基于CAD技术的汽车设计实例

基于CAD技术的汽车设计实例（共10篇）

1.基于CAD技术的汽车设计实例 篇一

关键词：CAD/CAM,双工位,消音垫,发泡模架,快速换模

1、概述

传统的汽车地毯发泡模架采用气缸翻转上模架,下模架不倾斜,由于模具分型面较复杂,人工分别放置表皮和地毯不方便,气动翻转不平稳,注泡采用人工方式,存在一定的安全隐患,如图1所示。另外,由于传统模架采用气缸驱动,驱动力、固化锁紧力有限,模架不能满足客车等大型车辆的地毯发泡,固化完成后不方便取出发泡后的地毯,人工劳动强度大,效率相对比较低。

为此,本文在原有的设备基础上设计了一种新型双工位汽车地毯发泡模架,有效的克服了气动发泡模架存在的诸多问题。该双工位汽车地毯发泡模架采用液压驱动的方式,两台发泡模架对称放置,注泡机器人放置在中间,机器人自动注泡,广泛适用于汽车和客车地毯的发泡。

2、新型模架的结构及动作顺序

2.1 模架的结构

新型双工位汽车地毯发泡模架主要结构组成有:小车输送机构、发泡模架、机器人注泡系统、平台、抽风吸附系统、液压系统、电气控制系统等。为保证生产线长期运行的稳定性及可靠性,整线采用进口PLC控制,易于设备的维护。

2.2 模架的动作顺序

该发泡模架的动作顺序为:上模打开→安全模锁紧→下模翻转到操作位→人工取发泡完成后的产品→人工喷脱模剂→人工放置地毯上表皮在输小车上→输送小车进入模架内→上模架下到位→吸附→上模架升到位→安全锁锁紧→输送小车移出模架→下模翻转到发泡面→上模架下到位→固化并完成一个工作循环。设备正常运行时为自动连续循环动作。

3、设备结构简图

3.1 模架总图

该设备模架总图如图2所示。

3.2 模架布局总图

(如图3)

3.3 系统原理图

新型发泡模架液压原理图如图4所示。

4、设备主要机构简述

4.1 小车输送机构

在发泡模架的一侧设置有一套地毯输送小车,小车驱动采用电机减速机驱动齿轮齿条传动,导向采用2个直线导轨副导向。工作时人工将成型后地毯放到输送小车上,输送机构将成型的地毯输送至发泡模架内,上模架有一抽风吸附系统,上模可将地毯从输送小车上吸起(抽风吸附系统考虑到抽吸地毯力,每块地毯重量约10～22公斤)。小车输送速度约16m/min,变频调速。

4.2 发泡模架

发泡模架部分由固定架体、上模安装架、下模翻转架等部分组成。为保证上下模架体的强度和刚度,采用型材整体焊接而成,初加工后进行整体退火处理消除焊接应力,加工采用大型数控机床一次性加工,从而保证上下模台面的平行度。

固定架体部分为整台模架的基础,采用型钢焊接结构,其与地面的连接采用膨胀螺栓,主要用于安装并支撑其它部分,具有高度的调整功能。模具安装时,上模为凸模,下模为凹模。

下模安装架采用钢结构制作,下模采用液压缸驱动能够90°侧面翻转,翻转油缸支架有足够的强度。

上模升降为液压控制,开模高度能使机器人能进入浇注,并且可使下模90°侧面翻出,为保证产品的质量,在油路中增加压力传感器,通过模拟量输送,在触摸屏上显示使上模架下压后始终保持一定的压力。上模有定位装置,液压缸锁定。

地毯模具的重量约为:上模1.5吨,下模约2.5吨,压机设计时需考虑合适的上模开模力和下模翻转力。

模架技术参数:合模状态下上下模架工作面平行度在±1mm以内;上模架从最高点运行到合模位置时间约11s;锁模力:100KN;下模架翻转时间约6s;(上模架提升和下压采用两个Φ125的油缸,下模架翻转采用两个Φ80油缸,油缸耐压21MPa);

为保证设备运行的可靠性,各结构设计、材料选用、材料热处理等均严格要求、确保质量。

4.3 抽风吸附系统

抽风吸附系统由抽风风机和软风管组成,风机采用德国进口产品,风机与模具的抽风口相联接,风机功率约15KW,变频调速;流量:50m3/min,全压16000Pa;安装风压检测系统,实时调整和控制风机。

4.4 液压系统

液压系统采用油研(YUKEN)公司产品,下模翻转及上模升降油缸采用ATOS比例流量阀控制,从而可以有效地控制油缸运行速度,满足设备的生产节拍;系统中装有平衡阀,以防止发生断电等意外状况时油缸突然掉下的现象;所有油管接头按英制标准螺纹连接以避免系统的漏油现象。

5、结语

本文利用CAD/CAM技术设计一种新型双工位汽车地毯发泡模架,目前,该设备已经在某企业投入生产,其用户反馈的信息良好。现在该设备已成为该企业的成熟产品,每年的产量均在十台左右,为该企业创造了良好的经济效益。

参考文献

[1]王秋成编,机械CAD/CAM技术[M].北京:高等教育出版社,2010.

[2]蔡汉明,陈清奎著,机械CAD/CAM技术[M].北京:机械工业出版社,2009.

[3]李光耀,汽车内饰设计与制造工艺[M].北京:机械工业出版社,,2009.

[4]http://www.gongkong.com/webpage/solutions/200909/2009092914275400002.htm.

[5]温兆麟,刘方湖,工业机器人在汽车内饰生产中的应用现状和趋势,汽车零部件[J].2011(12)81-83.

2.基于CAD技术的汽车设计实例 篇二

关键词：CAD/CAM 数字化制造 CNC编程 核心课程

一、课程描述

1.课程性质

随着制造业的发展，CAD/CAM技术在装备制造业、模具制造业得到广泛应用。CAD/CAM软件是数控编程员、数控工艺员等工作岗位上经常会用到的专业软件，是数控专业学生必须掌握的专业技术。CAD/CAM应用技术课程是根据数控技术专业人才培养方案在第四学期开设的课程。本课程主要培养面向生产一线的，装备制造业产品零件三维造型、CNC编程与数字化制造等职业的基本能力。

2.课程地位

本课程为数控技术专业数控加工工艺设计、数控编程与加工等职业领域的核心能力服务，是数控技术专业的一门必修核心课程。其前修课程是机械工程图的识读与绘制、互换性与技术测量、机械制造基础、数控编程与操作、数控机床原理等，同步课程有数控加工工艺，后续直接在课程设计、毕业设计、顶岗实习中得以应用。

3.课程目标

（1）知识目标：了解CAD/CAM的基本概念，掌握CAD/CAM 二维绘图、三维造型的功能命令和方法，掌握CAD/CAM自动编程的功能方法、参数设置和后置处理。

（2）能力目标：具备计算机辅助设计制造的基本能力，会根据企业要求进行产品造型分析、编程和加工，能够熟练运用CAD/CAM软件完成典型零件产品的造型和CNC编程。

（3）素质目标：养成学生认真细致的工作习惯，求真务实、团结协作、爱岗敬业的职业素养；培养学生高效率、高质量、低成本的工作意识。

4.建设思路

以职业能力为目标构建课程体系，以工作任务为载体选取教学内容，以工作过程为主线设计教学环节，以校企合作为途径整合教学资源，以职业资格为标准制定考核方法，以数控大赛为契机强化技能训练，突出以学生为主体，强化教学做合一。

