機(jī)械制造中機(jī)械CAD與機(jī)械制圖的應(yīng)用研究

舒清亮

（靖遠(yuǎn)縣職業(yè)中等專業(yè)學(xué),甘肅白銀,730699）

0 引言

當(dāng)前機(jī)械制造對(duì)制圖給予高度重視，因?yàn)楹笳呤乔罢甙l(fā)展的重要語言，也是完成機(jī)械加工的重要前提。為此，該行業(yè)對(duì)機(jī)械制圖精度有著極高要求。然而對(duì)傳統(tǒng)手工模式，就很難確保相應(yīng)的精度，難以避免相應(yīng)的誤差問題。譬如工具、制圖人員素養(yǎng)等局限性，都會(huì)帶來相關(guān)的問題。然而借助于計(jì)算機(jī)來進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)，不僅有助于制圖效率提升，同時(shí)還能增強(qiáng)其精準(zhǔn)度，為制造提供更高的可操作性。為此，將機(jī)械制圖與CAD設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)的融合，就能更好的促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。本文首先對(duì)這兩個(gè)方面進(jìn)行簡要概述，并在此基礎(chǔ)上，深入剖析了將CAD與機(jī)械制圖進(jìn)行結(jié)合的主要優(yōu)勢，最后分析了如何更好地將機(jī)械CAD與機(jī)械制圖結(jié)合進(jìn)行應(yīng)用。

1 機(jī)械制圖與機(jī)械CAD簡介

1.1 機(jī)械制圖

機(jī)械制圖主要是指繪制設(shè)計(jì)圖中的各個(gè)要素，分別是尺寸、結(jié)構(gòu)以及形狀等，通過手工進(jìn)行繪制，依據(jù)對(duì)應(yīng)的比例進(jìn)行繪制設(shè)計(jì)圖，基本載體為圖紙。在繪制設(shè)計(jì)圖紙的過程中會(huì)用到很多工具，分別為鉛筆、尺子以及圓規(guī)等。從本質(zhì)上來看，設(shè)計(jì)人員通過各種要求進(jìn)行繪制設(shè)計(jì)圖這個(gè)過程就叫做機(jī)械制圖，工程制造是否可以順利完工，機(jī)械制圖是重要依據(jù)，同時(shí)它也可以說明制造機(jī)械情況。

1.2 機(jī)械CAD

機(jī)械CAD制圖即利用電腦輔助設(shè)計(jì)與繪圖，為相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)提供重要支持。對(duì)這種輔助技術(shù)進(jìn)行成功運(yùn)用，不僅能夠?qū)臉I(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行顯著減小，解決大量重復(fù)勞動(dòng)問題，同時(shí)還能顯著提升工作效率，并能讓圖紙?jiān)O(shè)計(jì)變得更為高效與可重用[1]。一個(gè)完整的機(jī)械CAD是由很多個(gè)模塊構(gòu)成，例如有限元分析、仿真模擬以及三維繪圖等，都由工程數(shù)據(jù)庫同意進(jìn)行管理，具體如圖1所示。譬如，借助于CAD技術(shù)領(lǐng)域的信息庫，就能對(duì)相關(guān)信息模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，在需求之時(shí)，可以進(jìn)行調(diào)用即可。另外，通過該技術(shù)還能讓開發(fā)者快速的切換草圖與工作圖，并支持設(shè)計(jì)結(jié)果的自動(dòng)化生成，在編輯、繪圖、設(shè)計(jì)方面都具有很強(qiáng)的靈活性，相較于手繪工作，其實(shí)效性、重用性、精準(zhǔn)性都具有更多的優(yōu)勢[2]。

