基于CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中的應(yīng)用途徑

丁猛

北京住總第一開(kāi)發(fā)建設(shè)有限公司 北京朝陽(yáng) 100029

1 CAD概念

三維CAD技術(shù)是在二維CAD技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新和變革。三維CAD技術(shù)包含內(nèi)容眾多，包括三維設(shè)計(jì)、建模、技術(shù)操作分析等。它起著非常重要的作用在模式建設(shè)的應(yīng)用中，能夠推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了將這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際作用充分發(fā)揮出來(lái)，應(yīng)聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。技術(shù)人員只有綜合素質(zhì)和技術(shù)能力符合標(biāo)準(zhǔn)才能夠熟練使用三維CAD技術(shù)，并且也需要技術(shù)人員有著豐富的想象力和思維，通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)不斷創(chuàng)新圖片，按照人們需求做出符合標(biāo)準(zhǔn)的圖形，滿足人們需求。在機(jī)械設(shè)施環(huán)節(jié)運(yùn)用三維CAD技術(shù)，能夠完美的展現(xiàn)出機(jī)械設(shè)備的圖形，讓企業(yè)可以全方位看到機(jī)械設(shè)備的特征[1]。若是產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)有問(wèn)題出現(xiàn)，也可及時(shí)解決問(wèn)題，從而加速了設(shè)計(jì)方案的使用效率。

2 CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 推進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量提升

CAD技術(shù)在使用中對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)有較好的作用，其中十分明顯的一方面就是質(zhì)量提升。在新時(shí)代的機(jī)械工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)量已經(jīng)隨著工程需求逐漸提升，因此設(shè)計(jì)難度也越來(lái)越高，CAD技術(shù)就很好的解決了這個(gè)問(wèn)題。CAD技術(shù)可以對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)計(jì)需求有很好的了解，通過(guò)綜合各方面的內(nèi)容設(shè)計(jì)出符合實(shí)際需求的產(chǎn)品。另外，技術(shù)的信息化已經(jīng)十分廣泛，應(yīng)用于工業(yè)、生活的各個(gè)方面，所以，通過(guò)利用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)，最終產(chǎn)品的也可以具備一定的信息化科技，對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展也有一定的幫助。

2.2 優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間與質(zhì)量的雙重提升

由于CAD技術(shù)是一項(xiàng)計(jì)算技術(shù)，其功能十分明顯，在工作時(shí)可以進(jìn)行大量的計(jì)算而得出精確的方案。一些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)要求比較嚴(yán)格，如果出現(xiàn)一點(diǎn)誤差就可能大大降低工作效率，所以，通過(guò)CAD技術(shù)對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，得到的設(shè)計(jì)模型和方案一般都會(huì)滿足實(shí)際需求，不會(huì)發(fā)生偏差較大的情況。除此之外，CAD技術(shù)的效率較高，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)數(shù)據(jù)的分析，模擬出圖紙，減少了許多時(shí)間，提高了工作效率。

3 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

3.1 CAD技術(shù)準(zhǔn)確使用圖形及符號(hào)

在機(jī)械設(shè)計(jì)及制造中，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中有明確的規(guī)定，為了起到簡(jiǎn)化的作用，通常利用規(guī)定的圖形或符號(hào)表達(dá)機(jī)械部件的特點(diǎn)。以往的傳統(tǒng)機(jī)械制圖中，由于機(jī)械工程師水平參差不齊，工程師不能準(zhǔn)確的使用圖形和符號(hào)表達(dá)機(jī)械部件特點(diǎn)，機(jī)械圖紙?jiān)趥鏖嗊^(guò)程中往往出現(xiàn)歧義[2]。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械工程師可在軟件中利用其功能繪制表格、構(gòu)建圖形及插入符號(hào)，該軟件中明確了功能符號(hào)及圖形的含義，統(tǒng)一了機(jī)械設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，幫助工程師快速選擇圖形符號(hào)，準(zhǔn)確了解圖形符號(hào)的基本含義，保證使用的準(zhǔn)確無(wú)誤，避免不同機(jī)械工程師使用符號(hào)不規(guī)范的問(wèn)題，避免因圖形符號(hào)理解有誤造成的歧義。

