CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

摘 要：目前，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用到計(jì)算機(jī)技術(shù)，這大大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化、智能化程度，也克服了機(jī)械設(shè)計(jì)以及制造中設(shè)計(jì)重復(fù)問題，盡可能減少資源浪費(fèi)。本文主要分析了機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用CAD的優(yōu)勢及其應(yīng)用現(xiàn)狀，最后說明了CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用趨勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；CAD；應(yīng)用優(yōu)勢；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.117

CAD技術(shù)是近年來應(yīng)用極為廣泛的計(jì)算機(jī)軟件之一，是一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)如果想要在激烈的市場競爭中取得長足發(fā)展，不僅需要提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果，同時(shí)也要提高機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。為了將CAD技術(shù)優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，有效結(jié)合CAD技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，非常有必要研究CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 縮短機(jī)械設(shè)計(jì)周期

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)程序比較繁瑣，每個(gè)機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)并不整齊，造型結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。機(jī)械設(shè)計(jì)中的機(jī)械圖形較為復(fù)雜，但是通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以加工、組合機(jī)械圖形，并且經(jīng)過分析以及處理后就可以設(shè)計(jì)出符合要求機(jī)械設(shè)計(jì)要求的機(jī)械圖形。其次，CAD應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)可以自動(dòng)產(chǎn)生截交線，一方面可縮短機(jī)械設(shè)計(jì)周期，另一方面也可以為機(jī)械設(shè)計(jì)提供盡可能多的時(shí)間。另外，采用CAD技術(shù)可以測試機(jī)械機(jī)設(shè)計(jì)產(chǎn)品性能，而且可以通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息修正產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1.2 提高機(jī)械產(chǎn)品的科技含量

隨著市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域面臨的競爭形勢日益嚴(yán)峻，有效應(yīng)用CAD技術(shù)可大大提高機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的科技含量，技術(shù)優(yōu)勢會(huì)更突出，提高其市場競爭力。機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)可大大提高機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品品質(zhì)，也可通過CIMS等計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，確保機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)的現(xiàn)狀

我國的CAD技術(shù)起步相對比較晚，在我國只有幾十年的發(fā)展歷程，但是已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注和重視，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)優(yōu)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，大大縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期，提高了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。CAD系統(tǒng)中主要包括支撐軟件、應(yīng)用軟件兩大部分，其中系統(tǒng)的核心主要就是應(yīng)用軟件，高華CAD、PICAD（我國自主研發(fā)）、AutoCAD（由美國AutoDed公司開發(fā)）等都是較為常用的CAD軟件。機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用AutoCAD技術(shù)可以提高機(jī)械制圖的專業(yè)化程度，便于設(shè)計(jì)人員更好的交流、溝通。具體的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 三維CAD技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景

現(xiàn)代機(jī)械制造領(lǐng)域中應(yīng)用CAD技術(shù)是一個(gè)很大的進(jìn)步，立足于計(jì)算機(jī)技術(shù)建立的開發(fā)平臺可以為CAD技術(shù)應(yīng)用提供廣闊的空間?？v觀當(dāng)前的機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀分析，應(yīng)用比較多的仍然是基于二維設(shè)計(jì)的CAD技術(shù)，并且大部分都是簡單的繪圖中才會(huì)應(yīng)用軟件，并非三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。近年來，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展更加突出了機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維CAD技術(shù)的優(yōu)勢?，F(xiàn)階段，CAD技術(shù)三維軟件開發(fā)商大部分是以國外廠商為主，因此國內(nèi)CAD軟件只有通過全面優(yōu)質(zhì)的服務(wù)才可以取得較高的競爭優(yōu)勢。三維CAD技術(shù)應(yīng)該在普及售前，本地化售后服務(wù)的前提下不斷延伸，因此三維CAD技術(shù)應(yīng)該在我國國內(nèi)市場具有很好的發(fā)展前景。

2.2 有利于生成產(chǎn)品實(shí)體

利用CAD技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)體模型、表面模型、線框模型等幾種三維建模，目前很多CAD軟件具有建模作用的話都有相應(yīng)的具有建模作用的技術(shù)體系，簡單的機(jī)械產(chǎn)品零件也可以分析整個(gè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進(jìn)而模擬三維實(shí)體造型，然后通過模型測試以及模型計(jì)算就可以生成達(dá)到機(jī)械設(shè)計(jì)要求的實(shí)體產(chǎn)品。實(shí)際應(yīng)用的過程中，第一步先要分析零件的輪廓要素以及零件幾何結(jié)構(gòu)，然后再以此為依據(jù)建立三維模型，全面旋轉(zhuǎn)基本體后根據(jù)需要的位置裝配每個(gè)零件的實(shí)體造型。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用CAD的未來趨勢

3.1 集成化發(fā)展

集成化應(yīng)該是CAD技術(shù)的未來發(fā)展趨勢，CAD技術(shù)不只是一種單獨(dú)的技術(shù)，會(huì)涉及到諸多方面內(nèi)容，包括網(wǎng)絡(luò)、圍設(shè)備、計(jì)算機(jī)軟硬件、圖形學(xué)以及數(shù)據(jù)庫等，同時(shí)也集成了管理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助工藝流程規(guī)劃以及計(jì)算機(jī)輔助制造等多個(gè)系統(tǒng)。高效整合這些技術(shù)必須依賴計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成CAD技術(shù)應(yīng)該是技術(shù)發(fā)展相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。特別是隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的不斷發(fā)展，越來越多的人開始關(guān)注基于WEB、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)、異地設(shè)計(jì)制造等。有機(jī)結(jié)合CAM、CAD可充分體現(xiàn)CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用成果，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)。CAD集成化技術(shù)可以建立一個(gè)快速、完整的機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)及設(shè)計(jì)系統(tǒng)，規(guī)?；a(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品，這樣有利于大大增強(qiáng)機(jī)械制造企業(yè)的競爭力。

3.2 智能化發(fā)展

應(yīng)用CAD技術(shù)的過程中必須人員的相互操作才可以完成，因此比較依賴設(shè)計(jì)師的操作。但是因?yàn)槿藶橐蛩貢?huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)中極易出現(xiàn)各種各樣的誤差，也會(huì)在一定程度上影響機(jī)械設(shè)計(jì)的科學(xué)性。因此，未來CAD技術(shù)一定要朝著智能化的方向發(fā)展，而且應(yīng)該積極引進(jìn)專家指導(dǎo)系統(tǒng)以及人工智能系統(tǒng)為CAD技術(shù)發(fā)展提供強(qiáng)硬的技術(shù)支持。實(shí)際應(yīng)用過程中，人工智能系統(tǒng)可以根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求判斷、推理相關(guān)的數(shù)據(jù)，同時(shí)做出最合理、科學(xué)的決策，為機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供全面、真實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

綜上所述，集成化、智能化已經(jīng)成為CAD技術(shù)未來發(fā)展的必然趨勢，通過多年的發(fā)展，CAD技術(shù)在我國國內(nèi)市場已經(jīng)有了一定發(fā)展，然而在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)存在各種各樣的問題，在一定程度上影響機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，我們應(yīng)該進(jìn)一步深入研究機(jī)械設(shè)計(jì)中的CAD技術(shù)，不斷優(yōu)化CAD技術(shù)，更加充分的發(fā)揮其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]史越，李文博.三維 CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究[J].（優(yōu)先出版），電子測試，2013，12（27）：17-18.

作者簡介：付興娥（1983-），女，河北衡水人，碩士，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。