tǒng)軟件，體會到三維 統(tǒng)軟件比二維 機械設計過程中具有更大的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾點。 三維設計形象、直觀。 設計人員在設計零件時原始設想是三維實體，甚至是帶有相當復雜的運動關系的三維實體。由于以前的繪圖手段有限，人們很難在圖紙上將設想的零件表達成立體圖形，不得不遵循共同的標準用正投影法形成的二維視圖來表達自己的三維設想?，F(xiàn)在隨著 件的不斷發(fā)展，現(xiàn)在能夠在軟件的支持下，直接由思維中的三維模型 開始設計，其最直接的好處就是三維設計形象、直觀，設計結構的合理性讓人一目了然，且能非常直觀方便的進行干涉檢查，甚至可以作運動干涉分析。 可實現(xiàn)參數(shù)化、變量化設計。 參數(shù)化及變量化設計是三維設計的基本 思想。傳統(tǒng)的 圖軟件都是用固定的尺寸值定義幾何元素，要進行圖面修改只有刪除原有的線條后重畫，而且大 2 多數(shù)設計工作都是在原有設計基礎上的改進三維設計中的參數(shù)化和變量化設計模塊，使得零件的設計可以隨著某些結構尺寸的修改而自動修改，在裝配設計中可以用參數(shù)化和變量化技術來建立裝配體中各個零部件之間的特征形狀和尺寸之間的關系，使得當其中某個零部件的形狀和尺寸發(fā)生變化時，其他相關零部件的結構與尺寸也隨之改變。這可以減少大量的重復勞動，減輕設計工作量。 可以實現(xiàn) 成。 狹義的 應 用 術進行數(shù)控程序的生成、數(shù)控代碼經(jīng)通訊接口傳輸?shù)綌?shù)控機床，進行數(shù)控加工。傳統(tǒng)做法是在 繪圖機輸出圖紙，再由人工根據(jù)圖紙進行數(shù)控加工編程。由此在 存在二套同樣零件數(shù)據(jù)，易導致管理上的混亂；且在 用三維設計可實現(xiàn) 成，使 接取 息進行加工，即產(chǎn)品從設計到制造全過程的信息集成和信息流自動化，保證加工的產(chǎn)品與設計精確的吻合。 可對重要零件進行有限元分析與優(yōu)化設計。 優(yōu)化設計對于形狀、受力復雜的重要零 件，在運用傳統(tǒng)的設計方法進行設計時，由于設計計算數(shù)據(jù)不能做到與實際的工作狀態(tài)高度接近，為保證零件工作的可靠性，往往要加大安全系買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 數(shù)，使設計出的零件粗大笨重。目前常用的三維設計軟件都設有與有限元分析軟件的接口，因此重要的零件經(jīng)參數(shù)化三維造型設計后即輸入到有限元分析軟件當中，自動生成有限元網(wǎng)格并進行應力變形等分析，同時可對不同的工況進行對比分析。 術在機械設計中的應用 （一）零件與裝配圖的實體生成 零件的實體建模。 三維建模方法有三種 ,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有 實體建模功能的 都有一些基本體系。如在 三維實體造型模塊中 ,系統(tǒng)提供了六種基本體系 ,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對簡單的零件 ,可通過對其進行結構分析 ,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。 對于有些復雜的零件 ,往往難以分解成若干個基本體 ,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過多 ,導致成型困難。所以 ,僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此 ,可在二維幾何元素構造中先定義零件的截面輪 廓 ,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體” ,進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。 (二 )實體裝配圖的生成。 在零件實體構造完成后 ,利用機器運動分析過程中的資料 ,在運動的某一位置 ,按各零件所在的坐標進行“裝配” ,這一過程可用件的三維編輯功能實現(xiàn)。 模具 集成制造 隨著科學技術的不斷發(fā)展 ,制造行業(yè)的生產(chǎn)技術不斷提高 ,從普通機床到數(shù)控機床和加工中心 ,從人工設計和制圖到 造業(yè)正向數(shù)字化和計算機化方向發(fā)展。同時 ,模具 術、模具激光快速成型技術 ( ,幾乎覆蓋了整個現(xiàn)代制造技術。一個完整的 件系統(tǒng)是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動態(tài)顯示等。這些模塊應以工程數(shù)據(jù)庫為基礎 ,進行統(tǒng)一管理 ,而實體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來源之一。 （三）機械 件的應用 機械 統(tǒng)的主要功能是 :工程數(shù)值分析、結構優(yōu)化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學 /運動學仿真等。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 術在解決造型問題后 ,才能由 決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結構合 理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態(tài)特性等。 沿技術與發(fā)展趨勢 （一） 圖形交互技術 件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具 ,務求易學好用 ,得心應手。一個友好的、智能化的工作環(huán)境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。因此 ,智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態(tài)導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、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 統(tǒng)應用逐步深入 ,逐漸提出智能化需求 度智能的人類創(chuàng)造性活動。智能 發(fā)展的必然方向。智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(chǎn)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(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設計制造 ,這樣才能使我們的產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品的外形 ,從多方面評價所設計的產(chǎn)品 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(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問題 ,從而降低 產(chǎn)品成本 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 隨著協(xié)同技術、網(wǎng)絡技術、概念設計面向產(chǎn)品的整個生命周期設計理論和技術的成熟和發(fā)展 ,利用基買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828或 11970985 于網(wǎng)絡的 成技術 ,實現(xiàn)真正的全數(shù)字化設計和制造 ,已成為機械設計制造業(yè)的發(fā)展趨勢。 總結 本論文講述的是 術在生產(chǎn)過程中的應用，它描述了計算機圖形技術（ 產(chǎn)生，以及在生產(chǎn)過程中的應用。計算機輔助技術設計用于生產(chǎn)的優(yōu)勢，作用