AutoCAD三維技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/王春艷 明亮，洛陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

信息化科技時(shí)代的到來(lái)，諸多先進(jìn)的信息化技術(shù)、科學(xué)技術(shù)等不斷被研發(fā)出來(lái)，被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，旨在為各個(gè)行業(yè)提供相應(yīng)的技術(shù)支撐，以促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。新時(shí)期，AutoCAD三維技術(shù)成為現(xiàn)代機(jī)械制造行業(yè)之中必不可少的重要技術(shù)之一，是建立在二維AutoCAD技術(shù)基礎(chǔ)之上而研發(fā)出來(lái)的，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)不斷革新，技術(shù)成熟度明顯增強(qiáng)，被廣泛的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)之中，進(jìn)而可大大提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平，利于促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展。

1 AutoCAD三維技術(shù)的相關(guān)概述

AutoCAD三維技術(shù)具有先進(jìn)性、智能性、開(kāi)放性與集成性的特點(diǎn)，屬于一種輔助性的設(shè)計(jì)工具，且該工具形式為軟件，將此種技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)之中，能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的分析、修改與優(yōu)化的目的。相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，AutoCAD三維技術(shù)的功能更為強(qiáng)大，操作起來(lái)更為簡(jiǎn)單、便捷，設(shè)計(jì)處理更為精細(xì)，精度高，因此，被廣泛的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)方面。在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用AutoCAD三維技術(shù)，能大大提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。以往的機(jī)械設(shè)計(jì)方法局限性很強(qiáng)，特別是部分流程需要進(jìn)行人工操作時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致在設(shè)計(jì)中產(chǎn)生比較大的偏差，如實(shí)體演示、人工繪圖等，一旦存在明顯的差異，就要對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行反復(fù)的修改，情況嚴(yán)重的需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，采取此種方法，會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間，設(shè)計(jì)難度也會(huì)逐步加大，設(shè)計(jì)精度不高，極易引發(fā)資源浪費(fèi)現(xiàn)象，會(huì)對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展構(gòu)成威脅。將AutoCAD三維技術(shù)應(yīng)用其中，能及時(shí)解決與處理以往機(jī)械設(shè)計(jì)中所存在的問(wèn)題，充分簡(jiǎn)化了整個(gè)設(shè)計(jì)流程，且設(shè)計(jì)精度更高，同時(shí)能在短時(shí)間內(nèi)獲取足夠的設(shè)計(jì)信息，能加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，以促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的高效開(kāi)展，以求為機(jī)械制造提供良好的依據(jù)。

2 AutoCAD技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)所帶來(lái)的影響

2.1 AutoCAD豐富了機(jī)械設(shè)計(jì)功能

在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中最為常用的AutoCAD技術(shù)為繪圖，AutoCAD的繪圖功能異常強(qiáng)大，主要包括：平面繪圖功能，能用直線、線段、面等方式建立平面圖形；繪圖輔助工具，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象捕捉以及追蹤；圖形編輯，可以快速的對(duì)各種圖形進(jìn)行多種處理，如拉伸、剪切、縮放等。其次，AutoCAD還允許用戶將文件保存為dxf格式。

2.2 AutoCAD技術(shù)提高了機(jī)械設(shè)計(jì)速度

在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，速度是影響效率的一個(gè)關(guān)鍵因素，AutoC AD技術(shù)能夠?qū)?fù)雜的三維模型較為快速的展現(xiàn)在設(shè)計(jì)者的面前，并且該技術(shù)中的高級(jí)計(jì)算功能使圖形計(jì)算及繪制得到快速提升。線段的延長(zhǎng)、剪段及縮短能夠有效的減小工作強(qiáng)度和提高工作效率。在最近幾年當(dāng)中AutoCAD技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，同時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)方法也出現(xiàn)了新的變化，現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)在AutoCAD的輔助之下，使得大量的重復(fù)勞動(dòng)得到簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)人員工作重心逐漸向設(shè)計(jì)創(chuàng)新方面轉(zhuǎn)移。

3 在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)AutoCAD三維技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