二、教学设计

1.课程描述

CAD/CAM应用技术这门课程主要讲述了计算机辅助设计与制造的概念以及二维图形绘制、图形编辑、三维线架造型、三维曲面造型、三维实体造型和二维铣削加工、三维曲面铣削加工等数字化制造的应用技术。在整个数控技术专业课程体系中起到专业知识升华为专业技术能力的作用。学生通过学习该课程，可以将前面所学的专业知识贯穿在一起，形成工作能力。

2.课程内容

课程内容的选取是根据本门课的培养目标确定的。为了使三方面目标得到落实，以典型的企业产品、典型的工作任务、典型的岗位要求作为教学内容选取依据，教学内容的设计分为四大学习单元、14个任务，合计86课时：单元一为孔类零件8课时，单元二为平面类零件24课时，单元三为曲面类零件26课时，单元四为综合类零件28课时。

3.教学模式

主要采用一体化教学模式。以CAD/CAM专业机房为平台保障，以四大教学单元14个任务为载体，进行项目导向、任务驱动教学。教师在做中教，学生在做中学，突出学生主体地位和教师引导作用，将CAD/CAM软件、仿真软件、模拟车间合为一体进行教学。

4.教学方法

教学方法以任务教学法为主，同时在每次课过程中贯穿使用到讲授、演示、训练、小组讨论等方法，教学做合一。

5.考核反馈

（1）考核方法：平时成绩（20%）+作业成绩（10%）+单项考核（20%）+综合考核（50%）=课程成绩。

（2）教学反馈：在教学过程中，为改进教学不足之处，需要建立多途径、多形式的反馈系统。反馈途径有组长反馈、学习委员反馈、辅导员反馈；反馈形式有课堂巡视、作业点评、网络反馈。

三、教学保障

1.师资保障

师资队伍包括专任教师、实训指导教师、生产性教学基地兼职教师。教学团队需要打造成为一支职称结构合理、专兼结合、具有双师素质的教学队伍，定期送教师培训、下厂锻炼，或者聘请技能名师指导教学，从而提高教师教学能力，保证教学质量。

2.条件保障

提供教材课件、实训指导书、视频录像、图纸、专业机房、精品课程、数字化制造实训室。

3.质量保障

通过四个控制保证质量：通过制定课程标准，实现源头控制；通过制定授课计划，实现进度控制；通过教学督导听课，实现过程控制；通过学生成绩评价，实现结果控制。

总之，本课程以行动导向、任务驱动，按工作过程的思路将教学内容分成四大单元、14个任务载体，实施边讲边练、做学合一，运用一体化实训室的模式进行教学，不断改善教学手段，彰显高职教育特色。

3.基于CAD技术的汽车设计实例 篇三

将CAD/CAE技术应用到模具设计中, 是提高模具技术和促进手机行业持续发展的有效途径。通过对某款超薄手机外壳结构进行细致分析, 并依据CAD/CAE技术进行模具的生产, 最后在通过Mold flow软件对其进行分析, 对其生产工艺提出有效优化方法。

1 手机外壳模具设计

当今社会手机外壳是否美观、结实、精致已经成为人们选购手机的主要因素之一, 因此对于手机外壳的生产要求是较为严格的[1]。而模具设计的好坏将直接影响到手机外壳成品的质量, 因此在对手机外壳进行注塑模具的具体设计之前, 一定要从多方面进行考量。对于模具制作的材料、精度、抗压力等等方面都要经过科学的分析。除此之外还要在模具设计之前对所设计外壳的手机结构进行了解, 进而使模具结构的设计更为合理。

2 模型分析

手机外壳设计其外侧底端是有两处侧凹的, 因此在进行模具设计时不能以前后模直接进行成型制作, 而要通过走行位的方式进行处理。通常在进行手机外壳模具设计时, 为了不受缺口凹陷的影响而快速完成生产, 都会通过枕位对缺口进行成型制作[2]。除此之外, 目前的超薄手机外壳制品的尾部一般都含有两个卡扣位, 也不能通过前后膜的形式直接进行成品制作。而需要斜顶成型, 通过此种方式处理才能保证在制品与模具分离时卡扣位的完整。除此之外手机外壳尾部还有一处缺口, 同样需要枕位来定型。而制品的内部结构中也同样存在两个相互对称的卡扣, 与卡扣位一样通过斜顶来定型。

3 模具设计的CAE/CAD分析

基于CAE技术进行超薄手机外壳模具的设计, 为了保证模具制品的成功率, 在进行模具设计之前对参照制品进行模流分析[3]。采用现今通用的模流分析软件Mold flow进行分析, 来对制品的成型工艺参数进行优化, 来确保手机外壳的成型质量。

3.1 建模

通过MDL将手机外壳制品的模型导进MPI模块中进行建模。因为手机外壳是分属于薄壁实体件类型中的, 因此在进行制品模型导入的过程中要采用Fusion网格对整个制品进行网格区域划分。同时为了使制作模具更加的精确, 确保分析结构的准确性, 因此在导入制品模型之后要对网格进行不断的修改与完善。通常网格的统计信息对数据精确度是有所显示的, 三角形的单元数如果在8810的, 而节点数在4380处, 那么该模具的匹配率则达到90%[4]。在制品模具的网格分析中匹配率是不能低于85%的, 如果发现单元数与节点数的匹配率过低, 就应该应用网格的重新生成工具对网格进行修改, 直到达到合格参数为止。

3.2 设置工艺条件

通过对所选手机成品的模具分析, 进行模具实体的制作。将设计材料选为某公司生产的牌号为Lupoy HR 5005A的ABS/PC合金进行制作;所选用的制作成型工艺的参数为, 注塑机的最大注塑压力值设为360兆帕, 手机外壳模具的表面温度控制在80℃左右, 熔体的温度设置在260℃, 其他的工艺数值采用默认值。

3.3 浇口位置预分析

浇口位置在手机外壳模具的设计中极为重要, 因此要通过相应的技术对该位置进行预分析。将要分析的制品模具的分析类型设置为Gate Location, 并通过MPI软件中含有的Gate Location分析模块对其进行分析。通过数据分析结果为此次的模具设计初步预设一个最佳的浇口位置。

3.4 流动模拟与方案比较

3.4.1 初始流动方案模拟分析

手机外壳模具系统的设计制作中, 最为重要的就是浇注系统的构建, 它是决定模具能否完成顺利充模工作的主要因素[5]。与此同时, 浇注系统也对熔体的填充行为造成直接的影响。在模具的制作过程中由于手机外壳的浇口位置和数量并不相同, 导致熔体的流动路径、长度和所遇到的阻力也都是情况不一的。所以在模具设计时, 对于模具所需要成型的制作注射的工艺参数要依具体情况进行选择。根据所选制品的实际形状, 将熔体流动通道以及模具制品的表面质量和使用要求以及制品成型参数等, 依据PMI软件分析出结果确定浇口位置。通过对数据的分析制定出不同的浇口位置预方案, 并对其流动行为进行模拟与分析。

