論CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

冷培杭

摘 要：隨著機(jī)械設(shè)計(jì)的信息化，CAD技術(shù)也發(fā)展迅速，CAD技術(shù)逐漸在機(jī)械設(shè)計(jì)中處于重要的地位，CAD技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的的快速發(fā)展，并且對(duì)機(jī)械制造業(yè)有深遠(yuǎn)的影響，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)CAD技術(shù)也提出了更高的要求，這就需要我們不斷的創(chuàng)新和發(fā)展CAD技術(shù)的研究和應(yīng)用，提高CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CAD；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用；效率

1 CAD的概況

1.1 CAD技術(shù)及CAD系統(tǒng)。CAD，即Computer Aided Design的簡(jiǎn)稱，主要是指通過計(jì)算機(jī)的基本功能對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的計(jì)算、分析、制圖、模擬等工作的完成，并且通過人員的控制完成設(shè)計(jì)的全過程，最后通過系統(tǒng)將結(jié)果和產(chǎn)品圖進(jìn)行輸出，相較于傳統(tǒng)的方式來說是一種先進(jìn)而有效的設(shè)計(jì)方式，換種方式來說CAD是將人和機(jī)器混編在解題專業(yè)中的一種技術(shù)。

1.2 對(duì)于CAD不同的人有不同方面的理解，很多人認(rèn)為CAD就是在工程設(shè)計(jì)中使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算和分析得到最終結(jié)果，另外部分人認(rèn)為是通過計(jì)算機(jī)的控制繪制圖紙，這些認(rèn)識(shí)對(duì)CAD的具體功能來說都是片面的，CAD的使用具有很多方面的發(fā)展，需要我們不斷的研究和完善，從而提高CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和工作效率。

1.3 CAD系統(tǒng)是指依賴于CAD技術(shù)設(shè)計(jì)起來的，CAD系統(tǒng)是CAD技術(shù)的集中表現(xiàn)。一般的CAD系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備等系統(tǒng)軟件構(gòu)成的基礎(chǔ)，以及含有分析軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)等支撐層和應(yīng)用層。CAD系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于計(jì)算分功能，完成和完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃，進(jìn)行二維圖像交互以及三維幾何造型的圖像處理功能，同時(shí)還可以警醒數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的交換，文檔制編輯等一系列功能。

1.4 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在CAD的技術(shù)應(yīng)用程序中，計(jì)算機(jī)的加入使得軟件應(yīng)用有了大跨越的發(fā)展，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式不同，CAD在設(shè)計(jì)方案進(jìn)行時(shí)更為高效、迅速和準(zhǔn)確，并且能夠更好的進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化和完善，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的提高具有很大的推動(dòng)作用，并且計(jì)算機(jī)在CAD的應(yīng)用中起著相當(dāng)重要的作用，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用形式化了整個(gè)CAD的設(shè)計(jì)過程，雖然CAD的基本應(yīng)用核心是軟件技術(shù)，但是計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使得CAD技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)圖形的繪制、機(jī)械的制圖以及數(shù)據(jù)的替換等，另外CAD還需要的另一個(gè)組成部分是支撐軟件，例如計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、圖形系統(tǒng)等都是CAD的支撐軟件部分。

2 CAD的優(yōu)勢(shì)

2.1 CAD的使用使得機(jī)械設(shè)計(jì)的過程更為簡(jiǎn)便和高質(zhì)，通過CAD的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式相比質(zhì)量明顯上升，于是CAD、CIMS技術(shù)廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，不僅如此，三維CAD技術(shù)的應(yīng)用能夠根據(jù)產(chǎn)品的具體特點(diǎn)而進(jìn)行優(yōu)化和完善，并且可以進(jìn)行虛擬的技術(shù)設(shè)計(jì)，表現(xiàn)方式更為直觀和形象，這種方式對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)來說能夠大幅提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，所以CAD設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)就明顯的體現(xiàn)出來，大型公司中加工產(chǎn)品不斷完善，充分科學(xué)的利用CAD等技術(shù)軟件，使得設(shè)計(jì)效果更好質(zhì)量更高，大幅提高了設(shè)計(jì)水平。