圖1 機(jī)械CAD軟件系統(tǒng)構(gòu)成

1.3 機(jī)械CAD與機(jī)械制圖關(guān)系

在機(jī)械制造領(lǐng)域，機(jī)械制圖和機(jī)械CAD兩者之間多存在的關(guān)系可以在以下兩個(gè)方面展現(xiàn)出來：第一方面是提升制圖效率，通過手工制圖這種方式來完成機(jī)械制圖，不僅需要消耗大量的人力、物力，工作人員還會(huì)受到繪制工具、人為因素的干擾，嚴(yán)重影響了繪制精準(zhǔn)度[3]。另一方面則是基礎(chǔ)理論支撐，主要是一種用于處理平面設(shè)計(jì)信息的APP，目的是確保相關(guān)制圖工作可以有效開展?？偠灾止だL圖就是根據(jù)CAD軟件，在依據(jù)對(duì)應(yīng)的思維邏輯確定機(jī)械CAD的操作和使用。在機(jī)械CAD制圖軟件的支撐下，可以有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)圖的準(zhǔn)確度[4]。因此，我們必須意識(shí)到機(jī)械制造中機(jī)械CAD與機(jī)械制圖兩者之間存在相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)的關(guān)系，具體情況如圖2所示。

圖2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)行為模式

因此，我們必須將機(jī)械CAD與機(jī)械制圖兩者進(jìn)行結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)既定的機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)果。但是在實(shí)際工作中，工作人員并未對(duì)此技術(shù)進(jìn)行重視，沒有清楚認(rèn)識(shí)到兩者技術(shù)結(jié)合所帶來的效果以及作用，也就直接導(dǎo)致機(jī)械CAD與機(jī)械制圖兩者結(jié)合作用發(fā)揮程度未達(dá)到理想效果。針對(duì)目前所存在的這些問題，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造行業(yè)快速發(fā)展，工作人員應(yīng)積極學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，深入了解機(jī)械CAD與機(jī)械制圖技術(shù)[5]。

2 機(jī)械制圖與機(jī)械CAD結(jié)合的優(yōu)勢

2.1 顯著提升設(shè)計(jì)人員的工作效率

設(shè)計(jì)人員通過利用CAD制圖軟件，可以在較短時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出圖樣。通過CAD制圖軟件中各種功能，可以將自己所想要的圖形進(jìn)行插入，因此會(huì)節(jié)省較多的時(shí)間成本。在CAD制圖軟件中有一系列的輔助功能的繪圖工具，這對(duì)于設(shè)計(jì)人員是非常便利的，輔助工具大致有正交、捕捉等。正交功能可以準(zhǔn)確繪制出垂直線，具備很強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)意義。通過極軸追蹤這個(gè)功能，可以在圖紙上繪制出不同角度的內(nèi)容。捕捉功能的主要作用就是捕捉對(duì)象，可以迅速定位設(shè)計(jì)圖紙中各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，為之后進(jìn)行繪圖做好準(zhǔn)備。CAD制圖軟件還有很多好用的其他功能，可以很好的解決人工繪制設(shè)計(jì)圖過程中遇到的各種問題，全面提高繪圖效率，減少成本。

2.2 使機(jī)械制圖更加形象化

相較于以往的手工繪制設(shè)計(jì)圖，利用CAD 軟件繪制出來的圖紙展現(xiàn)出來的效果更好。在繪圖軟件之中包含著較多的三維立體模型，可以直接將設(shè)計(jì)人員想要的圖形進(jìn)行展示，對(duì)于讀圖人員也可以更加便捷，清楚地了解圖紙的信息[6]。采取CAD制圖與機(jī)械制圖兩者結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)人員可以在很短時(shí)間內(nèi)找到圖紙中所存在的問題，及時(shí)解決圖紙中不合理的地方。根據(jù)CAD制圖進(jìn)行繪制設(shè)計(jì)如圖，可以非常形象的將設(shè)計(jì)圖展現(xiàn)出來，非機(jī)械專業(yè)的人員也可以很輕易看懂圖紙含義，將誤差降到最小，全面提升機(jī)械加工效率與精準(zhǔn)度。

2.3 提高了機(jī)械制圖準(zhǔn)確性

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行繪制與手工繪制兩者最大的區(qū)別就是規(guī)范性不同，計(jì)算機(jī)繪制規(guī)范性比較強(qiáng)，因?yàn)樗且砸幌盗袛?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，全面提高機(jī)械制圖精確度。利用CAD制圖軟件進(jìn)行繪制機(jī)械圖，只需要設(shè)計(jì)人員在前段輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，放置在規(guī)定位置，計(jì)算機(jī)就可以與機(jī)械零部件進(jìn)行很好地結(jié)合，為此后開展機(jī)械制造工作奠定一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