3.4.2 改进后的流动方案

通过对最初预设的浇口位置方案设计的分析, 需要对其进行改进。将浇口位置设置为四处, 分别布置在手机前模的按键与屏幕接口处两点, 上半部分两侧各设一点。之后进行流动模拟试验。改进后的浇口位置设计方案完全可以满足熔体条件, 且浇口位置与熔接痕都较为均匀。

3.4.3 流动和翘曲分析

为对设计调整之后成型的成品进行检验来观察制作效果, 可以通过流动+Flow+Warp对成品的内在强度、整体的变形程度以及外观的质量等进行分析。

(1) 熔接痕

由于手机壳多采用注塑形式进行制作, 因此, 塑料结构制品熔接痕的产生是不可避免的。针对此现象, 在设计中要尽可能对熔接痕进行优化, 以免出现融合不良的现象, 进而导致手机成品的取向不良, 并且表面出现裂痕其力学能力也会骤减。通过对浇口位置的方案进行调整之后发现熔接痕的位置也发生变化, 不再集中于手机外壳最为薄弱的区域, 并且熔接痕数量也大大减少。

(2) 填充时间

整个手机外壳模具的设计中, 出现翘曲变形的主要原因是由于在充模阶段的熔体流动不平衡。填充过程如果熔体的流动不平衡, 则会造成整个外壳的型腔内部分位置过保压, 从而使整个制品的整体收缩不均, 内应力加大, 最后曲翘变形。因此为了防止曲翘变形现象的发生, 保证熔体流动的平衡性, 就应对熔体的填充时间加以控制[6]。在进行熔体填充过程中, 熔体到达模型腔末端的最长时间与最短时间的差值, 是反映熔体不平衡程度的主要参考值。所以要将这个差值控制在最小范围内, 才能够达到熔体的相对平衡。通过对本文设计的模具进行熔体流动平衡性的分析, 该方案下的熔体末端的充满时间应设为0.8~1.1秒之间。

4 结语

综上所述, 基于CAD/CAE软件技术对超薄手机外壳制品进行开发与注塑模型的设计方案优化, 可以极大地缩短手机外壳制品的开发时间和周期, 并且能够提升手机模具设计的效率以及对于其结构的优化也具有重要意义。目前手机行业发展景象繁荣, 为提升企业竞争力, 就要提升手机外壳制品的生产质量、生产效以及降低生产成本, 因此企业可以大力应用CAD/CAE技术, 进而满足企业发展需求。

摘要：以某型号手机模型为例, 对其外壳的结构特征进行分析。利用Pro/E软件进行手机外壳与其注塑模具的设计, 并选取Mold flow软件对设计的模具进行必要的优化分析。通过结果证实, 运用CAD/CAE技术进行手机外壳的开发与使用, 可以极大的减少开发周期, 并降低设计的成本, 为企业市场竞争力的提升。

关键词：CAD/CAE技术,手机外壳,模具

参考文献

[1]臧昆岩.手机壳注塑模具设计及仿真[D].天津:天津大学, 2009.

[2]王强.手机外壳注射模具设计与制造[D].南昌:南昌大学, 2007.

[3]左小刚.汽车玻璃升降器外壳的冲压模设计及数值模拟[D].乌鲁木齐:新疆大学, 2007.

[4]孙健.基于Pro/E的手机外壳注射模CAD系统的研发及应用[D].成都:电子科技大学, 2011.

[5]李庆.基于CAD/CAE集成模型的塑料注射模优化设计系统[D].武汉:华中科技大学, 2012.

4.基于CAD技术的汽车设计实例 篇四

关键词：3G通信；GPS定位；汽车防盗

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-7712(2012)16-0022-03

一、引言

随着人们生活水平的日益提高，汽车已经逐步进入人们的日常生活中。这就让不法分子有了可乘之机，导致了汽车盗窃日益猖獗。在此现状下，如何更有效地防止汽车被盗及加强其安全性才是大家所关注的。随着科技的进步，搭载着各种新技术的防盗系统及安全设备相继出现。传统的传感器式防盗装置对于防盗作用并不十分明显，犯罪分子会用各种方式进行破解。同时传感器式防盗装置由于设计缺陷很容易引起错误，甚至会出现误判报警，如加速度传感器，智能锁等都是通过机械测量由单片机进行逻辑式控制，面对一些突发状况无法进行有效地判断，导致防盗系统的误判。

基于上述原因，本文设计了一种网络型智能汽车防盗系统，该系统将GPS定位系统与3G网络相互结合，运用ARM11架构微处理器，使系统结构简单、功能强大，有效地提高了车辆报警系统的防盗系数。

二、系统整体方案设计

（一）信号采集系统

当车体震动、中央门控锁、车内红外等节点传感器【1】采集到入侵信息时，通过CAN总线将信息传至主控MCU进行分析与判断。

（二）车辆监控系统

当发现汽车非法入侵后，向车主发送入侵短信，并通过GPS全球定位系统确定汽车所在位置信息，把汽车所在的位置，路况信息可以实时的传送到PC机监控端或者车主手机，这样对车辆的监控起到关键的作用。同时唤醒摄像头的使能端，使摄像头开始工作，迅速采集视频信息，并通过3G网络传输发送到PC终端。

（三）报警控制系统

当MCU判断为非法入侵后，启动报警系统。车主及车辆监控中心根据车辆所处环境，可通过短信方式发送给车载系统的MCU，使其对汽车的发动机系统，进行切断油路和熄火等措施。

三、系统硬件

（一）主控制模块

S3C6410包括许多硬件外设，如一个相机接口，TFT24位真彩色液晶显示控制器，系统管理器（电源管理等），4通道UART，32通道DMA，4通道定时器，通用的I/O端口，IIS总线接口，IIC总线接口，USB主设备等。

（二）GPS模块

系统采用GR-87型GPS模块，它通过串口与开发板进行对接。

GR-87采用SIRFIII芯片，是当前灵敏度最高的模块，结构小巧、性能优良的20通道接收机，可以在小型的封装里输出所需的数据，简单易用。模块内建实时时钟、1PPS定时输出、DGPS波特率可选输入、NMEA0183波特率可选输出。

（三）3G模块

系统采用的3G模块是华为E1750上网卡，它通过USB接口与开发板进行对接。同时支持WCDMA和EDGE网络，可保证随时随地无线上网。该模块上行最高速率为HSUPA5.76Mbps，下行最高速率HSDPA7.2Mbps，数据传输快。

（四）电源部分

系统采用锂电池供电，供电电压为3.6V，而3G模块的工作电压为4V，系统其他部分则为3.3V。由于采用的是电池供电，因而在低功耗方面有严格的控制，这就要求在电源管理方面必须科学管理系统的各部分功耗。

本设计采用了多个带使能控制引脚的电源芯片，对于不需要工作的模块，则用处理器关掉其供电，只有在需要的时候重新打开开关，从而做到电能的节约使用，大大降低系统功耗【2】。

（五）存储器系统

（六）摄像头模块

系统采用OV9650CMOS摄像头。它内部集成了一系列功能部件，可通过SCCB总线控制图像质量、数据格式和传输方式。本系统CAMIF接口与OV9650相连。CAMIF接口包括一个输出主时钟信号，3个来自摄像头的输入同步时钟信号和一个输出复位信号以及8位来自摄像头的输入数据信号。图像数据仅通过该数据通道传输。I2C总线连接摄像头SCCB总线接口[4]。

