CAD技术在机械制图中的应用研究.pdf
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1、241中 国 设 备 工 程C h i n a P l a n tE n g i n e e r i n g中国设备工程 2023.09(上)我国制造业正在快速发展壮大中,正在向制造强国快速发展,数字化的绘图作业已是机械制图的主流方式,机械制图领域,CAD是重要的设计辅助工具与绘图工具,CAD 功能多样,应用该技术对于机械产品的设计与绘图工作具有多元的价值,但如何用好 CAD 技术,提升机械制图的效率及精度,尚有待进行多元研究。1 CAD 技术在机械制图中的应用方式1.1 三维视图二维绘图基于点线展示机械产品的各个面及具体尺寸,但没有立体化的直观效果。机械绘图需要从各个平面进行绘制,加工时需要
2、综合审查各个平面、剖面,较为麻烦、易出错。而且一些机械产品外部、内部结构复杂,因此传统制图方式会导致绘图工作量极大。而基于CAD 和相关辅助软件,即可在精准画出正面机械尺寸图像的基础上,生成侧面图、剖面图甚至三维图像。基于视图角度角度,在 CAD 软件中构建了坐标,并基于此绘制了机械产品的基本图形后,通过改变角度,即可以改变视图角度,如选择俯视、侧视或轴测视口观察机械产品的结构和具体尺寸参数。如果有更高的机械制图需求,CAD 技术在机械制图中的应用研究陈晓艳(江苏省通州中等专业学校,江苏 南通 226300)摘要:本文在分析 CAD 在机械制图中的常见应用方式的基础上,以波纹管这一机械产品中常
3、见的零部件的设计与制图为例,研究如何应用 CAD 技术进行制图,包括二维图像、模型的绘制及二次开发自动绘图程序等,希望能为相关工作提供有价值的参考。关键词:CAD;机械制图;应用研究中图分类号:TH126;TP391.72 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2023)09(上)-0241-04制图员可选择实体功能基于 CAD 或相关建模软件建立三维模型。三维模型能够基于类似平面绘图的方法进行相应参数的修改,直至产品结构及相关尺寸符合设计需求。而通过三维模型,用户能更直观地观察设计出来的机械产品,而生产技术人员能基于其进行具体的生产工作。1.2 组合体视图机械制图的一大难点就是组合体
4、视图,也是支持产品生产的重要资料。需要基于二维图像基础,绘制组合体视图图纸,对设计者、绘图者的空间能力是一大考验。绘图时,需要在掌握机械产品投影性质的基础上,通过系统分析每张二位图纸各部位的关系,完全了解机械产品的形状及零部件构成。通过分解几何体等方式,将复杂的机械产品组合体拆分为多个几何体,然后利用 CAD软件建模功能根据设计要求、绘图要求将多个几何单体进行组合:构建空间坐标系,然后固定一个单体的一个位置作为基准不动,基于坐标轴平移、旋转其他模块,最终达到与二维图纸相一致的位置,连接各个单体。基于该思路绘制组合图具有操作简洁、直观、高效等特点,可以减少复杂组合体给绘图者带来的干扰。行数据的监
5、测力度,当污染物质量浓度接近 20gm-3时,适时更换活性炭,减少活性炭床超负荷运行带来的质量下降风险。同时,加强对活性炭床的监控,动态检测其温度状态,超过 200 时按照要求发出告警,避免产生快速劣化、着火等问题。(3)增设连锁缓冲装置。可以在活性炭床、吸收塔之间,增加一个连锁装置,当床层温度超过临界值时,可以暂时关闭吸附罐阀门,将高温油气转存进缓冲罐内部,防止温度过高引发危险。在贫油系统之前,还可以设置一个换热器,采用间接降温的方式对贫油进行预处理,以提高吸收速率和质量,降低二次吸附的气相负荷,保障活性炭长效、稳定运行。(4)改进活性炭材料。为减少活性炭劣化带来的频繁更换风险和处理效能下降
6、风险,实践中还可以从活性炭材料改进优化角度入手,尝试引进综合性能更加优良的疏水性硅胶吸附材料 AGS。这种材料适用,介孔吸附结构,整体的脱附性能更佳,若与传统活性炭混合应用,吸附量及回收率均会有所上升,可以结合实际需求进行引入应用,以确保油气储运环节回收效率的提升。4 结语综上所述,油气回收技术具有鲜明的科学性、环保性特征,应用于油气储运环节能够显著降低污染风险,保障人员安全和大气洁净,实践过程中,务必要给予充分重视,综合把握吸收法、吸附法、膜分离法等的优劣、异同,结合实际需求选择适宜的技术手段,对应完善基础设施和装置,尝试引进新材料和仪器,为油气回收效率的提升、优化奠定坚实基础。参考文献:1
