探索和研究CAD對機(jī)械設(shè)計(jì)的影響

李孟克　黨建國　孫旺　范浩東

摘 要：隨著社會(huì)生產(chǎn)力的快速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平的迅速提升，CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中起到了不可忽視的巨大作用，現(xiàn)今CAD已被機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。很大程度上解決了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中難以解決的問題，從而大大的提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的效率以及準(zhǔn)確性。文章針對CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并對CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的未來發(fā)展方向進(jìn)行探索和研究。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù)；機(jī)械領(lǐng)域；優(yōu)缺點(diǎn)；應(yīng)用與探索

引言

CAD是一款的繪圖軟件，其全名叫計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。目前在當(dāng)代的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)者可以通過CAD軟件在電腦上進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖，從而將人們從繁瑣的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中解放出來。由于計(jì)算機(jī)科技的推廣普及，以及計(jì)算機(jī)功能的集成化、計(jì)算機(jī)質(zhì)量的大幅提升，同時(shí)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)能力的拓展，使得CAD技術(shù)從處理早期的平面問題發(fā)展到如今的空間問題處理，且向著高集成、多接口、高規(guī)范的道路前進(jìn)著。[1]在CAD技術(shù)應(yīng)用過程中，不僅很大程度提高了機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展，同時(shí)其自身的功能也在此過程中也得到不斷的完善。

1 CAD技術(shù)的基本概述

CAD是一款非常受歡迎的繪圖軟件，被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中去，深受各個(gè)行業(yè)的喜愛。CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅大幅度的提高了各個(gè)行業(yè)的工作效率，而且還很大程度上提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。目前，CAD應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域是機(jī)械設(shè)計(jì)。CAD在被各行各業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的同時(shí)，既促進(jìn)了CAD自身功能的不斷完善又提高了相關(guān)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)設(shè)計(jì)水平。由于CAD可以進(jìn)行編制作用，故CAD擁有較高的自動(dòng)化程度，從而既可以很大程度縮減人們在設(shè)計(jì)時(shí)所耗費(fèi)的大量時(shí)間又可以操作具有簡便性。

2 優(yōu)點(diǎn)

2.1 CAD使機(jī)械設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)，更有可靠性

三維機(jī)械設(shè)計(jì)既可以賦予顏色、體積、重心等多種信息給設(shè)計(jì)對象，還可以針對對象的幾何特征進(jìn)行描述，從而達(dá)到對所要設(shè)計(jì)的對象的幾何特征和物理模擬更加準(zhǔn)確、更加全面可靠，進(jìn)而能夠充分表達(dá)設(shè)計(jì)者頭腦中的想象的實(shí)體。

2.2 用CAD進(jìn)行裝配零件的過程中可以更加便于觀察和檢測

在生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品之前需要先把各個(gè)零件裝配起來。而當(dāng)我們在利用CAD進(jìn)行零件裝配的過程中，我們可以直接利用CAD的資源查找器，CAD的資源查找器可以很快給予顯示，從而可以很大程度節(jié)省我們的時(shí)間和精力。若在利用CAD進(jìn)行零件裝配的過程中發(fā)現(xiàn)有不當(dāng)之處，CAD的資源查找器就會(huì)立刻進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題后立即對每個(gè)零件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而保證設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)我們在機(jī)械設(shè)計(jì)中可以利用CAD進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，從而使我們能夠看到機(jī)器運(yùn)動(dòng)的全過程。CAD除了能夠觀察之外，還可以對產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)的檢測，從而降低機(jī)械設(shè)計(jì)過程中因忽略某些因素而導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗的幾率。

2.3 CAD可以使機(jī)械設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中節(jié)省更多的時(shí)間，從而將更多的精力和時(shí)間放到產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中

當(dāng)我們在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，我們可以利用CAD三維設(shè)計(jì)中的布爾運(yùn)算等功能對我們頭腦中所想象機(jī)械產(chǎn)品的外形輪廓進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而使我們在設(shè)計(jì)過程中節(jié)省更多的時(shí)間，讓我們將更多的精力和時(shí)間放到產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中。除此之外，三維CAD系統(tǒng)具備高度轉(zhuǎn)型的設(shè)計(jì)能力，可以通過快速重構(gòu)的形式來獲得一種新型的機(jī)械產(chǎn)品。[2]

2.4 符合人的設(shè)計(jì)過程的思維方式

CAD三維實(shí)體模型能夠直接建立反映產(chǎn)品真實(shí)幾何形狀。機(jī)械設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)可以將更多的時(shí)間和精力去構(gòu)想頭腦中所要設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品的空間結(jié)構(gòu)以及尺寸要素等。同時(shí)通過CAD三維實(shí)體模型，可以將頭腦中的實(shí)體的立體圖在CAD的三維空間里可以直接觀察，從而可以和他人進(jìn)行交流探討，相互學(xué)習(xí)。

3 缺點(diǎn)

（1）CAD基本是用來出工程圖標(biāo)注之類的，進(jìn)行三維建模，使得設(shè)計(jì)不是特別直觀。

（2）CAD其本身不適合作三維建模，因?yàn)橛盟鞯娜S圖（立體圖）形，不能進(jìn)行修改其形位尺寸，如要修改它得重頭來過。

（3）CAD智能化不高，比如CAD畫了一條線不能修改長度了，修改其形位尺寸完全是靜態(tài)的，不能建立系列零件的零件表及配置，不能使相似零件可得多種尺寸的零件，如法蘭、軸承等，畫出一個(gè)不能得到系列性的法蘭、軸承等。

（4）不能進(jìn)行應(yīng)力分析、運(yùn)動(dòng)模擬……軟件自身的功能不僅被其他智能化軟件所包含，而且還被超越如solidworks包含了CAD的功能，因?yàn)閟olidworks內(nèi)含工程圖功能，可以代替CAD。solidworks還可以做鈑金，3D建模，有限元分析等一些工業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)功能。

4 結(jié)束語

在當(dāng)代，計(jì)算機(jī)電子科學(xué)技術(shù)得到了巨大的發(fā)展，各種機(jī)械產(chǎn)品正逐步向智能化邁進(jìn)，AutoCAD廣泛應(yīng)用于工程圖樣的繪制以及機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域當(dāng)中。利用CAD可以繪制各種建筑專業(yè)的施工圖，在我國當(dāng)代的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。雖然我國各個(gè)領(lǐng)域都在不同程度上采用了CAD技術(shù)，但與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距，先進(jìn)的技術(shù)是發(fā)展生力的強(qiáng)大動(dòng)力，我們應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，加大對CAD技術(shù)的學(xué)習(xí)應(yīng)用和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]廖奇.CAD技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用分析[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2016（20）.

[2]李浩.基于CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的探索性研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（34）.

作者簡介：李孟克（1996-），男，漢族，學(xué)士，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

黨建國（1993-），男，漢族，學(xué)士，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

孫旺（1997-），男，漢族，學(xué)士，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

范浩東（1997-），男，漢族，學(xué)士，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。