四、系统软件

（一）GPS工作流程

车载端GPS接收机在接收数据后根据NMEA协议对GPS信息进行处理。以处理GPRMC语句为例，通过Splitfromstring函数把GPRMC信息，每两个逗号之间的数据取出放到datatemp数组里面，根据GPRMC协议的格式，将用户经度，纬度等当前数据显示到指定位置。

（二）3G模块工作流程

为了更好地实现USB3G拨号功能，本系统使用一个后台服务程序。当系统启动之后，一个进程名为fa-network-service的后台服务程序总是处于运行状态，所有3G拨号请求都是通过给这个后台服务程序发送指令来进行3G拨号。fa-network-service后台服务程序的好处是，可以统一维护USB3G的网络状态，同时，可以方便地实现开机自动进行3G拨号的功能。拨号程序与fa-network-service后台程序之间通过本地Socket来进行通讯交互。

五、结束语

本文所描述的网络型智能车防盗系统，采用了GPS定位和3G技术，相比于以往的传感器式报警防盗系统，它能更好地监控被盗车辆，有效地避免了误判。同时还能通过监控中心终端进行车辆的切断油路和熄火等措施，很好的起到了防盗效果。本系统的另一大亮点是引进了3G网络技术，能更好地传播视频进行实时监控，在结合车辆和路况的综合信息后，考虑熄火和切断油路措施。相信随着3G网络的普及，本文所设计的系统能得到广泛的运用。

参考文献：

[1]卑璐璐,刘玉珍,黄凯.基于ARM的车辆防盗系统车载终端设计[J].通信技术,2008,41(12):358-362.

[2]李立志,周明建,于忠臣.基于GPRS&GPS的防盗追踪系统的设计[J].国外电子测量技术,2011,3(5):59-62.

[3]苏丽华,赵可萍,崔玥.基于嵌人式ARMLinux的GPS智能终端设计[J].现代电子技术,2009,12(299):25-30.

[5]高丽萍,周斌.在嵌入式Linux下OV9650驱动程序的实现[J].软件导刊,2012,11(4):73-75.

[作者简介]顾晓祥（1991-），男，上海人，本科，上海工程技术大学，学生，研究方向：过程控制。王宇嘉（1979-），女，黑龙江哈尔滨人，上海工程技术大学，副教授，研究方向：多目标优化，进化计算。王梦遥（1990.10-），男，江苏盐城，上海工程技术大学，本科，研究方向：运动控制。

5.基于CAD技术的汽车设计实例 篇五

关键词：CAD技术 建筑电气 应用

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0040-01

建筑电气CAD技术比较的先进，它将电气设计和计算机辅助设计给结合了起来，在CAD上体现了建筑电气设计的各种工程图，工程技术人员结合计算机，将多学科应用过来，以便对建筑电气设计中出现的问题有效解决。通过实践研究表明，它有机结合了人的决策判断、创造能力以及计算机的高速运算和信息存储等功能，促使设计周期得到缩短，设计质量得到提升。

1 建筑电气设计CAD特点

一是建筑电气工程图通常将统一的电气图形符号给应用过来，并且加注文字符号，对建筑图进行绘制。这些图没有严格要求尺寸和比例，只需要保证一般的工程习惯得到满足即可。

二是电路都是闭合电路，一个合理的闭合电路包括电源、用电设备、导线和开关控制设备等四个基本元素。

三是建筑电气设计平面图、原理图等都是采用二维图形式。利用导线来连接电路中的电气设备、元件等，这样就构成了一个整体，可以随意设置设备、元件和连线的位置，并且线性设置的难度较小；通常是结合建筑底图来设计建筑电气平面图，已经确定了图纸规格和比例，在建筑图上对电气符号和连线进行绘制时，采用的是统一的图形符号，并且将相应的文字给标注过来。

2 CAD技术在建筑电气设计中的优点

在建筑电气设计中应用CAD技术，具有一系列的优势，具体来讲，包括这些方面的内容：

一是CAD将线型库、字体库以及UNDO功能给提供了出来，这样工作强度和复杂度就得到了有效降低，拥有清楚和整洁的图面。

二是建筑电气图纸通常都采用的是二维图，对于CAD中的二维绘图，学习起来难度不大。可以直接调用CAD软件自身带有的各类图库，那么工作效率就可以得到较大程度的提升。

三是如果电气设计比较类似，那么只需要简单的修改图纸即可，这样设计成果的重复利用率就可以得到大大的提升。建筑电气设计高精度要求可以得到满足，资料管理的准确性和科学性可以得到提升，并且二次开发功能比较的强大，还可以结合具体情况，未来进行一定的扩展。

3 建筑电气工程CAD设计要点

在实践研究中我们可以得知，建筑电气CAD设计过程中，各种各样的问题都会遇到，该文主要是分析了在建筑电气设计中应用CAD技术经常会遇到的一些问题，然后提出针对性的措施和设计要点。具体来讲，包括这些方面的内容：

一是在建筑电气CAD设计过程中，只有遵循相关的原则，才可以促使设计效率得到提升。要按照正确的步骤来进行作图，首先是对图幅进行设置，其次对单位和精度进行设置，然后对若干图层进行构建，对对象样式进行设置，就可以开始绘图了。在建筑电气图设计的过程中，需要充分依据建筑实际尺寸来进行，尽量不要采取比例换算，这样制图效率就可以得到提升，还可以避免出现诸多的错误问题。在电气设计过程中，对于图形中的各图元对象，可以利用图层来进行管理。如果绘图的精度要求较高，那么可以将栅格捕捉功能给应用过来，并且结合具体情况，对栅格捕捉间距合理的设置。在设计建筑电气各系统的过程中，不能够在同一幅图中绘制图框和图形。在制图的过程中，需要按照一定的规律来对各个对象命名，尽量选择简明的名字，有着较强的规律性，这样除了可以有效记忆之外，使用起来也比较方便。

二是对编辑命令充分熟悉，促使绘图效率得到提升。在现代建筑中，非常重要的一个组成部分就是建筑电气。电气设计是一项非常复杂的工程，涉及到诸多方面的内容，部分设计需要花费大量的时间和精力，那么要想提升绘图效率，相关的设计人员对各项编辑命令需要足够的熟悉。在平时的工作过程中，多训练，以便更加熟练应用CAD技术。

另外，在建筑电气设计中，有一个问题要注意，需要对低压柜的出线回路进行减少，在工程电气设计中，首先是确定负荷的种类和位置，将同一个区域相同性质的负荷，由低压母线馈出的一个回路供电，这样就可以促使低压柜出线回路得到减少，低压柜的台数得到减少，设备成本也可以得到降低。

4 结语

经上文的叙述分析知，在建筑工程项目中，电气设计发挥着十分重要的作用，将CAD技术应用到建筑电气设计中，具有一系列的优势，可以促使建筑电气设计效率得到显著的提升，电气设计质量得到保证。在具体的实践过程中，需要结合具体情况，科学应用CAD技术，准确应用各种功能操作。在平时，也需要多多训练，提升自己的专业水平。随着科学技术的发展，如今建筑电气CAD技术的集成化、智能化和一体化程度在不断的提升，那么必将获得更加广泛的应用。

参考文献

[1]魏东強.试论建筑电气施工的技术和应用[J].建筑与文化，2013，2（12）：123-124.

