AutoCAD技術在機械設計中的應用策略

摘 要：在科技飛速發(fā)展的現如今，AutoCAD技術在機械設計中的應用愈加廣泛。通過該項技術的應用，不單單有助于機械設計數字化水平的提高，同時還有助于縮短機械設計的時間，并且還有助于設計質量的提高。為此，在進行機械設計時，應根據AutoCAD技術的基本原理以及特點，加強該項技術在機械設計中的應用，從而達到更為理想的設計效果。筆者針對AutoCAD技術的基本原理、特點以及其在機械設計中應用的意義等進行了探析，并提出了具體的應用策略，希望本次研究對機械設計水平的提高有所幫助。

關鍵詞：AutoCAD技術 機械設計 基本原理

0 引言

機械制造業(yè)運營與發(fā)展的必不可少的核心環(huán)節(jié)為設計，其不單單關系著產品的性能與質量，同時還關系著企業(yè)發(fā)展的經濟性。隨著行業(yè)市場的不斷發(fā)展，對機械產品性能與可靠性的要求也在逐漸提高。這就需要加強AutoCAD技術在機械設計中的應用，應用AutoCAD技術輔助進行繪圖與建模，以此對機械設計加以優(yōu)化，提高機械設計的效率與質量。

1 AutoCAD技術的基本原理與特點

AutoCAD技術是一種以計算機技術作為輔助的設計手段，是目前我國制造業(yè)進行機械設計時的標準模式之一。通過該項技術的有效運用，可構建三維CAD模型，在生產機械產品時，三維CAD設計模型的運用可實現生產效率的大幅度提升。AutoCAD技術是一種基于計算機軟件的設計方法，可通過模擬的方式將設計方案呈現在虛擬的環(huán)境中。目前，隨著AutoCAD技術在機械設計領域應用的不斷深入，已構建了大量的三維CAD模型，在設計新機械產品的過程中，即可結合已有的模型進行創(chuàng)新設計，也可利用已有的模型，通過對其的更新與升級，形成新的機械產品，以此有效地縮短機械產品的設計周期，同時減少設計成本支出。

2 AutoCAD技術在機械設計中應用的意義

2.1 有助于機械設計數字化水平的提高

AutoCAD技術在機械設計中的應用，可將抽象的數據元素轉化成為直觀、形象的圖形元素，并且還能夠實現圖形元素向數據元素的轉化，數據處理更加的高效，同時通過AutoCAD技術的應用，還可以為機械設計提供可靠的數據信息支撐，機械設計的數字化水平得到了明顯提高。

2.2 有助于減少機械設計的時間

以往在進行機械設計的過程中，設計人員一般都是利用手繪的方式等完成設計圖紙的繪制，該過程需要完成較多的計算，所以通常需要花費較長的時間。而借助AutoCAD技術輔助進行設計圖紙的繪制，可實現對數據的自動化處理，處理效率明顯提高，設計時間明顯縮短。另外，通過AutoCAD技術的應用，設計人員可隨時對設計細節(jié)做出更改，無需重新進行圖紙的繪制。

2.3 有助于機械設計質量的提高

應用AutoCAD技術進行機械設計，可自動化的計算和調整各項參數，使得設計更具準確性。并且設計人員還可通過AutoCAD技術的應用構建相應的模型，以此對圖紙進行進一步的優(yōu)化，有助于機械設計質量的提高。

2.4 有助于機械設計成本的降低

在機械設計中應用AutoCAD技術，可借助該技術中的圖形編輯功能、圖形格式的轉換以及數據交換能力等，對機械產品進行仿真模擬，及時發(fā)現機械設計產品潛藏的質量問題以及設計上存在的不足等。并且還可借助AutoCAD技術的輔助制定功能，對機械產品的加工技術、材料使用量等進行進一步的優(yōu)化，最大限度地實現材料的高效利用，避免不必要材料浪費情況的出現。同時利用AutoCAD技術的這些功能，還可降低對機械設計產品進行物理試驗的次數，在壓縮設計周期的同時，減少設計成本支出。

3 AutoCAD技術的發(fā)展以及對機械設計的影響

3.1 AutoCAD技術的發(fā)展

AutoCAD技術的圖形處理能力與計算機運算能力較強，在進行機械設計時，設計人員可通過該項技術的應用，快速且正確地進行平面設計圖的繪制與模型的構建。

在20世紀60年代，因當時計算機的數據處理能力和儲存容量均較為局限，這也導致其在機械設計中應用價值的體現較為有限，一般都是用來繪制設計圖紙或者構建一些簡單的線框模型。

