CAD在機(jī)械制圖中的應(yīng)用探討

周長城

摘 要：作為工程界制造者與設(shè)計(jì)者展開交流與溝通的一種重要媒介，機(jī)械制圖指的是借助圖樣，將機(jī)械的形狀、大小等參數(shù)繪制出來。以往人們?cè)陂_展機(jī)械制圖這項(xiàng)操作時(shí)，主要采取手工的方法，不僅花費(fèi)的時(shí)間長，而且修改起來比較困難。但自從引入CAD技術(shù)后，充分促進(jìn)機(jī)械制圖朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了制圖效率與繪圖質(zhì)量的全面提升。文章從CAD相關(guān)概念出發(fā)，就CAD在機(jī)械制圖中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及具體應(yīng)用情況展開深入探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖；CAD技術(shù)；應(yīng)用分析

引言

CAD技術(shù)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)80年代，由美國Autodesk公司開發(fā)，除了是一種繪圖編輯工具外，CAD更是一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。由于此項(xiàng)技術(shù)具有非常強(qiáng)的功能性，且操作簡便，因而被廣泛應(yīng)用在建筑、機(jī)械、造船、城市規(guī)劃、園林設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的制圖工作中。通過在機(jī)械制圖中應(yīng)用CAD技術(shù)，可促進(jìn)制圖朝著更加數(shù)字化、精準(zhǔn)化的方向發(fā)展，在減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)成功率與設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)企業(yè)市場(chǎng)競爭優(yōu)勢(shì)的良好獲得。

1 CAD相關(guān)概念

CAD也即Auto CAD，其全稱為Auto Computer Aided Design，為時(shí)下流行的一種自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。由于CAD的操作十分簡單，即便是非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員，也可在很短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)，因而具備明顯的交互性與適應(yīng)性，廣受人們的青睞與應(yīng)用。其中，CAD在機(jī)械制圖中的應(yīng)用主要包括文檔設(shè)計(jì)、詳細(xì)控制圖、二維繪圖以及基本的三維繪圖等內(nèi)容，其通過菜單或者命令的形式與使用者展開一系列交互。通過應(yīng)用CAD，我們可以設(shè)計(jì)出大樣圖、平面布置圖、施工圖、立面圖、水電圖以及節(jié)點(diǎn)圖等多種工程制圖，此項(xiàng)制圖技術(shù)也不斷朝著智能化與多元化的方向發(fā)展。直至目前，CAD已在建筑、機(jī)械、造船、城市規(guī)劃等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[1]。

2 在機(jī)械制圖中應(yīng)用CAD的優(yōu)勢(shì)

在機(jī)械制造過程中，通過應(yīng)用CAD技術(shù)，可充分彌補(bǔ)以往機(jī)械制圖方式存在的不足，從而極大程度上促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)能力與市場(chǎng)競爭力的提升。以下就CAD在機(jī)械制圖中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)展開而全面分析。

2.1 操作簡便且易于掌握

在開展機(jī)械制圖過程中，通常需要設(shè)計(jì)出新的零件，而通過應(yīng)用CAD軟件，則可有效支持及擴(kuò)張零件的制造，且操作簡便，易于掌握。這是因?yàn)樵贑AD軟件中，我們可以單獨(dú)設(shè)計(jì)出新的零件，同時(shí)也可以通過模板零件，來對(duì)新零件進(jìn)行改裝，而且修改零件模板也十分的便捷。此外，通過應(yīng)用CAD還可確保零件之間的親密耦合，以免因?yàn)閱为?dú)對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤裝配的出現(xiàn)。同時(shí)，借助CAD軟件，我們還可設(shè)計(jì)一些對(duì)零件制作起輔助作用的，較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，從而充分減少制圖者花費(fèi)在繪圖上的時(shí)間，進(jìn)而促進(jìn)繪圖效率的提升。

2.2 具備非常高的繪圖精度

在機(jī)械制圖中，其精度要求達(dá)到了毫米，采取手工的方式會(huì)存在比較大的誤差。而通過應(yīng)用過CAD技術(shù)，可充分滿足機(jī)械繪圖所需的標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是在對(duì)精度有著較高要求的日影以及燈光照度分析等方面，有著顯著的優(yōu)勢(shì)，而這些是通過手工操作無法達(dá)到的。因此，通過在機(jī)械制圖中應(yīng)用CAD技術(shù)，可充分促進(jìn)制度精確度的提高[2]。

2.3 可重復(fù)利用制圖成果

以往在采用手工方式開展制圖操作時(shí)，通常是無法重復(fù)使用項(xiàng)目之間的零件的，而通過應(yīng)用CAD進(jìn)行制圖，則可實(shí)現(xiàn)不同類型項(xiàng)目素材庫的建立。也就是說，在設(shè)計(jì)出一次零件以后，便可將其應(yīng)用在后續(xù)所有需要使用這一零件的項(xiàng)目中，而無需重復(fù)開發(fā)出新的零件。由于此類零件可通過復(fù)制、修改等操作，進(jìn)而成為新的零件，因而在極大程度上縮短了制圖的時(shí)間，在充分促進(jìn)工作效率提高的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的重復(fù)利用。