3.1 在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用AutoCAD三維技術(shù)的不足

3.1.1 人員水平較低

由于AutoCAD三維技術(shù)本身的復(fù)雜性，因此，在對(duì)其進(jìn)行操作的過(guò)程中，工作人員需要具有相應(yīng)的能力和水平，如果工作人員無(wú)法保證對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的應(yīng)用，就無(wú)法保證AutoCAD三維技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作所具有優(yōu)勢(shì)的最大化呈現(xiàn)。但是現(xiàn)階段，大部分企業(yè)內(nèi)部從事機(jī)械設(shè)計(jì)的工作人員，在工作經(jīng)驗(yàn)和水平方面均存在一定的欠缺，這也是導(dǎo)致設(shè)計(jì)成果始終無(wú)法得到有效提升的原因之一。

3.1.2 CAD部分作用的喪失

現(xiàn)階段，部分企業(yè)在對(duì)AutoCAD三維技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，在認(rèn)知方面仍舊存在偏差，也就是說(shuō)，部分人員將該項(xiàng)技術(shù)作為制圖軟件應(yīng)用在日常設(shè)計(jì)的過(guò)程中，卻沒(méi)有從內(nèi)部對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行剖析，對(duì)其所具有的設(shè)計(jì)輔助功能加以應(yīng)用，在這種理念指導(dǎo)下開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的人員，必然無(wú)法將AutoCAD三維技術(shù)的全部作用進(jìn)行呈現(xiàn)。

3.2 在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用AutoCAD三維技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.2.1 直觀性

在裝配零件的過(guò)程中，資源查找器內(nèi)部所對(duì)應(yīng)的路徑查找器可以對(duì)零件裝配關(guān)系加以記錄，這樣做最突出的優(yōu)勢(shì)就是，如果在裝配過(guò)程中出現(xiàn)某些問(wèn)題，那么資源查找器能夠在第一時(shí)間對(duì)錯(cuò)誤現(xiàn)象進(jìn)行顯示，并配以相應(yīng)的說(shuō)明，為工作人員解決該問(wèn)題提供科學(xué)的參考依據(jù)。另外，對(duì)于需要經(jīng)由外部零件，才能完成對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)加以了解的機(jī)械而言，資源查找器還可以完成對(duì)外部零件的隱藏。在機(jī)器的裝配工作告一段落后，資源查找器可以根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)械所具有的實(shí)際要求，通過(guò)檢驗(yàn)的方式，保證設(shè)計(jì)活動(dòng)可以與該機(jī)械在使用過(guò)程中所具有的實(shí)際要求相符合，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題進(jìn)行修正，避免其不利影響的進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.2.2 便捷

AutoCAD三維技術(shù)可以在對(duì)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，能夠通過(guò)對(duì)相鄰零件所處的位置以及形狀加以改進(jìn)的方式，完成對(duì)零件構(gòu)造的更改。這種方式不僅便捷、有效，還能夠提升新零件與原有零件所具有的契合程度，從根本上杜絕不同零件之間由于契合程度存在問(wèn)題，最終影響裝備效果的情況出現(xiàn)。除此之外，設(shè)計(jì)人員還可以將零件的造型過(guò)程，通過(guò)動(dòng)圖的形式呈現(xiàn)在資源查找器之中，這樣做能夠提高工作人員在對(duì)設(shè)計(jì)的全過(guò)程加以分析時(shí)的準(zhǔn)確程度。

3.2.3 有效

在對(duì)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中合理應(yīng)用AutoCAD三維技術(shù)，還可以縮短設(shè)計(jì)周期，提升設(shè)計(jì)效率。在對(duì)新機(jī)械進(jìn)行開(kāi)放式設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，可以精簡(jiǎn)不必要的設(shè)計(jì)流程，并且通過(guò)重新對(duì)部分零件加以設(shè)計(jì)的方式，保證設(shè)計(jì)活動(dòng)的高效完成。除此之外，對(duì)于絕對(duì)多數(shù)零件來(lái)說(shuō)，AutoCAD三維技術(shù)都與能夠通過(guò)對(duì)相關(guān)信息的合理運(yùn)用，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率的提升。

3.3 在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用AutoCAD三維技術(shù)的發(fā)展