進入21世紀后，AutoCAD技術得到了快速發(fā)展，現階段AutoCAD系統(tǒng)集合有多個功能模塊，其中包括渲染模塊、數據管理模塊、優(yōu)化模塊以及仿真模塊等。并且隨著人工智能技術、云計算技術的出現，其與AutoCAD技術的融合發(fā)展，極大地提高了系統(tǒng)的智能性，可以為設計人員的決策提供更高層次的支持。除此之外，現階段AutoCAD系統(tǒng)還能夠和PLM、ERP等系統(tǒng)進行整合，以此為機械設計提供更加完整的解決方案。

3.2 AutoCAD技術對機械設計的影響

AutoCAD技術對機械設計精確度和效率的影響十分深遠。通過AutoCAD技術的應用，設計人員可精確且快速地完成模型的構建與虛擬測試，可有效地彌補以往通過人工方式進行圖紙繪制和樣品制造時誤差的出現。并且，在機械設計中應用AutoCAD技術，設計的智能化、自動化與數字化水平明顯提高。雖然AutoCAD技術的出現對機械設計產生了諸多積極的影響，但是其也給機械設計帶來了一定的挑戰(zhàn)。一方面，設計人員需要花費一定的時間與精力去學習與適應AutoCAD技術的使用，在機械設計中靈活地利用該技術手段。另一方面，在機械設計中應用AutoCAD技術時，對計算機的儲存容量也提出了更高的要求，需要計算機擁有較大的存儲空間，這樣將增加機械設計前期的硬件投入成本。

4 AutoCAD技術在機械設計中的應用策略

4.1 應用AutoCAD技術輔助繪圖

機械設計中必不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)就是設計圖紙的繪制，以往在進行機械設計時，通常都是利用人工的方式進行圖紙的繪制，不單單需要花費較長的時間，同時還很容易因為人工疏忽的出現而導致差錯的出現，圖紙的精確性無法得到有效保障。例如：在進行汽車機械產品設計的過程中，設計人員在人工繪制產品設計圖紙時，未能夠將產品結構的各個細節(jié)充分地展現出來，致使后續(xù)在進行產品生產的過程中，頻頻出現問題，嚴重影響著產品產生的效率與質量。為此，設計人員可通過AutoCAD技術的應用輔助圖紙的繪制，以此提高圖紙的精準性。并且目前AutoCAD技術的功能已經十分豐富，通過該技術的應用，圖紙繪制的難度也將得到明顯降低。AutoCAD軟件，集合有數據交換、圖形轉換、圖形編輯以及圖形繪制等多種功能。企業(yè)既可根據自身的需求定制AutoCAD軟件，也可組織技術人員對AutoCAD軟件進行二次開發(fā)。設計人員在應用該軟件繪制平面設計圖紙時，可先進行直線、曲線以及多邊形等的創(chuàng)建，然后再應用極軸追蹤、捕捉追蹤以及正交等功能，對幾何圖像的特殊點進行快速的捕捉，接著對已創(chuàng)建的圖形進行縮放、拉伸、延長、旋轉以及移動等，同時調整文字以及圖形尺寸等，以此逐步地完成三維繪圖。

4.2 應用AutoCAD技術優(yōu)化機械設計

隨著AutoCAD技術的不斷發(fā)展，其在機械設計中的應用越來越深入，CAE技術隨之出現。通過CAE技術的應用，可快速地完成各種復雜參數的計算，像機械產品結構的強度、剛度、三維多體接觸、動力響應等[1]。目前在進行機械設計時經常使用的CAE軟件包括通用CAE軟件、專用CAE軟件。其中通用CAE軟件是一種可在設計環(huán)節(jié)對產品的物理性能、力學性能進行優(yōu)化的軟件。專用CAE軟件的使用，則可對機械產品的性能做出分析和優(yōu)化。CAE軟件的一個主要功能就是有限元方法，在進行機械設計時，可通過利用該軟件對產品結構做離散化處理，同時結合變形協(xié)調條件完成求解。在機械設計中應用AutoCAD技術中的CAE軟件，可對機械設計進行進一步的完善，提高設計的科學性與合理性，同步實現設計周期與設計成本的降低，對設計方案加以優(yōu)化。

4.3 應用AutoCAD技術建模

機械設計中的一個重要環(huán)節(jié)就是模型的構建，模型的構建直接關系著機械設計的質量。然而模型的構建存在著較大的難度，若不借助先進技術的應用進行構建，就很難保證模型構建的精準性。設計人員在進行機械設計的過程中，可借助AutoCAD技術，完成三維模型的構建，其不單單可輕松地完成模型的構建，同時還可保證模型構建的準確性。并且通過AutoCAD技術的應用構建的模型體系較為完善，包括環(huán)狀體、楔形體、圓柱體、圓錐體、球體、立方體等，機械設計模型構建的需求大體均可得到滿足[2]。設計人員在具體應用AutoCAD技術進行三維模型構建時，僅需要根據設計需求，選擇恰當的模型構建體系即可，其會對各項參數進行自動的分解和組裝。除此之外，設計人員還可利用AutoCAD技術中的三維模型構建功能進行彈性設計。也就是在進行三維模型構建的過程中，設計人員可結合具體情況，利用AutoCAD技術直接對數據做出恰當的調整，以此進一步提高所構建模型的精準性，從而更好地實現從機械設計到生產制造之間的無縫銜接。

