CAD在教学楼供电设计中的应用

1、本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解钻床的工作原理以及对cad软件的使用，为 我们即将走上工作岗位的毕业生打基础，最后，我们在此次毕业设计中学会了学习的知识 怎么用实践来证实与巩固。钻床技术的广泛应用给传统的制造业的牛产方式，产品结构带来了深刻的变化。也给 传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。我国经济全面与国际接轨，并逐步 成为全球制造屮心，我国企业广泛应用现代化技术参与国际竞争。钻床技术是制造实现自 动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。此毕业设计让我们毕业生更好的熟悉钻床，确定钻床的工作原理，为走上工作岗位

2、打 下基础。1 钻床1.1钻床结构z37摇臂机床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等部分组成。内 立柱固定在底座丄，在它外面套着空心的外立柱，外立柱可绕着不动的内立柱回旋周。 摇臂段的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杠，摇臂可沿着外立柱上下移动，但两 者不能作相对转动，因此摇臂与外立柱一起相对内立柱回旋。主轴箱是一个复合的部件, 它包括主轴及主轴旋转和进给运动(轴向前进移动)的全部传动变速和操作机构。主轴箱安装于摇臂的水平轨道上，可通过于动操作使它沿着摇臂上的水平导轨作径向 移动。当需要钻削加工时，可利用加紧机构将主轴箱禁锢在摇臂轨道上，摇臂禁锢在外立 柱上，外立柱禁锢在内立柱

3、上，以保证加工时主轴不会移动，刀具也不会震动。12钻床的运动形式主轴箱安装于摇臂的水平轨道上，可通过手动操作使它沿着摇臂上的水平导轨作径向 移动。当需要钻削加工时，可利用加紧机构将主轴箱禁锢在摇臂轨道上，摇臂禁锢在外立 柱上，外立柱禁锢在内立柱上，以保证加工时主轴不会移动，刀具也不会震动。(1) 摇臂钻床的主运动是主轴带动钻头的旋转运动；(2) 进给运动是钻头的上下运动；(3) 辅助运动是指主轴箱沿摇臂水平移动、摇臂沿外立柱上下移动以及摇臂连同外 立柱起相对于内立柱的回转运动。13钻床电气拖动特点z37钻床的运动部件较多，为了简化传动装置，采用四台电机拖动，它们分别是：主 轴电机(ml)，摇臂

4、升降电机(m2),液压泵电机(m3)和冷却泵电机(m4)这些电动机都 采用直接启动方式连接。为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围， 一般情况下游机械变速机构实现。主要变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。z37摇臂钻床的主运动和进给运动为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机 拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。在加工螺纹时，要求主轴能正反转。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现。因 此主轴电动机仅需要单向旋转。14钻床原理图说明141主线路图分析:器控制。ml是主轴电动机由接触器km1控制，只要求能单方向旋转。电动机型空机 q

5、1能z37摇臂钻床共有四台电动机，冷却泵电动机为开关直接启动，其余二台电动机采 用接触起到过载、短路、启动电流过大保护，而热继电器fr1也起过载保护的作用，这样 就形成了 一个双重保护的作用。m2是摇臂升降电动机，装设丁主轴顶部，用km2和km3来控制正反转。使用电动机 型空开q2进行保护。m3是液压泵电动机，要求能够实现正反转，用km4和km5来控制正反转。电路中用 电动机型开q3和继电器fr2进行双重保护。m4是冷却电动机，功率小，直接用开关控制启动与停止。1.4.2控制线路图分析：主轴电动机ml的控制按下启动按钮sb2,则接触器km1吸合并自锁，是主轴电动机 ml启动并连续运行, 同时h

6、l3亮。按停止按钮sb1,则接触器km1释放，是主轴电动机停止旋转，同时hl3熄灭。摇臂升降控制：摇臂上升 按上升按钮sb3,时间继电器kt1通电吸合，它瞬间闭合的动合触头闭合, 接触器km4得电，液压泵电动机m3启动并正向旋转，供给压力油。最后通过液压系统是 摇臂松开。同时，活动杆通过弹簧片位置开关sq2,使其动断触点断开，动合触点闭合。 前者切断了接触器km4的线路电圈，km4的主触头断开，液压泵电动机停止工作。后者是 交流接触器km2的线圈通电，主触头接通m2电源，摇臂升降电动机启动正向旋转，带动 摇臂上升，如果此时摇臂尚未松开，则位置开关sq2动合触电不闭合，接触器km2就能吸 合，摇

