CAD技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計中的應(yīng)用探究

侯振環(huán)　張棟梁

摘要：CAD作為計算機設(shè)計輔助技術(shù)，將其合理應(yīng)用到機械電氣工程設(shè)計中，能夠保證所設(shè)計產(chǎn)品的尺寸、規(guī)格等符合標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化傳統(tǒng)的設(shè)計流程。本文首先簡單介紹了CAD技術(shù)與機械電氣工程設(shè)計相關(guān)概念，對CAD技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計中的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，分析了其在機械工藝設(shè)計領(lǐng)域的優(yōu)勢，并提出在機械電氣工程設(shè)計中如何有效應(yīng)用CAD技術(shù)，希望為機械工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);機械電氣工程設(shè)計;應(yīng)用

引言

與傳統(tǒng)純手工一筆一劃的制圖方式不同，CAD技術(shù)通過電腦軟件中豐富的數(shù)據(jù)庫可以輕松獲取各類機械設(shè)計的基礎(chǔ)元件，整改設(shè)計過程只需要將這些基礎(chǔ)元件通過線條組合起來，即可實現(xiàn)機械工藝設(shè)計，而且因為是電腦軟件制圖，可以隨時修改標(biāo)注CAD圖紙，對于設(shè)計錯誤的部分可以隨意修改而不會造成資源和時間的浪費，節(jié)省了大量的時間和人力資源成本，從而提高效益。

1CAD技術(shù)與機械電氣工程設(shè)計概述

1.1CAD技術(shù)基本定義

計算機輔助設(shè)計英文簡稱為CAD。CAD技術(shù)指的是借助計算機工具輔助設(shè)計者完成相關(guān)設(shè)計的技術(shù)。計算機技術(shù)的不斷成熟為CAD技術(shù)的發(fā)展提供了發(fā)展空間，使其使用范圍不斷擴大，比如在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械電氣工程設(shè)計中得以應(yīng)用，將該技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮出來。

1.2CAD技術(shù)與機械電氣工程設(shè)計的關(guān)系

由于傳統(tǒng)的機械設(shè)計在圖形繪制處理、計算準(zhǔn)確性等方面存在一定缺陷，無法滿足機械工程對設(shè)計精確度、圖形處理等方面的高要求。在機械電氣工程設(shè)計中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠促使機械設(shè)計的質(zhì)量、效率得到很大程度改善和提升，因此機械電氣工程設(shè)計要求的提高，為CAD技術(shù)的應(yīng)用提供有利機遇[1]。

2CAD技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計中發(fā)展現(xiàn)狀分析

CAD技術(shù)作為一種現(xiàn)代化設(shè)計方法，在機械電氣工程設(shè)計應(yīng)用中不斷更新和升級，以滿足當(dāng)前機械電氣工程設(shè)計的需求。同時，在當(dāng)前智能化、信息化的發(fā)展趨勢下，CDA技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計中也會順應(yīng)時代發(fā)展的步伐前進，具體體現(xiàn)在以下方面：

首先，在CAD技術(shù)不斷更新的過程中，相關(guān)的CAD技術(shù)軟件也隨之產(chǎn)生，這些軟件憑借自身的特點來吸引不同層面的用戶，由于不同軟件在應(yīng)用中缺乏一定的標(biāo)準(zhǔn)，造成各個軟件之間出現(xiàn)不兼容情況，對機械電氣工程設(shè)計操作人員來說，在使用不同軟件時，無法做到信息交流和資源共享，影響CAD技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計行業(yè)的深入開發(fā)和更新。為了解決各個軟件之間不兼容問題，要求CAD軟件數(shù)據(jù)模型、資源交換格式等具有一定的標(biāo)準(zhǔn)化，便于機械電氣工程設(shè)計人員工作效率的提高，促使機械電氣工程設(shè)計水平的提升。

其次，在當(dāng)前智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的大環(huán)境下，為CAD技術(shù)升級創(chuàng)造有利環(huán)境，比如在機械產(chǎn)品模型設(shè)計環(huán)節(jié)中應(yīng)用該技術(shù)，可以通過參數(shù)、特征造型等來分析產(chǎn)品設(shè)計的可行性，能夠使設(shè)計者從傳統(tǒng)設(shè)計方法中解脫出來，將更多時間和精力用在產(chǎn)品性能創(chuàng)新方面。

最后，在網(wǎng)絡(luò)條件的支撐下，在機械電氣工程設(shè)計中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品二維圖紙的快速傳輸，并建立具有動態(tài)性的三維模型，在達到機械產(chǎn)品設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，使企業(yè)的運營成本有所降低[2]。