[2]裴德晨.浅析智能建筑的建筑电气技术及应用[J].商品与质量，2012，2（11）：88-90.

6.基于CAD技术的汽车设计实例 篇六

国内外模具CAD技术的发展历程

早在20世纪60年代初期, 国外一些汽车制造公司就开始了模具CAD的研究。这一研究始于汽车车身的设计, 在此基础上复杂曲面的设计方法得到了发展, 各大汽车公司都先后建立了自己的CAD系统, 并将其应用于模具设计与制造。计算机软、硬件技术的迅猛发展, 为模具CAD的开发应用向更高层次的拓展创造了条件。

20世纪70年代以来, 曲面造型与实体造型技术发展迅速, 新一代的CAD软件均是实体造型与曲面造型兼备的系统, 能适用于复杂模具的设计和制造, 在模具行业得到了广泛的应用。一些模具CAD/CAM软件取代了手工设计与制造, 设计方面采用人机交互进行三维图形处理、工艺分析与设计计算等工作, 并最终完成二维绘图, 生成生产零件图、材料表以及工序、定额、成本等文件。系统还包括一些专业工具, 如工艺补充面的设计、弹塑性变形的分析、回弹控制与曲面零件外形的展开等, 这些工具部分已用于生产, 部分还在研究、完善当中。

与此同时, 欧洲的一些国家在冲模CAD/CAM研究和应用方面也取得了很大进展, 例如法国雷诺汽车公司应用Euclid软件系统作为CAD/CAM的主导软件, 目前已有95%的设计工作量用该软件完成, 而且雷诺汽车公司在Euclid主导软件的基础上还开发出了许多适合汽车工业需求的模块, 如用于干涉检查的Megavision和用于钣金成形分析的OPTRIS等。

21世纪初期, 我国就有许多企业采用模具CAD技术, 并在计算机自动编程技术上积累了丰富的经验和掌握了一些实用技巧, 使模具精度和生产率大为提高。绘图软件正在模具行业中逐渐普及, 计算机绘图正在逐步取代手工绘图。国内的一批大中型企业 (以汽车和家电行业为主) , 陆续从国外引进了相当数量的CAD系统, 并配置了一些设计、分析的专用软件, 取得了明显的经济效益。

汽车覆盖件模具CAD的技术特点

传统的覆盖件模具设计是指模具结构设计。随着CAD技术被引入到模具设计中, 模具设计的概念也在发生着变化, 现代覆盖件模具设计包括模具型面设计和模具结构设计。模具型面设计主要是指在计算机中冲压件的三维设计以及工艺补充面的三维设计。模具结构设计是指除了型面之外的所有模具部件的设计。

1. 汽车覆盖件模具型面CAD技术特点

对于覆盖件类零件来说, 都要经过拉延、修边、整形、翻边、冲孔等几道工序。第一道工序拉延模设计中最重要的是工艺补充面设计。工艺补充面设计的好坏直接影响到所设计的模具能否拉出合格的零件, 从而减少调试模具的时间, 缩短整个模具生产周期。

2.汽车覆盖件模具结构CAD技术特点

模具结构设计一般可分为二维设计和三维设计两种, 两种方法各有其优、缺点。计算机二维设计与手工图板设计相似, 属平面绘图, 其优点是设计速度快, 占用计算机内存小, 对计算机硬件配置要求不高, 是一种投资小且见效快的方法;缺点是设计错误不易发现, 不能直接用于分析和加工。三维设计的开发是随着计算机技术和商品化软件的发展而在20世纪80年代末、90年代初发展起来的。三维设计有很多优点, 如能实现参数化、基于特征、全相关等, 使得产品在设计阶段易于修改, 同时也使并行工程成为可能。三维设计形象、直观, 设计的结构是否合理使人一目了然。另外, 三维设计的自动标注尺寸减少了人为设计错误。但三维模具设计目前也存在一些问题, 例如:计算机运算速度问题、软件占有硬盘和内存空间大、模具结构投影线条过多、设计速度慢等。

汽车覆盖件模具CAD技术的应用现状

2000年, 我国CAD/CAE/CAM技术的应用还处于初级阶段, 只有部分骨干重点企业具备CAD/CAM/CAE能力, 而现在, 上述技术在全国模具行业中已经是遍地开花。大部分模具制造企业已能够运用CAE分析软件进行冲压工艺成形性分析、运用CAD设计软件进行二维或三维模具设计并数控加工。

尽管如此, 在应用CAE技术进行冲压工艺分析方面我们与国外同行还存在较大差距。国内企业在CAE分析的前、后处理方面没有形成一个统一规范的标准, 对软件的使用是因人而异, 因公司而异, 因此对分析结果的评价也必然存在一定的差异, 这些人为的因素导致了CAE分析的准确率低于国外同行业的CAE应用水平。国外CAE的应用一般是由几个专业的技术人员专门从事这项工作, 因而在应用程度及标准的制定方面要比我们更专业化和规范化, 国内企业目前还处于由冲压工艺设计人员进行产品的工艺性评审、工艺方案的预测、工艺方案的制定、工艺方案的可行性分析等全部涉及CAE的工作, 因此CAE的应用只能是处于一种泛泛的基础应用的状态。CAE分析技术即使在行业领先的大企业也主要应用于拉延成形类的可行性分析, 在后序的修边线优化、翻边成形的可行性、回弹扭曲的预测及补偿等方面所做的工作还非常浅显。这是由于在第一次拉延成形时材料的性能发生了一定的变化, 变化的程度受模具状态及调试水平的影响较大, 从某种程度上来说有一定的“随机性”, 因而后工序CAE分析的可信度一直受到怀疑, 国内外模具行业CAE模拟分析技术在后工序上的应用始终没有太大作为。

但近几年, 随着CAE技术的发展以及在实际应用过程中的数据总结、积累, 特别是模具自身发展的迫切要求, 国外模具行业已经越来越重视该技术在后工序上的应用, 尤其在回弹预测及补偿方面, 国内几个有规模的模具供应商也在陆续开始探索这方面的技术应用。

在CAD设计方面, 国内模具行业发展很快, 特别是一些大企业如一汽模具制造有限公司, 2003年初开始尝试CATIA半台的三维实体设计, 2004年上半年在解放换代货车项目中全面开始三维实体设计, 至今已实现直接利用三维实体模型进行数控编程加工。结构面编程直接以实体模型为加工依据、型面编程以加工数模为依据, 实体结构为参考, 保证了加工精度, 节约了数控工时。实体设计中应用标准件库、设备库、结构库等, 使设计资源得以共用和重用。利用先进的数字化分析手段, 对模具进行各种模拟和分析, 使模具加工、制造、装配问题提前暴露, 在设计阶段就有效地避免了错误的发生。2005年开始冲压模具知识模板的研发, 引进CATIA V5知识工程相关软件模块, 初步确定了冲压工艺设计与模具结构设计的关联结构、模具结构的参数化设计、模具结构的模块化设计等关键技术的解决方案。现拉延模、压合模知识模板己成熟应用, 大大缩短了模具设计周期, 提高了模具设计质量。