3 機(jī)械制圖與機(jī)械CAD結(jié)合應(yīng)用

3.1 將機(jī)械制圖原理同機(jī)械CAD技術(shù)相結(jié)合

機(jī)械制圖無疑有著較高的復(fù)雜性，如今，CAD技術(shù)主要對(duì)很多人工繪圖方面的知識(shí)進(jìn)行了納入，設(shè)計(jì)人員必須要對(duì)繪圖原理與技巧等進(jìn)行熟練掌握，而且還需要具備較強(qiáng)的抽象能力，并能對(duì)復(fù)雜圖形進(jìn)行相應(yīng)的處理。對(duì)于計(jì)算機(jī)CAD系統(tǒng)，必須要和手工繪圖進(jìn)行有機(jī)的融合，才能產(chǎn)生一加一大于二的效果。工作人員在借助機(jī)械CAD制圖軟件完成之后，需要檢查圖紙是否復(fù)合設(shè)計(jì)要求，工作人員繪制完成后。要仔細(xì)分析、計(jì)算、校對(duì)，保證圖紙內(nèi)容與生產(chǎn)要求相符合。通過CAD技術(shù)，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的機(jī)械圖紙，這樣就能為后續(xù)的高效、高質(zhì)量生產(chǎn)提供很好支持。為此，將機(jī)械制圖原理與CAD技術(shù)進(jìn)行融合，作為設(shè)計(jì)人員，不僅要熟練掌握CAD操作技巧，同時(shí)還需要較高的繪圖能力，這樣才能從根本上提升該行業(yè)的制造質(zhì)量。

3.2 協(xié)調(diào)二者結(jié)合應(yīng)用模式

目前企業(yè)建設(shè)者想要實(shí)現(xiàn)高效率生產(chǎn)建設(shè)其關(guān)鍵組成內(nèi)容就是機(jī)械制圖。設(shè)計(jì)人員在了解機(jī)械制圖技術(shù)與原理之后，要根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)相關(guān)操作。這對(duì)于設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)要求極高。在機(jī)械CAD與機(jī)械制圖兩者結(jié)合應(yīng)用的情況下，為了確保機(jī)械產(chǎn)品具備高質(zhì)量要求，制圖工作人員必須根據(jù)圖紙規(guī)定的條件進(jìn)行制圖。在此基礎(chǔ)上，機(jī)械制圖要改變陳舊的制圖方式，通過機(jī)械CAD軟件與機(jī)械制圖結(jié)合方法來滿足機(jī)械制造發(fā)展要求。

3.3 對(duì)設(shè)計(jì)人員自身的要求

對(duì)于機(jī)械制圖而言，離不開人工繪制，所以，設(shè)計(jì)人員必須要熟練掌握繪圖技巧，并能對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)原理進(jìn)行深入掌握。他們要有極強(qiáng)的空間感，而且有著很高的想象力，當(dāng)然，還需要具有較高的處理與分析能力。若要熟練掌握CAD技術(shù)，那么必須要有較高的計(jì)算機(jī)水平，對(duì)有關(guān)CAD系統(tǒng)進(jìn)行熟練運(yùn)用，而且還能契合計(jì)算機(jī)繪圖，對(duì)傳統(tǒng)人工繪圖模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，將原先借助于橡皮、鉛筆等工具進(jìn)行繪圖的方式，通過計(jì)算機(jī)操作來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。機(jī)械制圖工作人員大部分對(duì)于機(jī)械制圖相關(guān)理論掌握比較好，但是對(duì)于機(jī)械CAD軟件卻沒有太多了解，導(dǎo)致在把機(jī)械CAD軟件與機(jī)械制圖結(jié)合應(yīng)用的時(shí)候，使用較為困難，無法將機(jī)械CAD軟件與機(jī)械制圖兩者之間的優(yōu)勢最大可能的發(fā)揮出來。