3CAD技術(shù)在機械工藝設(shè)計中的使用優(yōu)勢

3.1提升產(chǎn)品質(zhì)量

與傳統(tǒng)的設(shè)計方式不同，CAD技術(shù)可以使得機械工藝設(shè)計的過程更加快速，往往速度會提升數(shù)十倍;可以隨時修改設(shè)計內(nèi)容，而不是如傳統(tǒng)設(shè)計一樣，一旦出現(xiàn)問題需要整體換新，重新繪制設(shè)計圖紙，這樣節(jié)約了大量的時間，使得設(shè)計更加得心應(yīng)手;可以更方便的設(shè)計出三位圖像，并進行全方位的觀察效果，通過CAD技術(shù)設(shè)計出來的機械產(chǎn)品，可以隨意放大不失真，也可以進行隨意的翻轉(zhuǎn)，仔細查看各個方位的設(shè)計效果，而傳統(tǒng)方式技能通過復(fù)雜的步驟不斷體現(xiàn)出產(chǎn)品的三維立體圖形與各個視圖，設(shè)計過程中更容易出現(xiàn)錯誤，難度也更大，耗費時間也更多，通過CAD設(shè)計出三位立體圖紙后，可以通過對產(chǎn)品的全方位觀察，更有利于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的各類問題，方便進一步修改和優(yōu)化，甚至可以通過觀察，激發(fā)新的設(shè)計思路，設(shè)計出更優(yōu)秀的機械產(chǎn)品。

3.2提高設(shè)計效率

通過CAD技術(shù)可以避免傳統(tǒng)手工制圖的不足之處，例如，在進行三維立體模型的設(shè)計時，傳統(tǒng)模式只能通過三視圖抽象的體現(xiàn)出設(shè)計效果，無法直觀的查看設(shè)計產(chǎn)品的效果圖像，而通過CAD技術(shù)設(shè)計的機械產(chǎn)品，可以輕易繪制出三維立體的圖像，通過鼠標(biāo)的控制，將圖形進行全方位旋轉(zhuǎn)查看，可以對產(chǎn)品的組成部分進行拆解重裝，對于設(shè)計不合理的部分隨時進行修改，節(jié)省了大量的工作時間，相較于傳統(tǒng)設(shè)計模式，其效率提升了幾十倍[3]。機械產(chǎn)品往往是由許多小型的零部件組成，通過CAD技術(shù)可以有效快速的繪制出各零部件組合的樣圖，對于組合之處可以放大進行詳細的查看，方便及時發(fā)現(xiàn)問題，避免設(shè)計的產(chǎn)品在實際應(yīng)用后，再因之前未發(fā)現(xiàn)的設(shè)計問題而故障頻發(fā)。

4CAD技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計中的應(yīng)用

4.1CAD技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計中的建模應(yīng)用

傳統(tǒng)機械電氣工程設(shè)計很大程度上的短板就是建模方面，CAD技術(shù)彌補了這一段版，同時這也是其存在的核心價值。在建模過程中，需要綜合各方面的信息和數(shù)據(jù)來達成目標(biāo)，其中主要有三類，分別為線框模型、表面模型以及實體模型。CAD技術(shù)在許多方面多多少少都有使用，但大多數(shù)情況下應(yīng)用在二維、三維的建模上。三維建模應(yīng)用了較多的幾何、代數(shù)的相關(guān)數(shù)學(xué)知識，根據(jù)要求模擬出模型，再引入?yún)?shù)進行變量運算。

4.2CAD技術(shù)的智能化

在許多機械電氣工程設(shè)計中，一些部件的結(jié)構(gòu)、尺寸等都有嚴(yán)格的要求，對于不同環(huán)境工作的部件也要有一些特定的大小。零部件的工作需要技術(shù)人員對其有深入的掌握，相關(guān)的力學(xué)分析以及結(jié)構(gòu)特點都是要精確了解的部分，而現(xiàn)階段CAD技術(shù)已經(jīng)基本可以達到這類標(biāo)準(zhǔn)，對部件可以有良好的分析。所以，在很多時候技術(shù)人員不需要對零部件大量了解，可以通過CAD技術(shù)完成這方面內(nèi)容[4]。

4.3CAD技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計中繪圖的作用

CAD技術(shù)在機械工程中最基礎(chǔ)的應(yīng)用就是繪圖制作，該技術(shù)不僅能夠改變傳統(tǒng)的繪圖方式，還可以更好的滿足機械工程對繪圖的要求。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，CAD技術(shù)最早進入機械電氣工程設(shè)計工作就是進行繪圖制作。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，CAD繪圖軟件的主要功能包括交互式繪圖、圖形編輯、文字填充剖面、區(qū)分層次和實現(xiàn)圖像與文字之間的轉(zhuǎn)換。

結(jié)論

在現(xiàn)代發(fā)展中，機械電氣工程設(shè)計的要求越來越高，CAD技術(shù)的使用具有重要的意義，不斷完善CAD技術(shù)，增加其在建模、繪圖以及提升設(shè)計智能化等方面的作用是必要的舉措。

參考文獻

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朱浩宏.CAD技術(shù)在機械電氣工程設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].企業(yè)文化（下旬刊），2018（10）：230.