浅谈CAD技术的应用_cad技术的应用

浅谈CAD技术的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“cad技术的应用”。

数控机床与数控加工的发展

材料工程学院 08模具z 宋抒桓08321420

摘要：随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文从理性客观的从分析数控机床性能发展方向、功能发展方向、体系结构的发展三方面，针对性的提出我国数控机床发展中存在的一些问题，并阐述相关解决方法以供研究。

关键词：数控机床，性能，功能，体系结构

中国分类号：TG659

文献标识码：A

从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。

1．数控机床的发展趋势

1.1 高速化

随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。

（1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min；

（2）进给率：在分辨率为0.01μm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工；

（3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开

发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度；

（4）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右，高的已达0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。

1.2 高精度化

数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

1.3 功能复合化

复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多种要素加工。采用复合机床进行加工，减少了工件装卸、更换和调整刀具的辅助时间以及中间过程中产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，相对于传统的工序分散的生产方法具有明显的优势。

1.4 控制智能化

随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。

1.5 体系开放化

（1）向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容，这就意味着系统的开发费用将大大降低而系统性能与可靠性将不断改善并处于长生命周期；

（2）向用户特殊要求开放：更新产品、扩充功能、提供硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求；

（3）数控标准的建立：国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP-NC），以提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程乃至各个工业领域产品信息的标准化。标准化的编程语言，既方便用户使用，又降低了和操作效率直接有关的劳动消耗。

1.6 驱动并联化

并联机床作为一种新型的加工设备，已成为当前机床技术的一个重要研究方向，受到了

国际机床行业的高度重视，被认为是“自发明数控技术以来在机床行业中最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。

1.7 极端化(大型化和微型化)

国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是21世纪的战略技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备，所以微型机床包括微切削加工(车、铣、磨)机床、微电加工机床、微激光加工机床和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。

1.8 信息交互网络化

对于面临激烈竞争的企业来说，使数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间各个部门间畅通无阻是非常重要的。既可以实现网络资源共享，又能实现数控机床的远程监视、控制、培训、教学、管理，还可实现数控装备的数字化服务(数控机床故障的远程诊断、维护等)

1.9 新型功能部件

为了提高数控机床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的应用成为必然。

1.10 高可靠性

数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万小时以上。为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。国外数控系统平均无故障时间在7～10万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右，国外整机平均无故障工作时间达800小时以上，而国内最高只有300小时。

1.11 加工过程绿色化

随着日趋严格的环境与资源约束，制造加工的绿色化越来越重要，而中国的资源、环境问题尤为突出。因此，近年来不用或少用冷却液、实现干切削、半干切削节能环保的机床不断出现，并在不断发展当中。在21世纪，绿色制造的大趋势将使各种节能环保机床加速发展，占领更多的世界市场。

1.12 多媒体技术的应用

多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图

像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。合理的人性化的用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。除此以外，在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，应用于实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等，因此有着重大的应用价值。

2.加大数控专业人才的培养力度

从我国数控机床的发展形式来看需要三种层次的数控技术人才：第一种是熟悉数控机床的操作及加工工艺、懂得简单的机床维护、能够进行手工或自动编程的车间技术操作人员；第二种是熟悉数控机床机械结构及数控系统软硬件知识的中级人才，要掌握复杂模具的设计和制造知识，能够熟练应用UG、PRO/E等CAD/CAM软件，同时有扎实的专业理论知识、较高的英语水平并积累了大量的实践经验；第三种是精通数控机床结构设计以及数控系统电气设计、能够进行数控机床产品开发及技术创新的数控技术高级人才。我国应根据需要有目标的加大人才培养力度，为我国的数控机床产业提供强大的技术人才支撑。

检索过程：

本次检索课题的过程如下：登录中国知网首页—选择数字出版物—选择标准检索—选择关键词搜索：CAD技术、功能特点、技术应用（后两个在搜索结果里检索）

检索方法：

检索方法是为实现检索方案中的检索目标所采用的具体操作方法核手段的总称。检索方法很多，在检索过程中应根据检索系统的功能核检索者的实际需求，灵活运用各种检索方法，以达到满意的检索效果。这里我们用网络检索。

检索分析：

不同数据库、不同检索项、不同关键字、关键字的逻辑表达式不同，所得到的检索结果也会有很大的差别。以这次的检索为例，在中国知网（CNKI)检索第一个关键字时，出现了1949条信息；并含第二个关键字后，在搜索结果中搜索，得到304条信息；继续并含第三个关键字后，得到了23条信息。然后在里面找到了我所需的信息。效率比较高。信息检索的原理：

信息检索与一般的阅览既有联系又有区别。阅览是获取新知识的手段，也是信息检索筛选文献内容的过程，其中情报意识是关键。信息检索是在文献海洋查找特定信息，强烈的情报意识支配着检索的全过程。而阅览往往是在一本书、一篇文章、一张报纸等个体文献中获

取或多或少的新知识。其次，信息检索需要利用一定的工具，如书目、索引等检索工具；字典、词典、百科全书、手册、年鉴等参考工具书以及数据库等检索系统，否则事倍工半，甚至无从下手。信息检索与文献存贮有着密切的关系。存贮是为了有效的检索和利用；检索必须遵循文献存贮的方法；检索是存贮文献的逆过程，即用什么方法存贮文献信息，就用同样的方法把所需的文献或相关的知识，如数据、信息查找出来。这就是信息检索的基本原理。学习了这门课程的心得体会：

在不知不觉中，已经上完 “现代信息检索”课程了，通过这一学期的学习，我发现到了很多对今后关于查找学科论文方面很有用处。搜索刊物上我学会了了查找《国内报刊索引》、《中国引文索引》、《电子科技文摘》、《中国机械工程文献》、美国的《工程索引》，而在数据库方面我前后一共学到了CNKI、维普数据、万方、超星数字图书馆、中国专利信息网、中国标准全文数据库等数据库的应用，学会使用这些数据库对我以后在查找信息资料方面提供了很大的便利。

感谢词

在这苍茫天地间，最伟大的只有两种人，一是吸取知识的人，一是教授知识的人。而我的老师，就是这些伟大的人的其中一个，也许可以说是全部最伟大的人。

本文是在韩君老师精心指导和大力支持下完成的。韩老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神和她渊博的知识给了我深深的启迪。

另外，我还要特别感谢老师对我论文写作的指导，她为我完成这篇论文提供了巨大的帮助。还要感谢舍友对我的无私帮助，使我得以顺利完成论文在此我也衷心的感谢他们。最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！

参考文献

[1]薛亚华.加快企业CAD技术的应用提高CAD系统的应用效果[J]机械设计与制造工程,1999（01）.[2]温岚，吴小兵，邹平.现代服装CAD技术的应用与发展特点 [D]辽宁丝绸,2007，(01).[3]肖毅.CAD技术的应用 [D]知识经济,2011,(02).[4]周黎.化学工程设计中CAD技术的应用[D]云南化工,1997,(01).[5]梁章堂.试论水利水电工程水力机械CAD技术的应用 [J]甘肃水利水电技术,1996,(05).