對(duì)于此種狀況，工作人員應(yīng)該在了解機(jī)械制圖理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，自主學(xué)習(xí)機(jī)械CAD軟件的相關(guān)應(yīng)用知識(shí)。工作人員也應(yīng)意識(shí)到隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，不久以后，機(jī)械CAD軟件技術(shù)將完全代替手工繪制。對(duì)于企業(yè)，也應(yīng)選取一些手工繪制技術(shù)較高的工作人員進(jìn)行機(jī)械CAD軟件培訓(xùn)，提升在機(jī)械CAD軟件與機(jī)械制圖相結(jié)合的情況下制圖質(zhì)量。實(shí)際上，如今成熟的CAD系統(tǒng)提供了類似人工繪圖的諸多工具，我們可以對(duì)這些工具進(jìn)行靈活的運(yùn)用，進(jìn)而幫助設(shè)計(jì)人員更為高效、高質(zhì)量的完成圖紙的繪制，同時(shí)還能有效提升繪圖的精準(zhǔn)性。而且，借助于該系統(tǒng)，還能讓繪制的圖形輕松的進(jìn)行平面、立體的轉(zhuǎn)換。為此，將機(jī)械制圖與CAD技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，就必須要嚴(yán)格遵循機(jī)械制圖原則，并以此為基礎(chǔ)完成機(jī)械制圖的優(yōu)化與改善。

3.4 提高了繪圖的效率與準(zhǔn)確性

作為設(shè)計(jì)人員，在其沒有真正進(jìn)行制圖前，就需要充分掌握機(jī)械制圖目的，并對(duì)該領(lǐng)域所涉及到的理念、原則進(jìn)行深入剖析，然后立足于繪圖技巧，有條不紊的完成繪圖工作。所以，對(duì)設(shè)計(jì)人員的綜合素養(yǎng)要求整體頗高。他們必須要設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的圖紙，而且要做到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性，尤其是要對(duì)其精度進(jìn)行科學(xué)控制。將機(jī)械制圖與CAD技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的融合，就能幫助設(shè)計(jì)人員更好把控精準(zhǔn)度，同時(shí)還能有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快設(shè)計(jì)精度，并能最大限度減少人為誤差問題。特別是隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提升，CAD系統(tǒng)的運(yùn)行速度、精準(zhǔn)度都在不斷提升，所以將CAD與機(jī)械制圖技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，就能幫助設(shè)計(jì)人員更好完成制圖目標(biāo)，并能保障設(shè)計(jì)質(zhì)量與精度、效率。

3.5 實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制圖的優(yōu)化

通過CAD制圖軟件幫助下進(jìn)行繪制設(shè)計(jì)圖，因?yàn)镃AD制圖軟件較多功能非常標(biāo)準(zhǔn)，所以可以滿足設(shè)計(jì)圖的一系列要求。將CAD制圖與機(jī)械制圖兩者結(jié)合在一起，一方面節(jié)省了繪制時(shí)間，進(jìn)一步提高了繪圖效率與經(jīng)濟(jì)效益，另一方面豐富和拓寬了手工制圖范圍，可以繪制出手工所繪制不出的一些設(shè)計(jì)圖。將機(jī)械制圖與CAD制圖進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，將陳舊制度與現(xiàn)代化技術(shù)手段制圖進(jìn)行協(xié)調(diào)，優(yōu)化繪圖方法。設(shè)計(jì)人員在繪制設(shè)計(jì)圖時(shí)，要依據(jù)各種條件，使用正確的繪圖方法，選擇適合的繪制程序。

4 結(jié)語

將機(jī)械制圖與CAD技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，也能有助于計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械繪圖理論實(shí)現(xiàn)深度融合，從而對(duì)機(jī)械制造業(yè)的自動(dòng)化、智能化發(fā)展提供重要支持。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)這兩種技術(shù)的交點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)把握，然后對(duì)它們?nèi)诤虾蟮膬?yōu)勢進(jìn)行更好發(fā)揮，從而有效促進(jìn)機(jī)械制造技術(shù)的迅速發(fā)展。大量經(jīng)驗(yàn)表明，將這兩種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合運(yùn)用，對(duì)它們結(jié)合應(yīng)用模式進(jìn)行協(xié)調(diào)，就能更為顯著的實(shí)現(xiàn)CAD與制圖技術(shù)的高效結(jié)合，并能發(fā)揮出更高的應(yīng)用效果。