CAD技術(shù)在工業(yè)零部件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及發(fā)展研究

郭榕楠

摘 要：本文以CAD技術(shù)的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)作為出發(fā)點(diǎn)，分析CAD技術(shù)在工業(yè)零部件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，闡述CAD技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);工業(yè)零部件設(shè)計(jì);應(yīng)用;發(fā)展研究

一、引言

隨著科學(xué)計(jì)算的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代化的工業(yè)產(chǎn)品制造的過(guò)程中，為了提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的效率、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、降低產(chǎn)品開發(fā)成本，CAD技術(shù)隨機(jī)孕育而生，改變了傳統(tǒng)的手工技術(shù)，使得本地和異地的數(shù)據(jù)資源整合、設(shè)計(jì)資源共享、數(shù)據(jù)管理便捷、設(shè)計(jì)修改高效，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)效率的提高以及產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的流暢起到了關(guān)鍵作用。

二、CAD技術(shù)的基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)

（一）CAD技術(shù)一般概念

CAD技術(shù)的英文名是叫Computer Aided Design，是一種新型的計(jì)算機(jī)技術(shù)，依托計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形處理能力和數(shù)值計(jì)算能力，能夠幫助工程技術(shù)人員對(duì)工程或產(chǎn)品進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)、修改和優(yōu)化的一種技術(shù)[1]。這種技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)，自誕生以來(lái)就被廣泛運(yùn)用在船舶制造業(yè)、模具制造業(yè)等相關(guān)行業(yè)之中，能夠很好地降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省不不要的成本開支，進(jìn)而提高審計(jì)質(zhì)量和效果。

（二）CAD技術(shù)發(fā)展進(jìn)程

CAD技術(shù)的的發(fā)展進(jìn)程主要經(jīng)過(guò)線框造型、曲面造型、實(shí)體造型、特征建模、參數(shù)設(shè)計(jì)五個(gè)階段，使得CAD技術(shù)越加成熟和完美。線框造型階段，注重利用物體上的點(diǎn)線之間的關(guān)系，構(gòu)建簡(jiǎn)單的線框式模型，具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，但不能進(jìn)行幾何特性的計(jì)算。曲線造型的階段，在線框造型的基礎(chǔ)上融入了面、邊的結(jié)構(gòu)信息，可以對(duì)產(chǎn)品的進(jìn)行消隱、剖面、表面積計(jì)算等操作，呢能夠表述形體的表面信息，但不能表述質(zhì)量、材料等物理信息。實(shí)體造型階段，棱邊右手法則確定所在面外法線的方向，借此表述實(shí)體內(nèi)外部，注重點(diǎn)線面體之間關(guān)系，能夠完整地體現(xiàn)物體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，但不能表現(xiàn)公差與精度、工藝中心孔等非幾何信息。特征建模階段，CAD模型零件融合幾何信息和非幾何信息，既反映產(chǎn)品零件的特征，也反映設(shè)計(jì)者的意圖，承載著產(chǎn)品開發(fā)的所有信息。參數(shù)設(shè)計(jì)階段，注重參數(shù)的作用，運(yùn)用參數(shù)組建幾何模型，能夠很大程度上節(jié)約建庫(kù)成本，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果。

三、CAD技術(shù)在工業(yè)零部件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）CAD技術(shù)能夠減少購(gòu)置設(shè)計(jì)工具的成本，集中設(shè)計(jì)工具，提高工作效率

CAD技術(shù)不同于手工設(shè)計(jì)技術(shù)，可以運(yùn)用鼠標(biāo)的功能進(jìn)行功能切換，輸入相應(yīng)的命令就可進(jìn)行圖形繪制，很大程度上節(jié)省了購(gòu)置設(shè)計(jì)工具的成本[2]。運(yùn)用CAD技術(shù)能夠很好地對(duì)產(chǎn)品圖形設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)制和修改，避免不必要的重復(fù)，改變了以往費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作狀態(tài)，有效地提高了設(shè)計(jì)者的作圖速度。

（二）CAD技術(shù)能夠很好地對(duì)工業(yè)零部件設(shè)計(jì)進(jìn)行管理，進(jìn)而提高質(zhì)量

在傳統(tǒng)的圖紙上修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)，很容易影響圖紙的美觀和清晰度，而運(yùn)用CAD技術(shù)可以對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖形進(jìn)行不留痕跡的修改，而且容易保存便于節(jié)省空間。同時(shí)，針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的圖紙也便于尋找，只要在相應(yīng)的搜索欄中輸入相應(yīng)文件名就可以了，改變了圖紙保存容易破損的命運(yùn)，并節(jié)約了圖紙所占的儲(chǔ)存空間。運(yùn)用CAD技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的修改和優(yōu)化，進(jìn)而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。產(chǎn)品設(shè)計(jì)者只要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，不必花大量的時(shí)間浪費(fèi)在設(shè)計(jì)圖紙的線型、剖切位置等工作上。產(chǎn)品設(shè)計(jì)者可以在三維CAD與二維之間進(jìn)行自由地切換，進(jìn)而生成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的二維視圖。以繪制軸承座為例，設(shè)計(jì)者就可以運(yùn)用CAD技術(shù)，形成一定的幾何模型，可以利用關(guān)聯(lián)關(guān)系，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的二維視圖。運(yùn)用運(yùn)用CAD技術(shù)，調(diào)出實(shí)體工具欄和視圖工具欄，將實(shí)體產(chǎn)品模型轉(zhuǎn)換為頂視圖，點(diǎn)擊“設(shè)置輪廓”命令，再選中實(shí)體，確認(rèn)后三次回車，這樣就生成了主視圖，用相同的方法完成俯視圖和左視圖的繪制，此時(shí)生成的三個(gè)視圖不在同一平面上，應(yīng)用“對(duì)齊”命令將其修改至同一平面，就成功的完成了軸承座三視圖的轉(zhuǎn)換。

四、CAD技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

CAD技術(shù)在我國(guó)工業(yè)制造業(yè)中占有至關(guān)重要的地位，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，CAD技術(shù)也產(chǎn)生相應(yīng)的發(fā)展[3]。CAD技術(shù)的發(fā)展主要呈現(xiàn)集成化、智能化的趨勢(shì)。CAD技術(shù)的集成化是指運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字化和信息化技術(shù)的可以將CAD系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)模塊進(jìn)行集成，或者對(duì)多個(gè)CAD系統(tǒng)進(jìn)行集成。同時(shí)，也可以對(duì)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、修改、測(cè)試等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行集成，使CAD系統(tǒng)成為一個(gè)資源信息共享的平臺(tái)。CAD技術(shù)的智能化是指智能技術(shù)和CAD技術(shù)相結(jié)合，使計(jì)算機(jī)擁有設(shè)計(jì)思維、設(shè)計(jì)建模等智能行為，從而使得人工設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)智能設(shè)計(jì)，通過(guò)智能制造系統(tǒng)能夠很好地創(chuàng)造新產(chǎn)品。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，CAD技術(shù)在我國(guó)工業(yè)制造業(yè)中扮演著重要作用。運(yùn)用CAD技術(shù)，能夠高效、精準(zhǔn)的繪制機(jī)械圖樣，能夠提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率，能夠縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，能夠降低產(chǎn)品開發(fā)成本，在工程設(shè)計(jì)行業(yè)中有著非常重要的意義和作用。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張燁，金君鑫.CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展與應(yīng)用[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2015（09）：161-167.

[3]王偉民，陸鐘武.CAD技術(shù)在工業(yè)爐設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].冶金能源，1994（02）：19-20.