3 機(jī)械制圖中CAD的具體應(yīng)用情況

3.1 在畫法幾何中的具體應(yīng)用

在機(jī)械制圖中，點(diǎn)線面的投影等元素由于無法直接看到及觸摸到，因而存在一定的抽象性，并且較為枯燥。但是，通過在CAD中輸入這些點(diǎn)的坐標(biāo)，選擇并點(diǎn)擊“視圖”中的“視口”，創(chuàng)建出西南軸測(cè)、左視、俯視以及主視這四個(gè)視口，這樣一來，便可非常容易地繪制出空間中的點(diǎn)線面。通過利用CAD軟件的這一功能，便可直接顯示出點(diǎn)線面的空中位置以及三面投影。除此之外，我們還可利用軟件“繪圖”菜單中的“實(shí)體”這一功能，來完成三維模型的創(chuàng)建。隨后，通過應(yīng)用“著色線”與“著色面”等功能，將三維模型中的相應(yīng)的線與面選取出來，進(jìn)而全面分析各位置上線與面的投影特征。

3.2 在讀組合體視圖中的應(yīng)用

組合體一般指的是切割的基本組合體，或者是由幾個(gè)基本幾何體共同組成。在應(yīng)用CAD進(jìn)行機(jī)械制圖時(shí)，可借助軟件的三維實(shí)體建模功能，對(duì)組合體進(jìn)行造型，并根據(jù)其組合的方式，在選定的一個(gè)造型平面上構(gòu)造出各個(gè)基本幾何結(jié)構(gòu)，隨后，在合適坐標(biāo)軸上將各個(gè)立體旋轉(zhuǎn)至所需方向，接著再將各組成部分移動(dòng)至正確位置，最后，采取科學(xué)、恰當(dāng)?shù)慕M合操作，并利用形體等完成組合體的三維建模操作。通過此種方法，不論構(gòu)有多復(fù)雜，形體數(shù)量有多大，均可在短時(shí)間內(nèi)快速完成[2]。

3.3 在剖視圖中的具體應(yīng)用

剖視圖為機(jī)械零部件一項(xiàng)重要的表達(dá)方法，其通常應(yīng)用在繪制的零件存在許多槽孔的時(shí)候。具體來說，剖視圖指的是采用假象剖切面剖開零部件而形成的圖形，因而在剖視圖中，存在比較多的虛線與更為復(fù)雜的形體。另外，由于剖視圖中的線條交叉重疊，使得難以想象出實(shí)體的形狀。而通過應(yīng)用CAD軟件，便可在計(jì)算機(jī)中建立起各個(gè)零件的模型，隨后利用“繪圖”菜單中“剖切”這一功能，來對(duì)零件展開剖切工作，并仔細(xì)觀察零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與形狀。同時(shí)，還可比較不同的剖視方法，利用剖切平面來對(duì)剖切零件的不同位置，并全面分析剖切視圖與剖視圖畫法之間存在的關(guān)系。隨著不斷深入了解剖視圖的畫法，我們可逐漸使更多的槽孔順利通過剖切面，并借助三維視圖，從多個(gè)方位與角度來觀察零件的三維視圖，進(jìn)而為分析被剖切零件的實(shí)際結(jié)構(gòu)與形狀提供可靠參考。

3.4 在裝配圖中的具體應(yīng)用

在采用CAD對(duì)機(jī)械零件展開三維實(shí)體建模操作時(shí)，可通過將多個(gè)三維實(shí)體零件裝配起來，在形成裝配體的基礎(chǔ)上，促進(jìn)模擬裝配的完成。通過對(duì)零件三維模型展開利用，可全面了解裝配體中各部分的實(shí)際結(jié)構(gòu)與形狀。除此之外，利用裝配體還可幫助了解零件之間的連接關(guān)系以及動(dòng)力的傳輸路徑等，進(jìn)而深入分析裝配體中各零部件的具體作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與CAD技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，CAD軟件被廣泛應(yīng)用機(jī)械制圖等多個(gè)領(lǐng)域，在極大程度上促進(jìn)了繪圖效率與質(zhì)量的提高。而通過對(duì)CAD軟件中的觀察、想象及分析等功能展開充分應(yīng)用，可促進(jìn)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)與形狀的形成，并對(duì)零件的度量、定位以及軌跡等空間幾何問題有一個(gè)全面的掌握。因此，在機(jī)械制圖中應(yīng)用CAD技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)全方位數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造，必將成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]于瓊，王猛.CAD在機(jī)械制圖中的應(yīng)用研究[J].信息技術(shù)與信息化，2014，8（10）：129-130.

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[3]王化.CAD在機(jī)械制圖中的應(yīng)用探討[J].應(yīng)用技術(shù)與研究，2014，3（12）：70-71.