汽车覆盖件模具CAD技术的发展趋势

1.标准化

模具CAD的标准化工作是其应用的重要保证, 这里的标准化不是指把标准件库建立起来就完成的狭义标准化概念, 而是指广义的标准化, 它包括制图的标准化、模具零件的标准化、模具结构的标准化、设计资料的标准化等一切有规律可寻的标准化。事实证明, 模具CAD应用搞得好的企业, 其标准化工作也搞得好。在具体应用中, 不单是要建立模具的标准件库、组合件库、符号库等通用标准库, 而且要建立起典型模具结构库、用户自定义特征库、设计资料库、压床库等专用库。

2. 智能化

为了提高产品质量、降低成本、增强产品市场竞争力, 就必须开展智能化研究工作, 总结出设计制造经验和教训, 把成功的经验应用于模具设计中, 形成计算机里的知识库和智能库, 生成专家系统, 为以后所用。例如, 在利用通用CAD软件进行覆盖件模具设计时, 在很大程度上必须依赖于模具设计专家的干预。为了实现模具结构设计的自动化, 减少对模具设计专家的依赖性, 必须开发专用的汽车覆盖件模具结构设计智能化软件, 把总结出来的以往设计、制造中的成功经验应用到模具设计中去, 形成计算机中的知识库和智能库, 生成专家系统, 从而使CAD系统能够胜任模具设计专家的工作, 设计出符合要求的汽车覆盖件模具。这对企业的技术发展是一份极其宝贵的财富, 也是企业成功的保证。

3. 专业化

未来的模具CAD技术必将走向更加专业化的道路, 一些通用的软件由于其功能繁多, 专业性较差, 已不能满足大型模具CAD的需要, 更好的方法是软件公司与专业模具厂的密切合作, 开发专业性很强具有针对性的模具CAD软件。如美国PTC公司与日本TOYOTA (丰田) 公司在PRO/E软件基础上开发的模具型面设计模块Pro/DIEFACE软件。对于国内的模具厂家来说, 除了直接与国外公司合作之外, 我们还可以对国外的软件利用二次开发技术开发具有本土特点的专业性CAD软件。这也是模具CAD未来的一个发展方向。

4. 网络化

7.基于CAD技术的汽车设计实例 篇七

一、针对汽车专业课程的行动导向教学设计

以汽车电子技术专业一门课程汽车车身电控技术中的“汽车倒车雷达系统”这一授课单元为例, 设计具体的教学活动。在设计教学活动前做了以下几方面的备课准备。

1. 教学内容

汽车车身电控技术这一课程是汽车电子技术类课程的核心课, 目的是要培养学生对车身电子控制系统的功能、组成及工作原理的理解和应用, 为后续汽车检测与故障诊断类课程打下基础。课程下设多个教学情景, 包括汽车电控安全系统、灯光控制系统、组合仪表控制系统等。以职业能力分析为依据, 选取典型工作任务作为教学项目, 其中“汽车倒车雷达系统”是电控安全系统的一个子教学单元, 授课时间为2课时, 目的是使学生能够正确描述出汽车倒车雷达系统的功用, 识别出该系统的组成以及分析系统工作原理。

2. 教学资源

选取好教学项目后如果没有合适的教学资源是无法保证教学顺利实施的。所以, 还需要结合校内实训条件开展教学, 这要求授课教师必须非常清楚和熟悉教学设备和教学环境, 才能够设计好教学活动。因此, 设计开发出合理的教学活动与教学资源的合理利用是分不开的。我校现有的5个“汽车电子倒车雷达安全视频实验台”和多辆装有倒车可视系统和倒车报警系统的教学用车, 这些教具与设备都为我设计教学活动提供了有利保证。

3. 授课对象

该课程的授课对象是3年制高职大2的学生, 这个年龄段高职学生的特点是普遍对汽车很感兴趣, 好奇心强, 喜欢动手操作。但相对缺少学习主动性, 对知识的归纳能力差。因此, 拟采取的措施是采用行动导向教学法中的任务驱动法来充分调动学生学习积极性, 先让学生动手操作体会, 然后再归纳理论知识, 这样可以加深学生对专业知识的理解记忆。

4. 任务工单的设计

任务工单 (或作业纸) 类似于传统教学中的实验报告, 但又不同于实验报告。任务工单有利于引导学生完成一定的学习和操作任务, 学生通过完成任务工单而达到独立学习掌握知识的目的。其设计要符合学生学习的规律, 由浅入深, 由易至难。因此, 任务工单的设计也是教师备课所要准备的重要部分, 也对教师的教学能力提出了更高的要求, 其设计的质量直接影响学生的学习效果。

5. 教学活动设计方案

(1) 引入主题

教学情景设计采用角色扮演法, 假设顾客在汽车4S店咨询有关倒车安全问题并有意购买倒车雷达装置, 服务人员则需要向顾客作详细的说明和介绍。由教师扮演顾客向学生扮演的服务人员提出问题, 例如“新驾驶员在倒车时易出现碰撞、刮蹭现象, 采取什么措施可以尽量避免?防止汽车追尾以及安全倒车可以选择何种装置?目前防止汽车碰撞的方法有哪些?”等等, 这些问题都可以采用头脑风暴法让学生回答, 目的是引入学习内容。为增强汽车的行驶安全性, 学生需向顾客说明安装电子防撞系统的必要性, 以及该系统的功用和工作原理, 解决以上相关实际问题。

(2) 完成任务及要求

由教师下发任务工单 (见表1) , 学生自动分组, 每4人1个小组, 40多人分10组左右。学生以小组为单位讨论学习完成任务工单的内容, 这部分内容以学生自主学习为主, 教师引导为辅。其中1~5组主要结合5块“汽车电子倒车雷达安全视频实验台”完成任务工单“理论学习”作业题部分, 借助工具书及教材等查找汽车倒车雷达系统的功能, 并分析系统的控制原理。另外6~10组结合5辆教学用车完成任务工单“操作实施”部分的学习, 学生进行重点操作, 理论教师与实验教师只起引导作用。小组完成任务后, 相互交替, 轮换完成任务工单上所有的理论与实践部分的问题。

(3) 学习效果测评

完成两部分的任务后, 学生以小组为单位推选1名成员以回答问题的形式展示学习成果, 同组其他同学可作补充, 师生交流互动。其他小组及教师给出对该组的评价成绩, 本组成员也要互作评价。

(4) 总结归纳

借助多媒体幻灯片教师和学生共同总结归纳出知识点, 重点部分教师详细讲解, 并给出任务工单的正确答案。同时解决课程引入时顾客提出的问题。

二、结束语

大部分学生在学完该单元后的体会是这种学习方法能够充分调动他们学习的主动性与积极性, 在动手操作过程中就完成了学习任务, 对知识点印象深刻。同时, 通过小组讨论的学习方式加强了小组成员间的相互配合和沟通, 增强了团队协作意识的培养。但这种教学方式的难点则是对授课教师提出了更高的要求。因此, 在结合现有设备基础上设计出适合的任务工单, 完成教学活动的合理设计非常关键。

一、预备知识

1.激光雷达测距原理:

已知:C为光速, T为发出信号至接收信号的时间

求:发射点至被测物体距离L。 (用公式表示)

2.目前防止汽车碰撞的方法或装置有哪些?