2.2 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式工作量大，一旦某個(gè)步驟出現(xiàn)問題會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)都要進(jìn)行檢查和更改，CAD設(shè)計(jì)改善了這個(gè)問題，CAD設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用極大的縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)中的時(shí)間消耗，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的效率大幅提升，尤其在三維設(shè)計(jì)工作中，CAD的應(yīng)用能夠根據(jù)參數(shù)自我調(diào)整，從而大大降低工作人員的工作量，大幅度的提高工作效率，降低工程成本。

2.3 另外CAD的應(yīng)用使得裝配零件更為便利，在配置零件過程中直接使用CAD軟件中的資源進(jìn)行查找，另外零件之間的裝配信息也能直接查詢，并且系統(tǒng)具有一定的自檢能力，當(dāng)裝配出現(xiàn)不合理的情況下系統(tǒng)會(huì)發(fā)出提示，避免后續(xù)工程的影響，另外系統(tǒng)有一些具有隱藏功能的零件，想要看清內(nèi)部結(jié)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以采取隱藏部分零件，從而清晰的進(jìn)行檢查，并且CAD具有系統(tǒng)演示的功能，在零件完成之后可以在投入使用之前進(jìn)行機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)演示，根據(jù)演示效果進(jìn)行評(píng)估和檢查，在演示過程中系統(tǒng)也會(huì)進(jìn)行檢測(cè)，在出現(xiàn)問題之后就會(huì)報(bào)錯(cuò)，從而可以直接在設(shè)計(jì)上修改，避免投入生產(chǎn)之后的成本浪費(fèi)。

3 CAD的應(yīng)用

3.1 其中CAD建模方式主要體現(xiàn)在裝配圖和零件的實(shí)體建模表面模型、線框模型以及實(shí)體模型。對(duì)于簡(jiǎn)單的零件，CAD技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)行分割處理，通過分割之后變成一些基本模型，這些基本模型的三維組合通過布爾運(yùn)算公式的計(jì)算最終實(shí)現(xiàn)清晰的三維實(shí)體模型。

3.2 對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、檢查。針對(duì)于三維CAD系統(tǒng)，針對(duì)于相鄰的零件位置、形狀可以設(shè)計(jì)出新的零件。在這個(gè)條件下，它還能確保新零件的飽和度。使用三維動(dòng)畫技術(shù)可以將全過程的構(gòu)造展示出來。

3.3 提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)水平和質(zhì)量依據(jù)三維CAD技術(shù)，虛擬設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題也可以輕而易舉的解決。此外，我們可以利用信息技術(shù)和機(jī)械產(chǎn)品彼此融合的典型特點(diǎn)，加上三維CAD技術(shù)來合理的計(jì)劃生產(chǎn)以及相關(guān)的工作，為機(jī)械產(chǎn)品提供全新的平臺(tái)。

3.4 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，CAD技術(shù)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，系統(tǒng)的智能化很大的推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，三維CAD技術(shù)逐漸應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，并且不斷的向著集成化、系統(tǒng)化和智能化發(fā)展，計(jì)算機(jī)作為CAD系統(tǒng)的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及交換格式等的規(guī)范化促進(jìn)了CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的進(jìn)步，其中有數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)中的常用軟件系統(tǒng)STEP體統(tǒng)，CAD技術(shù)本身也在不斷的發(fā)展和提高標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)工程中通過計(jì)算機(jī)和CAD技術(shù)的共同完善逐漸實(shí)現(xiàn)了三維CAD的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)也在不斷的完善和發(fā)展，在三維設(shè)計(jì)的集成化應(yīng)用時(shí)會(huì)同時(shí)應(yīng)用到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)一級(jí)硬件、圖像處理等軟件，并且異地設(shè)計(jì)三維等概念也會(huì)不斷的發(fā)展和運(yùn)用，智能化CAD的設(shè)計(jì)將會(huì)更實(shí)際的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中。

4 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)技術(shù)和CAD系統(tǒng)的不斷發(fā)展完善了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方式，CAD技術(shù)使得計(jì)算機(jī)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)的工程中，我國(guó)的CAD技術(shù)發(fā)展迅速，但同時(shí)也存在很多的不足，我們需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)吸取先進(jìn)理念，更好的促進(jìn)CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)上的應(yīng)用和發(fā)展。

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