7、臂就不能上升。当摇臂丄升到所需位置吋松开按钮sb3,则接触器km2和吋间继电器kt1同吋断电释 放，m2停止工作吗，随之摇臂停止上升。由于吋间继电器kt1是断电释放吗，经3秒吋 间后，其延时闭合的动断触点闭合吗，使接触器km5吸合吗，液压泵电动机反向旋转，随 之泵内压力油经分配阀进入摇臂的“夹紧油腔”，摇臂夹紧。在摇臂夹紧的同时，活塞杆 通过弹簧片是位置开关sq3的动断触点断开，km5断电释放，最终停止m3工作，完成了 摇臂松开、上升、夹紧的整套动作。限位开关sq1和sq2用做摇臂升降超程保护。上升到限位时，压断sq1,接触器km2 断电释放，m3停止工作，摇臂下降停止。摇臂的自动夹紧油位置开

8、关sq3控制。如果液压夹紧系统出现故障，不能自动将摇臂 夹紧，或由于sq3位置调整不当，在摇臂夹紧后不能sq3动断触点断开，都会使液压泵电 机因长时间过载而损坏。因此，电路中设有热继电器fr2和电动机型控开关q3,其整定 值应根据液压电动机m3的额定电流进行调整。立柱和主轴箱的夹紧与放松控制立柱和主轴箱的放松及可以同时进行，也可以单独进行，由转换开关和复合按钮sb5 进行控制。sa有二个位置。扳到中间位置，立柱和主轴箱的松开同时进行；扳到左边位 置吋，立柱夹紧；扳到右边位置吋，主轴箱夹紧。复合开关sb5是松开控制按钮，sb6是 夹紧控制按钮2. cad 2.1cad简介autocad是由美国a

9、utodesk欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用cad技 术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。 macromedia captivate软件是屏幕录制软件，它是专业的教学软件工具，对于制作交互 教学课件真是一个经济且不错的选择。它可迅速地以多种格式来创建交互演示和拟。本课 件的实例讲解部分即用此软件进行绘制图形并使用视频录制软件进行录制，以实例的形式 讲解，将绘图、编辑、文字、标注等命令融入到实例中，既说明了命令的功能，又在学习 过程之中掌握命令的使用方法和使用技巧。2. 2cad作用autocad是通用的计算机辅助设计和绘图软件，广泛应用于多

10、种行业。autocad视频 上机实验指导系列课件是由浅入深包括绘制与编辑二维图形、图层设置、面域与图案填充、 三维图形的绘制以及文字标注、尺寸标注、编辑等一些工具命令的讲解，以实例的方式既 说明了命令的功能，又在学习过程之屮掌握命令的使用方法和使用技巧。此外，述使用了 macromedia captivate 1. 1. 1290中文版软件进行了视频课件的制作，通过制作视频课 件，学牛不仅能够掌握视频录制软件的使用，在录制过程中促进学牛自主掌握autocad 的能力。通过该视频课件的制作，培养学生综合运用知识的能力和学生自学、处理问题和 解决实际问题的能力，以及激发学生自主学习的兴趣。该课件主

11、要分为三个部分。第部分为绘制与编辑平面图形的基本命令和工具的使 用部分，第二部分为穿插命令结合讲解的二维图形的绘制部分，第三部分为三维图形的绘 制部分。每一部分都用相应的由浅入深的实例来讲解，以便达到更好的学习效果。2. 3 cad功能计算机辅助设计指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称cad。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在 设计中通常耍用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种 设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快 速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变

12、为工作图的繁重工作可以交给计算机 完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及吋乂寸设 计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放人、缩小、平移和旋转等有关 的图形数据加工工作。cad能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。系统功能:(1) 设计组件重用(2) 简易的设计修改和版本控制功能(3) 设计的标准组件的自动产生(4) 设计是否满足耍求和实际规则的检验(5) 装配件(6) 1程文档的输出，(7) 设计到生产设备的直接输出(8) 到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输岀基本功能：平面绘图。能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲

13、线等基本 图形对象。绘图辅助工具.autocad提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工 具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可帮助拾取几何对象上 的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。编辑图形。autocad具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延 长、修剪、缩放对象等。标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜 角度及宽度缩放比例等属性。图层管理功能。图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。二维绘图。可创建3d实体

14、及表面模型，能对实体本身进行编辑。网络功能。可将图形在网络上发布，或是通过网络访问autocad资源。数据交换。autocad提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。二次开发。autocad允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言auto lisp、visual lisp、vba、ads、arx 等进行二次开发2. 4 cad系统组成通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础，主要设备有：计算机主机，图形显示 终端，图形输入板，绘图仪，扫描仪，打印机，磁带机，以及各类软件。工程工作站般 指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。它有较强的计算能力，用规范的图形软件，