二、理论学习

结合“汽车电子倒车雷达安全视频实验台”完成以下问题。

1、示教板的电灯___________在情况下会亮, IG灯在___________情况下会亮。请问点火钥匙开关位于哪个位置时, 倒车雷达可视系统起作用, 并分析原因。

2、观察数字显示器, 当距离示教板的雷达探头多远时系统报警?并完成下表。

3、以下为示教板上各部件, 通过观察电路分析出系统控制关系, 并用箭头完成系统控制原理图。若你认为布局不合理, 可自行组织位置。

三、操作实施

结合操作教学用车完成以下问题。

1.请描述教学用车的雷达探头及倒车后视摄像头一般位于汽车什么位置上。

2.若客户需要你演示倒车雷达系统装置, 请简述你的演示步骤。

3.请问倒车后视影像不正是何原因?如何解决?

四、检查与评估

1.请根据自己任务完成的情况, 对自己的工作进行自我评估以及对本次课的体会, 并提出改进意见。

2.成员互评:根据分工与完成任务的情况, 请给出小组其他成员成绩。 (满分10分为标准)

3.小组本次任务的成绩:______________________。

摘要：本文基于德国职教理念—行动导向教学, 开发设计出适合我国职教特点的教学活动。以汽车专业课程的一次教学活动为例, 进行具体教学活动分析。

8.基于CAD技术的汽车设计实例 篇八

关键词：机械设计；CAD技术

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 07-0000-02

CAD Technology Application in the Modern Machinery Design

Tu Dehuan,Li Guiqin

(Tangshan Yajie Machinery Co.,Ltd.,Tangshan063000,China)

Abstract:The introduction of CAD in mechanical design technology,enterprises can solve repetitive mechanical design,and information resources to the problem of low utilization,shorten product development cycles,with enormous economic and applications.

Keywords:Machinery design;CAD technology

一、CAD技术的发展

CAD（Computer Aided Design）是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）及计算机集成制造系统（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一体。

二、三维CAD技术在机械设计中的优点

通过实际应用三维CAD系统软件，笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势，具体表现在以下几点：

（一）零件设计更加方便。使用三维CAD系统，可以装配环境中设计新零件，也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷，避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来，使人一目了然。（二）装配零件更加直观。在装配过程中，资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系，若装配不正确即予以显示，另外，零件还可以隐藏，在隐藏了外部零件的时候，可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检验行程是否达到要求，及时对设计进行更改，避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。（三）缩短了机械设计周期。采用三维CAD技术，机械设计时间缩短了近1/3，大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时，只需对其中部分零部件进行重新设计和制造，而大部分零部件的设计都将继承以往的信息，使机械设计的效率提高了3~5倍。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。

三、CAD技术在机械设计中的应用

（一）零件与装配图的实体生成。1.零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种，即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中，都有一些基本体系。2.实体装配图的生成。在零件实体构造完成后，利用机器运动分析过程中的资料，在运动的某一位置，按各零件所在的坐标进行“装配”，这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。（二）模具CAD/CAM的集成制造。随着科学技术的不断发展，制造行业的生产技术不断提高，从普通机床到数控机床和加工中心，从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE，制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时，模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术（RPM）等，几乎覆盖了整个现代制造技术。一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础，进行统一管理，而实体造型是工程数据的主要来源之一。（三）机械CAE软件的应用。机械CAE系统的主要功能是：工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后，才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。

四、CAD前沿技术与发展趋势

（一）图形交互技术。CAD软件是产品创新的工具，务求易学好用，得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此，智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。（二）智能CAD技术。CAD/CAM系统应用逐步深入，逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库，及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助，智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能，使设计新手也能做出好的设计来，现代设计的核心是创新设计，人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中，用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。（三）虚拟现实技术。虚拟现实技术在CAD中已开始应用，设计人员在虚拟世界中创造新产品，可以从人机工程学角度检查设计效果，可直接操作模拟对象，检验操作是否舒适、方便，及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题，及早看到新产品的外形，从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析，以评价其性能，可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等，基于虚拟样机的试验仿真分析，可以在真实产品制造之前发现并解决问题，从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外，随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展，利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术，实现真正的全数字化设计和制造，已成为机械设计制造业的发展趋势。

参考文献：

[1]黄森彬.机械设计基础.高等教育出版社

[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础[M].北京:机械工业出版社,2002

[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004

[4]葛海霞,刘村.AutoCAD2004/2005辅助设计[M].上海:上海科学普及出版社,2004

9.基于CAD技术的汽车设计实例 篇九

关键词：乳化液废水,气浮,超滤,生化,高级氧化

某汽车变速器有限公司主要经营载重车变速器、差速器齿轮、锥齿轮传动箱, 在生产过程中, 产生含有油类的乳化废水和清洗废水, 其主要化学成分包括:水、基础油 (矿物油、植物油、合成酯或它们的混合物) 、表面活性剂、防锈添加剂 (环烷酸锌、石油磺酸钠 (亦是乳化剂) 、石油磺酸钡、苯并三唑, 山梨糖醇单油酸酯、硬脂酸铝) 、极压添加剂 (含硫、磷、氯等元素的极性化合物) 、摩擦改进剂 (减摩剂或油性添加剂) 、抗氧化剂。油含量高、有机物含量高、色度高是本乳化液废水典型的特点, 为了防止废水对环境的影响, 该废水必须经过处理之后才能够排放。

当初建设该项目, 进行了环保评审, 要求化学需氧量全年排放标准不超过0.452吨。本汽车变速器厂每天排放的废水量为20~30 m3, 全年按360天计, 废水量按最低水量计, 则折合成废水排放的化学需氧量的值为62.7 mg/L。为此, 上海洗霸科技股份有限公司先结合工程实践经验进行了大量的小试试验, 然后对该项目进行了优化设计和施工, 最终所处理的废水的化学需氧量含量小于60 mg/L, 达到了《污水综合排放标准》 (GB8979-1996) 的一级标准, 2013年3月通过了环保部门的验收。

1 废水水质

废水来源主要是齿轮生产过程中产生的含油乳化液废水, 另外有极少部分的切割清洗废水, 取样所得的水质分析表如表1。

2 废水水量

该项目的废水排放为非周期性的, 每天排水量为20~30 m3, 本工程项目设计进水废水水量按照最大值30 m3/d设计。

3 排放水水质

设计的排放水水质达到《污水综合排放标准》 (GB8979-1996) 的一级标准。

4 废水水质分析

(1) 生产废水的水质特点

油含量高、有机物含量高、色度高是本乳化液废水典型的特点, 且由于废水中乳化剂的存在, 使得该废水中的油能稳定的分散在水中, 形成稳定的乳化液。

(2) 生产废水的危害

该含油废水如果不加处理, 直接排放, 则会影响水生生物的正常生长, 使水生动植物有油味或毒性, 甚至使水体变臭, 或使土壤不能正常进行新陈代谢和微生物新陈代谢, 严重时会造成农作物减产或死亡, 破坏生态环境。因此必须加以处理之后才能排放, 另一方面, 水中的油类还可以回收利用。