7、 刘昊阳.油气储运中油气回收技术的应用 J.化工设计通讯,2021,47(10):13-14+19.2 郑斌,王胜功,杨春.油气储运中油气回收技术的应用与优化 J.石化技术,2021,28(07):65-66.3 储旭.油气储运中油气回收技术的应用与发展 J.石化技术,2021,28(01):169-170.4 张虎虎.油气储运中油气回收技术的具体应用 J.中国石油和化工标准与质量,2020,40(08):236-237.设备9上.indd 2412023/8/30 14:32:48242研究与探索Research and Exploration 工程技术与创新中国设备工程 2023.09(上
8、)1.3 机械剖视图机械产品内部往往存在螺栓孔、槽坑等结构,要想清晰、精准地表达机械产品内部结构,需要绘制相关位置的剖面图。而绘制剖视图时,需要基于产品的假想剖切面进行绘制,因此需要绘图者严谨地考虑剖切面的具体情况及尺寸参数。但由于结构复杂,实际绘制时容易出现虚实线绘制错误等问题,因此十分考验绘图员的技术能力。在使用 CAD 软件制作剖面图时,可以借助模型十分简洁、准确的绘图,首先,根据构件设计要求选择合适的三维模型,然后基于软件的剖切功能,选择具体的剖切位置然后即可形成剖切面,准确地展现该剖切位置的结构和各种尺寸。进行剖切时,根据实际制图,加工需要选择多个角度进行剖切绘图。1.4 机械装配图
9、机械制图需要设计员、绘图员熟知相关机械产品的装配原理及具体零部件的连接、组合方式,二维图纸更侧重于展现机械结构的逻辑性,而基于 CAD 建模能帮助设计者、加工人员更感性、直观地了解机械产品的结构及装配方式。在完成各零部件及整体建模后,根据设计要求考虑实际装配环境将多个三维模型装配起来,相关人员即可从任意角度快速、直观的观察各零部件的结构及相关零部件的连接方式、特点,这有利于设计者分析零部件的受力情况,有利于加工人员掌握具体的装配方式。2 CAD 在机械制图中的实际应用分析2.1 平面图绘制本节以金属波纹管设计及平面图绘制为例,探究CAD 技术在机械制图中的应用。其作为减震元件、补偿元件,应用于
10、医疗、机械工业、交通运输等多个领域,是许多机械产品中的重要零部件,S 型金属波纹管,相比 V 型、U 型波纹管结构更复杂,且单个圆柱形薄壁壳体存在不对称,本节以中间有 3 道波纹的 S 型金属波纹管为例,研究其 CAD 平面图的绘制。如图 1,为根据设计规则绘出的该类波纹管的基本结构,可以看出,S 型金属波纹管由多个直径相同的圆弧与直线构成,由于 S型金属波纹管是通过累加单个圆柱体的弹性薄壁壳体并旋转其壳体而得到的,因此,在绘制其剖面图时,可根据其左半边或右半边的情况绘制出对向的波纹管剖面图;绘制金属波纹管圆柱壳体,需确定其初始圆的半径及圆的相互位置、内径、外径、波距、壁厚及长直线距离、短直线
11、距离,基于这些参数准确绘制出 S 型金属波纹管的各类平面图;基于 S 型金属波纹管轴对称旋转的加工特性,绘制其焊接加工图时,需要确立一个具体的中心轴、轴心及直径;设计圆柱形薄壁时,应注意壳体上板与下板虽然形状一样,但方向相反,因此绘图时可先绘制上板形状,然后复制通过中心对称的命令形成了壳体下板图形;在水平方向绘制出圆柱形薄壁壳体后,基于初始圆中心作,以其为中心轴向上旋转一半波距长度,下板壳体同样向下旋转一般波距长度。如图中圆 C1、C5具有相同半径,处于同一水平面,两圆圆心间距为 L2,L1、L2、L3 长度相同,L1 的长度是圆 C2、C4 的圆心距,L1 通过 C2 与 C1 的切点及 C
12、4 与 C5 的切点,绘图时直接先连接这两点得到一条直线,即为 L1,而 L2、L3 分别是通过向上和向下平移圆 C1 的 1/3 半径长度而得到的;直线 L2、L3 是为了确定上板薄壁壳体的波纹。由于金属波纹管对弹性系数、惯性力等力学参数要求很高,因此确定中间波纹的圆非常重要,首先需要根据相关力学计算确定中间波纹,绘出 L1 与圆 C3 相切点,将其三分得到两个三分点,相切点与直线 L3 中点处在同一垂直线上,圆 C2 与圆 C4 半径相同,且圆心处在同一水平线上。圆 C1、C5 半径应小于 L1 长度的 1/6,这是为了保证圆 C2、圆 C4 能够顺利画出。运用剪切命令切除几个圆相交的多余
13、部分,使整体变为由多条圆弧构成的图形;为了避免实际焊接加工中金属波纹管应无法承受过大压力,导致上下板出现相互干涉等问题,因此,设计时应保证上板壳体与下板壳体前端存在合适的距离,前端与下板的距离即长直线距离,而与上板的距离则为短直线距离。同时,应保证焊接型波纹管前端焊接直径大于其壁厚尺寸的 3 倍。图 1 金属波纹管基本结构图2.2 绘制几何模型在CAD中输入波纹管相关参数绘制出其二维平面图,将其存储为.cad 格式并运用 Pro/E 三维造型软件,在导入平面图后,画出与波纹管内径相同距离的中心轴,基于旋转命令建立整个波纹管三维模型。然后,绘制波纹管有限元模型,可在 Pro/E 中预先绘制出三维
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