機械制圖中CAD技術的運用探討

葉青

柳州職業(yè)技術學院 廣西 柳州 545000

引言

傳統(tǒng)意義上的機械制圖所使用的工具無非就是尺子、鉛筆及圓規(guī)等，通過這些工具的運用，方可形成設計人員的一種基本語言，即工程設計圖，它主要通過描繪出二維的工程圖像，便把已經(jīng)規(guī)劃好的三維工程模塊加以準確描述與概括。而在信息技術快速發(fā)展的今天，計算機技術得到普及，計算機輔助設計也就是CAD技術便應運而生，在多數(shù)制造領域和行業(yè)中起著十分重要的作用。

1 機械制圖和CAD技術的簡要分析

1.1 CAD技術簡要概述

CAD系統(tǒng)中包含有軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)，其硬件系統(tǒng)主要包括圖形輸出設備、圖形輸入設備、個人計算機和工程工作站等設備，正是因為有了它們的加入，才使得CAD系統(tǒng)變得更加完整，而軟件系統(tǒng)分為輔助模型、CAD軟件等。在計算機技術不斷更新?lián)Q代的背景下，僅憑硬件系統(tǒng)作為技術基礎已無法對CAD技術的發(fā)展發(fā)揮促進作用。現(xiàn)階段，CAD技術已逐漸成為從業(yè)人員必備的一項知識技能，在具體的工作中，要求設計人員必須依托計算機技術的力量，對計算機輔助軟件加以掌握，從而完成制圖任務[1]。與傳統(tǒng)的紙質繪圖方式相比，CAD技術簡化了工程圖紙設計的煩瑣流程，并且在機械制圖期間，CAD技術的運用能夠整理與繪圖有關的數(shù)據(jù)庫，同時對數(shù)據(jù)進行分析、評估，在設計人員需要時還能夠檢索相關信息，供其進行信息交流，有效減少相關人員的工作量，提升工作效率。此外，在制圖的過程中可以實現(xiàn)草圖和工作圖像之間的切換，此切換更具隨意性。CAD技術是基于傳統(tǒng)制圖的優(yōu)化與改進，其發(fā)展前景需要得到該領域相關設計與技術人員的大力支持與關注。

1.2 機械制圖簡要概述

與傳統(tǒng)繪圖方式相比，機械制圖自身的基礎功能與手工繪圖基本相似，然而，CAD技術的整體操作更加趨于便捷化、智能化和簡單化。機械制圖可以與實際的生產(chǎn)加工需要相結合，以此來完成手工圖紙的制作，里面所包含的各個指標與參數(shù)都能夠為后期工作提供有力依據(jù)和參考，所以特別要求在具體的制圖期間必須具備數(shù)據(jù)信息的準確性，從實際需要出發(fā)，在圖紙上準確標注出相應的技術標準，同時還要依靠制圖工具加以完善，這樣是為了更好地把所需要加工的零部件盡數(shù)復現(xiàn)，確保后期工作的有序、順利開展，相關人員也可以將其理解成加工再生產(chǎn)的一種詳盡說明。此外，在機械制圖過程中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有較高的精確度，對此應嚴格按照設計人員的設計思路和工程規(guī)劃完成相應的設計任務，對產(chǎn)品或設備構造清晰明了地加以體現(xiàn)，以此突出機械設備在加工生產(chǎn)過程中的價值地位。

2 CAD技術和機械制圖的關系

首先，CAD技術可以為機械制圖提供強大的理論支撐，綜合考慮邏輯思維與繪圖習慣，充分把握繪圖的精確度，確保設計圖紙與相應數(shù)據(jù)實現(xiàn)有機統(tǒng)一。此外，CAD技術可以按照實際需要細化工程參數(shù)，通過計算機輔助的形式完成制圖工作，使繪圖工作得以順利開展，將CAD技術與機械制圖有機結合起來，能夠進一步獲得預期的理想效果。其次，CAD技術將制圖的理論知識內(nèi)容有效融合起來，在此基礎上可以提高相關參數(shù)的標準，兩者是相互作用、相互影響的關系。為此，現(xiàn)階段機械制造行業(yè)應當高度關注CAD技術的運用，比如，建立幾何模型等，通過直觀的方式，可全方位立體式地展現(xiàn)出機械內(nèi)部零部件的空間尺寸，利用現(xiàn)代化技術的方式，能加快機械設計的預期目標達成率，進而加快相關企業(yè)的發(fā)展步伐。最后，CAD技術方面的知識體系和傳統(tǒng)繪圖方式密切聯(lián)系，在具體的工作中要求技術人員具備較強的空間想象力，比如，在計算機中對構件平面進行解剖展示等。