(3) 生产废水处理的关键和难点

对比进出水水质指标, 可以看出如何去除水中的油类和有机物是废水处理的关键点, 而含油量特别高且油在水中分散的非常稳定及有机物可生物降解性很差是本工艺处理的难点。

5 工艺流程及说明

5.1 工艺流程

根据上面对废水处理系统的论证与分析, 本工艺处理方案可分为如下5个部分。具体如下:

第一段、除油处理

除油工段:进行对废水去除悬浮物、油类和部分CODCr进行去除, 以便进水满足生化处理的要求。

第二段、生化处理

生化处理段:采用合理生化工艺组合法去除大部分有机物等污染物。

第三段、后处理

后处理段:采用高级氧化和过滤的方式, 去除难生化的污染物, 保证出水达到排放要求。

第四段、污泥处理

污泥综合处理段:污泥经叠螺脱水机脱水处理后外送至合适的危废处理地点进行处理。

第五段、污油处理

经处理产生的污油可以进行回收利用。

其中预处理与生化处理是整个系统的核心, 对于CODCr、油的去除是难点, 采用我公司成熟稳定的的预处理+生化处理+后处理可稳定达标, 工艺流程如图1。

5.2 工艺说明

虽然此类汽车乳化液废水中有害物质的成分和钢铁厂冷轧废水非常的相似, 但是有害物质的浓度 (油类及有机物) 要远远大于钢铁厂冷轧废水[1,2]。冷轧废水中油的含量一般为几千mg/L, 有机物浓度为1万~3万mg/L, 而本项目中油含量接近6万mg/L, 有机物浓度更是达到了20万mg/L, 所以在处理难度上要远远大于冷轧废水。与冷轧废水处理有相似的地方, 就是都是采用先物理除油, 再生化去除有机物。不同的地方就是, 首先, 由于油含量特别高, 所以采用的物理除油的工艺更多, 需要先加热到90℃以上并投加破乳剂进行热化学沉降除油[3], 然后采用气浮去除浮油, 之后才可以采用超滤过滤的方法除油。否则会因为水中油含量过高, 为避免超滤膜的污堵而选择比较低的运行通量, 从而增加投资成本。且油的浓度太大, 会增加膜的清洗频率, 缩短膜的使用寿命, 增加整个项目的运行成本。其二由于有机物浓度特别高, 生化处理工艺, 需采用比冷轧废水更长的停留时间以提高有机物去除率。最后, 钢厂的排放标准, 要求比较低, 化学需氧量小于100 mg/L即可, 而本项目要求小于60 mg/L, 因此需采用后续的高级氧化及过滤技术以进一步降低水中有机物含量。

6 各工艺段出水水质

采用上述的废水处理工艺的废水, 经过调试之后, 各工艺段出水水质如表3。

7 结论

经过5个月的稳定运行表明, 汽轮机乳化废水采用热化学沉降+一级气浮+超滤+厌氧+好氧+二级气浮+高级氧化+过滤的水处理工艺, 处理后的废水可达到《污水综合排放标准》 (GB8979-1996) 的一级标准, 即化学需氧量小于60 mg/L。

参考文献

[1]易宁, 胡伟.钢铁企业冷轧厂乳化液废水的几种处理方法[J].冶金动力, 2004 (5) :58-63.

[2]王海林, 郭振英, 杨绿, 等.冶金行业乳化液废水处理技术与进展[J].环境工程, 2009, 27 (Z1) :143-148.

10.基于CAD技术的汽车设计实例 篇十

【关键词】CAD 机械设计 应用

人在现实生活中看到的3D实体，是有颜色、材料、硬度、外形、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、读图要经过专门练习，假如能直接从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轻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，必须具备从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、产品设计数据治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治理将变成3D设计数据的保存和治理，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2D工程图的画法也应随之大幅度简化。

美国Autodesk公司的产品INVENTOR是目前很好用的软件之一。它是建立在AutoCAD的基础上，具有AutoCAD的全部2D图形处理功能，并且增加了大量针对机械设计的支持功能。它对于3D造型，是基于特征、基于尺寸约束和儿何约束的参数化造型方法，有较好的3D与2D双向关联的能力。对于3D曲面，有良好的造型、修整功能。INVENTOR的另一大特色是为其他公司的应用软件集成到特定的用户环境下提供了相当方便的二次开发接口，这也是对传统AutoCAD开放结构的有效继续和发展。对于复杂的投影线生成，漏标尺寸，漏画图线的问题，在INVENTOR中是很轻易解决的、在INVENTOR中，并不直接生成2D工程图，而是首先绘制草图，仅对某些标注尺寸而要人为作些修改和补充。

对于部件机构的空间运动和动力学的分析讨论，在完成了3D设计的概念后，在INVENTOR中加载相关的专业应用软件就可以进行，其操作和结果都和我们很熟悉的AutoCAD用户界面相似。对于应力应变分析，我们同时结合有限元分析软件如（Dynamic Designer ， Visual Nastran FEA），可以对复杂的机械系统进行完整的运动学和动力学仿真。能够计算出机械系统零件的运动情况，包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力，还可以作零件的强度和结构分析。

由于INVENTOR是以参数化三维特征建模为设计数据的表达，所以对于数控加工的分析处理提供了得天独厚的条件。目前基于INVENTOR开发的多种CAM软件也有许多，如从2D到3D粗加工、半精加工到最后的精加工，从刀位轨迹生成到数控（NC）代码转换，都是十分顺利的：处理速度也相当快。对于设计的更新与修改，INVENTOR也有独到之处，NIVENTOR中的三维建模模块本来就是3D参数化造型系统。例如尺寸修改，可以在3D造型上修改，也可以在与之相关2D工程图上修改，然后重新生成3D模型和2D相关图纸。对于设计下程治理，这只能由中国人自己完成，因为我们的设计习惯和治理要求与国外有所不同。目前国内已有一些优秀的软件和解决方案，如（Morrowsoft，CAXA）协同治理解决方案，通过应用OA，ERP等现代信息化治理工具，将极大地提高企业资源配置和生产流程治理能力。

对于三维CAD技术的应用有以下几点思考

一、把握和运用3D设计软件是有难度的

据笔者的经验，高职学生年轻，学得快但用得不好；面向企业经验丰富的工程师，大多数已不适应按3D概念进行设计构思，他们用平行正投影表达3D实体的思考方法已根深蒂固了。在学习3D设计软件之前，针对高职学生就是首先要解决基础知识和技术预备的问题。

二、任课教师本身的水平和经验不够，这可能是教学中最致命的问题

比起2D图形处理来说，3D设计更需要进行培训，不少学生用AutoCAD画2D图相当熟练，但在进入3D设计时，无论从概念还是造型技巧上，都感到相当生疏。高职院校应该加大资金投入，对任课教师培训，使他们尽早成为“双师型”。

三、学校实训设备问题

在CAD系统中有三个成员：硬件、软件和使用者，使用者是这个系统中的重要因素；设备在CAD系统的应用效果上起着要害作用。必须明确使用CAD系统要解决什么问题？怎样的结果才是想要的？什么功能对学校的专业设计是最要害的？并不是软件功能越多、越强就越好，要看做什么用。所以必须结合高职院校人才培养目标、专业建设和教学实际需求，合理有效并且经济地配置资源。