4.4 應用AutoCAD技術的機械產品成功設計案例

據相關調查顯示，大部分機械產品的成功設計均脫離不開AutoCAD技術的支撐[3]。例如：在進行汽車設計的過程中，設計人員可利用AutoCAD技術對汽車車身結構、外觀進行精細化設計，實現由概念到制造之間的有效銜接。設計人員還可利用AutoCAD技術的仿真分析功能，對汽車在行駛過程中各方面性能的表現情況以及在發(fā)生碰撞時各方面的表現情況等進行預測，以此為依據對汽車的結構、性能以及安全性等進行進一步的優(yōu)化，從而提高汽車的整體性能與燃油率。

5 AutoCAD技術在機械設計行業(yè)的發(fā)展趨勢

5.1 標準化

現階段，AutoCAD技術的功能十分豐富，其有著較高的應用價值，但是其在兼容性方面依然存在著不足，難以實現對數據信息的充分共享[4]。為了化解該情況，更好地發(fā)揮AutoCAD技術在機械設計中的應用價值，需針對資源交換格式標準以及數據模型的構建標準做出深入的探析，推動AutoCAD技術朝著更加標準化的方向發(fā)展。

5.2 集成化

近些年，隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，機械設計手段也隨之越來越多樣化。在進行機械設計的過程中，需要處理較多的非結構化數據信息，像樣品圖像等。若想高效、高質量地完成機械設計，就需要對這部分數據信息進行科學的管理。為此，AutoCAD技術在發(fā)展的過程中，應注重集成化水平的提升，也就是應朝著集CAPP、CAM、CAD等技術的方向發(fā)展[5]。并且，設計人員在應用AutoCAD技術時，應針對機械產品的力學特征進行深入的研究，以此集成各種機械設計工藝，從而達到更加高質量的設計水平。

5.3 智能化

現如今已經進入到智能化時代，若想充分突顯AutoCAD技術在機械設計領域中的應用優(yōu)勢，實現設計質量的提高，就需緊隨時代發(fā)展，推動著AutoCAD技術朝著智能化的方向發(fā)展，通過與人工智能技術的整合發(fā)展，不斷地提升自身的創(chuàng)造力。例如：在進行汽車機械產品設計時，可在范例推理設計的基礎上，借助以神經網絡為基礎的設計方案推導系統(tǒng)，有效地彌補設計條件的描述不夠清晰與充分的不足，通過多解性模糊設計以及模糊判斷法的運用實現汽車機械產品的智能化設計。設計人員在具體應用AutoCAD技術時，應不斷地設計手段進行創(chuàng)新，充分發(fā)揮AutoCAD技術的智能化優(yōu)勢。另外，現如今VR技術與AR技術已經發(fā)展得較為成熟，AutoCAD技術在發(fā)展的過程中，應加強與其之間的融合，以此進一步提高三維模型構建的真實性[6]。設計人員可借助VR、AR技術的應用，將機械設計信息在現實世界中進行投映，這樣設計人員便可直觀且準確地了解產品的實際應用情況，以便事先發(fā)現其中存在的缺陷，從而更具針對性地進行完善與優(yōu)化，進而有效地提高機械設計產品的質量與性能。

5.4 網絡化

近些年，在網絡技術快速發(fā)展的促進下，AutoCAD技術也開始朝著網絡化的方向發(fā)展，并且在機械設計中的應用表現出了明顯的價值[7]。通過與互聯網技術的整合發(fā)展，在傳輸二維設計圖紙的過程中，其效率得到了明顯提升。同時在網絡技術的支持下，不僅實現了機械設計質量的進一步提高，同時還實現了設計成本的降低。

6 結語

綜上所述，隨著AutoCAD技術的不斷發(fā)展，其在機械設計中的應用價值越來越顯著。為此，設計人員一定要重視AutoCAD技術的應用，加強對該項技術的學習與研究，全面地了解該項技術的基本原理和主要特點。以便在進行機械設計時，可靈活地運用AutoCAD技術的各項功能，充分發(fā)揮該技術的多重功能優(yōu)勢。在進行設計圖紙繪制時，可通過該技術的應用，提高圖紙繪制的效率，減少人工差錯的出現，還可利用該項技術對設計方案進行進一步的優(yōu)化，保障機械設計的質量，同時通過三維模型的構建，將機械設計各項參數直觀地呈現出來，最大限度地減少材料浪費情況的出現。

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