15、有高分辨率的显示终端，可以联在资源共享的局域网上工 作，已形成最流行的cad系统。个人计算机(pc)系统价格低廉，操作方便，使用灵活。 80年代以后，pc机性能不断翻新，硬件和软件发展迅猛，加之图形卡、高分辨率图形显 示器的应用，以及pc机网络技术的发展，由pc机构成的cad系统已大量涌现，而且呈 上升趋势。图形输入输出设备除了计算机主机和一般的外围设备外，计算机辅助设计主要 使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad尤为重要。图形输入设备的一般作用是把 平面上点的坐标送入计算机。常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、 鼠标器、图形输入板和数字化仪。图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝

16、两大类。软拷贝设备 指各种图形显示设备，是人机交互必不可少的；硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备, 它把屏幕上的图像复印出来，以便保存。常用的图形显示有三种：有向束显示、存储管显 示和光栅扫描显示。有向束显示应用最早，为了使图像清晰，电子束必须不断重画图形，故又称刷新显示，它易于擦除和修改图形，适于作交互图 形的手段。存储管显示保存图像而不必刷新，故能显示人量数据，且价格较低。光栅扫描 系统能提供彩色图像，图像信息可存放在所谓帧缓冲存储器里，图像的分辨率较高。cad软件除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外，cad主要使用交互式图形显 示软件、cad应用软件和数据管理软件3类软件。交互式图形

17、显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看，图形的变换、修改，以及相 应的人机交互。cad应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能，以完成面向各专业 领域的各种专门设计。构造应用软件的四个要素是：算法、数据结构、用户界面和数据管 理。数据管理软件用丁存储、检索和处理大量数据，包括文字和图形信息。为此，需耍 建立工程数据库系统。它同一般的数据库系统相比有如下特点：数据类型更加多样，设计 过程屮实体关系复杂，库屮数值和数据结构经常发生变动，设计者的操作主要是-种实吋 性的交互处理。基本技术主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造技术等。 在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad

18、系统，指用户在使用计算机系 统进行设计时，人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统人们可以边构思、边打样、 边修改，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操的显示结果，非常直观。图形变换的主要功能是把用户鏗标系和图形输岀设备的鏗标系联系起来；对图形作平 移、旋转、缩放、透视变换；通过矩阵运算来实现图形变换。计算机设计自动化 计算机自身的cad,旨在实现计算机自身设计和研制过程的自动 化或半自动化。研究内容包括功能设计自动化和组装设计自动化，涉及计算机硬件描述语 言、系统级模拟、自动逻辑综合、逻辑模拟、微程序设计自动化、自动逻辑划分、自动布 局布线，以及相应的交互图形系统和工程数据库系统。集成电路c

19、ad有时也列入计算机 设计自动化的范围。3.运用cad软件画钻床的线路图3. 1用cad软件制图的原则：电力行业中的设计有一套完整的设计标准和规则。尤其编制规则和电气图形符号，都 是电气工程的语言，作为-种专门为电气实际编制设计的电气软件，更需要在这方面注意, 应用电气制图软件的过程屮需要遵循以下的原则和规则：3. 1. 1建立相应的数据库：为了保持在所有文件之间，及整套装置或设备与其文件之间的致性，应建立与电气 工程cad制图软件配套的设计数据（包括电气简图用的图形文字）和文件的数据库。数据 库应该便于扩展、修改、调用和管理。电气简用途形符号库中的符号应符合gbo3. 1.2初始输入系统当需

20、耍在计算机当需耍在计算机系统之间传递设计数据时，为简化数据传输过程，cad 初始输入系统应采用公认的标准数据格式和符号集。3.1.3选择和应用设计输入终端导则设计输入终端是图样录入和文件编制的重要方式。在选择和应用这些输入终端的吋候应遵 守如下导则：选用的终端应在符号、字符和所需格式方面支持适用的工业标准；在数据库和相关图表方面，设计输入系统应支持标准化格式，以便设计数据能在不同 的系统间传输，或传送到其它系统作进一步处理；数据的编排应准许补充和修改，且不涉及大范围的改动。3. 1.4制图的一般原则文件最后表示必须遵守一致的准则，包括：图纸格式，图号、张次号，图线的形式、 宽度和间隔应符号gb

21、/t4458. 1,电气技术图样和简图屮的字体汉字应为长宋字，箭头和指引线，尺寸线终点和起点，视图，比例；简图布局准则，包括：信号流方向，符号布局, 简图中的图形符号，符号的选择，符号的大小，符号的取向，端子的表示法，引出线的表 示法；连接线准则；图框和机壳准则；简化的方法；项目和端子代号；信息的标记和注释;以上这些规则和准则是电气软件设计的根本，如果在编制设计电气软件的时候违反了 这些电气标准的符号和规则，就没有和电气软件的灵魂和根本。3. 2使用cad软件应注意的事项计算机绘图与于工制图最大的区别就是速度快，修改起来方便，打印出来还没有修改 的痕迹，工整美观。但是一旦用计算机绘岀来的图，修