3 CAD技術在機械制圖中的運用優(yōu)勢

3.1 便于操作，容易上手

CAD技術貫穿于機械制圖過程的始終，其重點內(nèi)容在于零部件的設計。CAD是對機械制圖的補充軟件，軟件中不但包含新零件的設計，而且還擁有多種設計模板資源，為相關人員提供模板參考，也可供設計人員改裝設計零部件。同時，此軟件可以對零件之間的耦合性能進行確認，實現(xiàn)零件的可靠裝配。

3.2 有著較高的制圖精確度

機械制圖的精確度已達毫米，而傳統(tǒng)的手工制圖則無法消除此類誤差，CAD技術能夠確保設計人員所繪制圖形的準確和精密，所以在精確度標準較高的工程項目中，CAD技術仍然得到有效的運用。設計人員在繪圖期間科學運用此軟件，可以最大限度地使繪圖的精確度有所提高，進一步符合設計需求。

3.3 可循環(huán)利用制圖成果

在過去的一段時間內(nèi)，不同的工程項目難以實現(xiàn)零部件的循環(huán)再利用，然而，CAD技術的出現(xiàn)打破了這一常規(guī)現(xiàn)象，其軟件自身就能夠建立多樣工程項目的零件素材庫。設計人員在使用時可以隨時調(diào)用相應的零部件。當對一種零件進行設計后，零部件素材庫中就會生成其制圖成果，可以實現(xiàn)自動保存的功能，在遇到其他類型的工程項目時，按照工程項目對零件的需求可以再次利用此類零件，具體方法就是直接在素材庫中進行搜索，適當?shù)剡M行修改[2]。

4 CAD技術在機械制圖中的具體運用

CAD技術在機械制圖中的運用，有利于更新傳統(tǒng)的設計方式和設計手段，沖破傳統(tǒng)設計的束縛，在很大程度上擺脫傳統(tǒng)設計過程中的弊端和不足，創(chuàng)新設計理念與思維，將現(xiàn)代化設計有機融入產(chǎn)品當中，有利于促使機械制造行業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

4.1 運用CAD技術繪制基礎機械形狀

CAD技術在機械制圖中的運用首先涉及的就是基礎的形狀繪圖方面。目前，在機械制圖中包含的形狀繪制有橢圓形、多邊形、長方形等，在使用CAD技術繪制基本形狀期間，設計人員必須根據(jù)相應的規(guī)則進行排列。采用CAD技術繪制多邊形時，可圍繞POLYGON相關指令達到自動化制圖的目的，同時還可對POLYGON+4進行命令的輸入，在此過程中的數(shù)字4是多邊形的邊數(shù)，可按照實際需求相應地換成其他數(shù)字，并且選擇一個中心點作為形狀的支點，設置完成之后就能夠生成相應的多邊形形狀了。對于橢圓形的繪制，可以通過ELLIPSE(EL)的命令方式繪制橢圓形狀，比如A是確定橢圓的弧度，C是確定其中心點，而I則是確定等角圓。設置好一系列相關的參數(shù)之后，對其所構弧線加以確定，設置環(huán)節(jié)便可完成。

4.2 運用CAD技術進行圖形的標注

在利用CAD技術完成機械制圖的過程中，需要標注的地方有很多，也必須標注圖中的相關圖形，并且還需要標注角度、半徑、測量值及刻度等相關要素。第一，在做具體的線性標注時，通常使用DIMLINER執(zhí)行指令，選擇相應的菜單欄，根據(jù)設計人員的實際需要，考慮是否添加文本、規(guī)格、尺寸等條件，通常情況下，在機械制圖中的垂直圖和水平圖會運用此標注。第二，關于直徑標注的執(zhí)行命令以DIMDIAMETER為主，選擇菜單項對光標進行拖動，就能夠直接顯示出直徑符號。第三，在CAD軟件的標注過程中，對于引線標注可采用DIMANGULA的執(zhí)行命令，對于基線標注可使用DIMBASELINE的執(zhí)行命令。