機(jī)械設(shè)計(jì)工作的目的并不僅僅是通過(guò)對(duì)某一個(gè)或幾個(gè)零件進(jìn)行剖析，完成對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，而是從整體的角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)全部流程的考慮，保證機(jī)械整體的系統(tǒng)化和科學(xué)化。由此可以看出，依賴二維技術(shù)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今社會(huì)的要求。因此，將AutoCAD三維技術(shù)引入機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)領(lǐng)域，是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)和結(jié)果。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)AutoCAD技術(shù)應(yīng)用策略分析

4.1 應(yīng)用AutoCAD改善機(jī)械產(chǎn)品造型

由于硬件設(shè)備的不完善，AutoCAD在發(fā)展的初期主要是以二維建模作為主，這種設(shè)計(jì)方法導(dǎo)致大部分設(shè)計(jì)者腦海中的三維圖形都無(wú)法得到有效實(shí)現(xiàn)。但是，隨著硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)水平迅速提升，三維圖形的建模已成為現(xiàn)實(shí)。通過(guò)三維模型，工程師可以從更形象的角度對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的外觀形狀進(jìn)行觀察，并通過(guò)邏輯分析對(duì)其造型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合具體的工作原理對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更改，有效改善機(jī)械產(chǎn)品造型。

4.2 應(yīng)用AutoCAD實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)

AutoCAD技術(shù)作為代替勞動(dòng)力繪圖的輔助人機(jī)交互式繪圖技術(shù)，他不僅具輔助功能，還是對(duì)設(shè)計(jì)師腦海中的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，其可應(yīng)用內(nèi)部應(yīng)用程序?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行各細(xì)節(jié)的分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在機(jī)械工程師在使用AutoCAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中不能單純的使用AutoCAD進(jìn)行相關(guān)圖紙的繪制，同時(shí)還需要利用AutoCAD內(nèi)部的各種輔助功能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提升產(chǎn)品性能，進(jìn)一步滿足實(shí)際使用需求?，F(xiàn)階段許多針對(duì)AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)軟件已經(jīng)較為成熟，工程師在使用傳統(tǒng)AutoCAD技術(shù)的同時(shí)，還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)這些二次開(kāi)發(fā)軟件，進(jìn)一步對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4.3 應(yīng)用AutoCAD進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)計(jì)算

基于AutoCAD技術(shù)的建模方式主要有三種：線性建模、面性建模、體式建模，這些建模方式存在于很多CAD軟件中，從而有效的提高了生產(chǎn)效率。在應(yīng)用較為廣泛的AutoCAD二次開(kāi)發(fā)軟件當(dāng)中，大型零件可拆卸為單一零件，同時(shí)運(yùn)用布爾運(yùn)算應(yīng)用程序進(jìn)行運(yùn)算，得出單一三維模型。需要繪制出的零件可使用AutoCAD中的立方體、圓柱體、球體、環(huán)狀體、楔形體及圓錐體6種基本體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的分析及計(jì)算。隨著AutoCAD技術(shù)的發(fā)展以及二次開(kāi)發(fā)的完善，AutoCAD在機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)計(jì)算中的應(yīng)用必然就得到不斷的提升。

4.4 應(yīng)用AutoCAD實(shí)現(xiàn)智能化機(jī)械設(shè)計(jì)

當(dāng)前階段智能化與信息化發(fā)展已經(jīng)成為各行各業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于機(jī)械行業(yè)來(lái)說(shuō)也不例外，雖然AutoCAD使得機(jī)械設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)手工繪圖的局限性，但是還沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)信息化智能化機(jī)械設(shè)計(jì)。但是AutoCAD目前正朝著智能化與信息化的方向發(fā)展，基于信息系統(tǒng)的AutoCAD設(shè)計(jì)技術(shù)逐漸趨于完善，在未來(lái)AutoCAD必將成為智能化機(jī)械設(shè)計(jì)的重要工具。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)分析CAD技術(shù)的功能和作用，以及CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用作用的探究，對(duì)CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)有十分重要的促進(jìn)作用。

[1]蔡葛明,雍照章,王華.CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].機(jī)械工程師,2016(01):218-220.

[2]張為民.電火花線切割CAD/CAM集成系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].浙江大學(xué),2017.