22、改起来也比较麻烦的话，那么就失 去了计算机的绘图的重要意义。我总结了自己在autocad中绘图的一些经验，建议人家不 要轻易改变下面这些绘图规则，供朋友们绘图时作为参考。3. 2.1不要轻易在特性管理器里修改单个线段的线型比例通常在刚开始绘图的时候，要用到中心线的线型，而初始绘图时很可能线型比例设置 的不合适，导致我们看到画出来的线是一条实线而不是中心线。ltscale改变的线型比例 是整个图形里所有线段的线型比例，而在选屮对象后在特性管理器里修改的线型比例是仅 对所选线型起作用的线型比例。如果单个图元的线型比例改变了，那么这个图元的线型的 真实比例就是ltscale比例与单个对象比例因子的乘

23、积了。比如，某个对象在特性管理器 里的线型比例是10,而ltscale的参数为5,那么这个对象的线型比例应该是50。3. 2. 2不要轻易对单个图元强行修改其特性要把图层中的几个设置通常都默认为随层（包括线型、颜色、线宽），以便于以后对 图形修改方便，若有必耍可以建立新的图层，不耍强行赋予对象线型、颜色、线宽。3. 2. 3不要轻易在对象工具栏里强行付给单个对象线宽如果确实需要宽线可以用pline命令创建带宽度的线型。打印出图时各种类型的线 宽，用打印样式表cob文件根据颜色来区分就很方便了。3. 2. 4创建图块的时候不要轻易要把对象放在0层以外的图层上把对象放在层的好处是，在插入图块的吋候

24、，这个图块的属性会根据我们插入的 图层的属性改变而改变，以便于我们可以对图层的冻结操作以及以后根据颜色打印时方 便。3. 2. 5尽量少用spline命令创建线段虽然这种线型创建出来的线型比较圆滑，但是到修改的时候往往比较麻烦，比如有时 在对这种线段使用剪切(trim)和延伸(extend)命令时不能使用。3.2.6不要轻易炸开(explode)尺寸标注对象，也不要轻易单独更改里边的尺寸数 字要把整个尺寸标注做为一个对象处理，这样的话，可以对尺寸标注很容易的自动 修改，还可以对尺寸标注使用剪切(trim)和延伸(extend)命令，尺寸标注会自动修改 尺寸标注数字的大小。3.2.7不要轻易使用

25、多行文字在需要文字注释的吋候，如果文字比较少而不是那种写说明的文字，最好用单行文字, 如果有大量的文字描述就要用多行文字，这些都有利于以后修改。因为如果在很多处用了 多行文字的话，对于修改文字的格式和人小不利，因为不能用格式刷(matchprop)匹配, 而单行文字恰恰可以很好的使用。3. 2. 8尽量不要画重线在天正建筑二里就会经常有重线生成，因此在天正建筑二里增加了一个消重线的命 令。但是如果必须耍垂线的话，那么这两根线一定也不会在同一个图层上。3. 2. 9不要轻易分解图块如果确实需要修改图块的话，那么就对图块重定义。结论通过这次毕业设计，使我进一步地了解了所学过的理论知识，并具体运用了

26、这些知识, 培养了我调査研究、查阅技术文献、收集资料的能力，不仅深化了我曾经学习过的专业知 识，还扩大了我的视野，增长了技术经验，提高了进行理论分析的能力，设计、计算、工 艺编制及绘图的能力。同时，我对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查阅图标、资料、相关手 册等工具书。通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。除此之外，在设计思想上也感受颇深，做为一名工艺编制及设计人员，在设计和编制 过程屮，必须做到求实、严谨、负责和积极创新的精神。实事求是这不仅仅是句至理名言，而且对于一个设计和编制工艺人员来说也是至关重要的。我在设计开始的时候就由于 没有全面仔细的分析问题，导致工艺路线出现严重错误，经过改正错谋后，我一宜以认真, 求实为原则，完成此次设计。总之，通过这次设计，使我受益匪浅，为我今后的学习工作打下一个坚实面良好的基 础。致谢本文是在尊敬的导师精心指导下完成的，导师高尚的品德，渊博的学识，严谨的学风 和高度的责任心深深地影响着学牛。导师的教诲是学牛宝贵的精神财富。并将使学牛受益 终生。在此，谨向尊敬的导师表示真诚的感谢和崇高的敬意！在设计的过程中，我实习所在单位的同事