3.2 CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的建模應(yīng)用

傳統(tǒng)機(jī)械工程設(shè)計(jì)很大程度上的短板就是建模方面，CAD技術(shù)彌補(bǔ)了這一段版，同時(shí)這也是其存在的核心價(jià)值。在建模過(guò)程中，需要綜合各方面的信息和數(shù)據(jù)來(lái)達(dá)成目標(biāo)，其中主要有三類(lèi)，分別為線框模型、表面模型以及實(shí)體模型。CAD技術(shù)在許多方面多多少少都有使用，但大多數(shù)情況下應(yīng)用在二維、三維的建模上。三維建模應(yīng)用了較多的幾何、代數(shù)的相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)，根據(jù)要求模擬出模型，再引入?yún)?shù)進(jìn)行變量運(yùn)算。

3.3 在機(jī)械工程設(shè)計(jì)繪圖中應(yīng)用

CAD技術(shù)最早應(yīng)用在計(jì)算機(jī)輔助繪圖中，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的手工繪圖工作量較大，繪圖人員繪圖效率不能跟上其他環(huán)節(jié)工作的進(jìn)度，一定程度會(huì)造成工期的延誤，在人工繪圖過(guò)程中容易受到人為因素的影響，所繪制的圖紙存在一定誤差。同時(shí)所用的圖紙容易受到外部因素影響，比如圖紙受潮后，所繪制的設(shè)計(jì)圖質(zhì)量無(wú)法保證。借助CAD技術(shù)進(jìn)行輔助繪圖，由于該技術(shù)中擁有大量的圖形庫(kù)和繪圖口令，可以依據(jù)繪圖要求輸入繪圖口令進(jìn)行操作，使所繪制的圖準(zhǔn)確性得以提升，并且采用該技術(shù)進(jìn)行繪圖，工作流程得以簡(jiǎn)化，使繪圖人員的工作量減少，在保證繪圖質(zhì)量的基礎(chǔ)上繪圖效率有所提升。同時(shí)，采用該技術(shù)進(jìn)行繪圖，能夠避免人為因素和外部因素對(duì)繪圖質(zhì)量的影響，使所繪制的圖紙美觀和清晰度能夠有效保障。

4 CAD技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

第一，規(guī)范化。主要是指在設(shè)計(jì)三維軟件時(shí)，應(yīng)和實(shí)際情況結(jié)合在一起，不可只看重功能，需要與現(xiàn)實(shí)結(jié)合在一起，只有如此才能保證CAD技術(shù)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性。在實(shí)際使用中也要關(guān)注STEP體系，有效結(jié)合STEP和CAD體系，從而解決參數(shù)化模型中存在的問(wèn)題；第二，智能化。三維CAD技術(shù)雖然也獲得一些成就，但是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，此技術(shù)會(huì)變得更加智能化。工作人員使用三維CAD技術(shù)時(shí)，使用計(jì)算機(jī)操縱，將實(shí)踐過(guò)程的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)記錄下來(lái)，從而構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，提供計(jì)算機(jī)的辨認(rèn)力，從而達(dá)到智能化設(shè)計(jì)的目標(biāo)；第三，虛擬網(wǎng)絡(luò)化。三維CAD技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展，主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)等有關(guān)網(wǎng)絡(luò)工具的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，三維CAD技術(shù)會(huì)逐漸轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)，對(duì)于虛擬空間而言，三維CAD技術(shù)有著重要的作用，是由于使用三維CAD技術(shù)通過(guò)虛擬空間建造機(jī)械模型，讓人們能夠直觀立體的掌握設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，同時(shí)為其提供正確的參數(shù)，從而為今后機(jī)械設(shè)計(jì)工作提供參考[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

CAD技術(shù)通過(guò)電腦軟件中豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)可以輕松獲取各類(lèi)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)元件，整改設(shè)計(jì)過(guò)程只需要將這些基礎(chǔ)元件通過(guò)線條組合起來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)，而且因?yàn)槭请娔X軟件制圖，可以隨時(shí)修改標(biāo)注CAD圖紙，對(duì)于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的部分可以隨意修改而不會(huì)造成資源和時(shí)間的浪費(fèi)；甚至可以通過(guò)CAD技術(shù)模擬測(cè)試環(huán)境，可以通過(guò)隨意翻轉(zhuǎn)全方位查看設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維模型，更為簡(jiǎn)便的測(cè)試機(jī)械工藝設(shè)計(jì)產(chǎn)品的優(yōu)劣，節(jié)省了大量的時(shí)間和人力資源成本，從而提高效益。