4.3 運用CAD技術完成裝配與剖視

在對機械構件的實施環(huán)節(jié)進行構造的過程中，應與剖視圖的運用相結合，正是因為剖視圖可以充分體現(xiàn)構件的復雜情況，所以現(xiàn)階段在機械制圖方面被廣泛應用?；贑AD技術的優(yōu)勢作用，可以模擬演示各個配件之間的架設、安裝情況，對繪制的組合體設計出整體的造型，完美地展現(xiàn)出機械配件和內(nèi)部構造，有助于設計人員對曲線與投影等線條的設計[3]。此外，針對相關的復雜線條，比如，應用于機械加工圖紙的交叉與重合等線條的設計，要想讓施工人員掌握或了解設備安裝或架設的基本情況，則首先需要確立各項指標與參數(shù)，那么就要使用剖視圖，在機械生產(chǎn)的加工環(huán)節(jié)中能夠對構件的內(nèi)部構造、空間環(huán)境進行仔細的觀察，以防因設計不到位而導致原先的設計被推翻的問題。

4.4 運用CAD技術建立組合視圖

機械制圖具有一定的系統(tǒng)性，其自身的特點要求對多種幾何元素加以組合，把相對應的幾何元素排列在一定規(guī)則的方位之中，建立與設計目標相符合的幾何結構，這樣有利于搭建三維立體模型[4]。在設計此系統(tǒng)模型時，如果使用二維制圖軟件展開相關的操作，就難以達到預期的理想效果，但是采用CAD技術可以建立組合視圖，依托其強大的技術功能，使設計人員在有限的時間內(nèi)順利完成既定目標的繪制，不僅可以有效提升設計人員的工作效率，還能縮短設計周期，一舉兩得。

4.5 運用CAD技術對圖像進行存儲

CAD技術具有快速制圖、錯誤率低、高效率的特點，運用其技術能夠直接通過計算機加工和設計圖紙，更加高效地完成精準制圖的工作，使得后續(xù)施工工序難度有所降低。此外，CAD技術還可以存儲、傳輸圖紙材料，設計好圖紙之后，設計人員可以把圖紙數(shù)據(jù)保存到U盤中，這樣查找起來更加快捷、方便，有利于其長期保管。使用計算機保管的圖紙資料，可以實現(xiàn)CAD技術與機械制圖有機融合，在一定程度上避免圖紙資料缺失和紙張破損，保證紙質資料的完整性。

4.6 運用CAD技術集成制造系統(tǒng)建模

CAD技術在機械制圖中的運用，可以將多個基礎幾何體結構相區(qū)分，對零部件的建模流程進行簡化與分解。在模型建立完成后需要借助相關的草圖工具對實體模型進行繪制。比如，對數(shù)控加工裝置采用程序控制的方法，從各個角度觀察與改進零部件的基礎結構，相關設計人員應當充分發(fā)揮其自身的主觀能動性，形成發(fā)散性思維，從而使機械設計效果處于理想狀態(tài)[5]。此外，可以運用CAD技術編程來完善產(chǎn)品的模型，比如某些機械模具的生產(chǎn)制造，經(jīng)過相關人員給予檢查，確定合格后，才能直接產(chǎn)生統(tǒng)一、固定的數(shù)控程序，同時通過數(shù)據(jù)接口傳送至相應的數(shù)控設備當中，提升企業(yè)的生產(chǎn)力，促進企業(yè)經(jīng)濟效益的最大化。

4.7 運用CAD技術繪制多維圖

由于機械產(chǎn)品本身的特征，導致在其產(chǎn)品設計期間需要經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)處理和核算，這一工作環(huán)節(jié)在傳統(tǒng)的機械設計領域中，必須由二維圖進行相應的處理，然而，在此處理過程中，不僅難以確保其數(shù)據(jù)處理的準確性，還將耗費大量的時間和精力，這不符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基本要求。在利用CAD技術進行機械制圖的時候，可以盡可能多地采用有效的繪圖方法應用于本領域。比如，使用最多的交瓦式制圖，它可以更好地實現(xiàn)各種基本圖庫的轉化，再輔之以簡便性的操作，可有效提升數(shù)據(jù)的準確性。

5 結束語

我國的信息化技術水平不斷發(fā)展，計算機CAD技術在各大領域得到了廣泛的應用。CAD技術在運用于機械制圖的過程中，需要特別重視與現(xiàn)代化技術的融合，應秉持發(fā)展的理念，積極探索創(chuàng)新技術方法，對CAD技術運用于機械制圖的優(yōu)缺點進行分析，充分運用CAD技術來規(guī)避機械制圖的風險問題，并結合市場實際需求，拓展與更新相關的技術運用范圍，明確各個零件的結構與關系，只有這樣才能更好實現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。