機械cad范文

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關鍵詞：機械制圖；機械cad；技術要求；結合分析

1、引言

由機械制圖的定義可知，機械制圖是表達工程設計意圖的重要技術文件，是工程開始之前最重要的準備工作。如果說人類的語言是文字，那么工程與機械制造界的語言就是機械制圖。掌握了先進的機械制圖技術才能繪制出高質量的機械圖樣，而擁有高質量的機械圖樣，才能更加精確和完整地表達出工程的要求和注意事項，才能更快地發現問題、解決問題，才能保證工程順利地進行。經過大量的機械制造和建筑行業調查研究之后，我們發現，將機械制圖與機械CAD有機地結合起來可以最大限度地提高機械圖樣的精確性和完整性。因此，本文圍繞機械制圖與機械CAD的關系，以及兩者結合的必要性和具體措施展開研究，目的在于促進機械制圖技術的發展，更好地指導工作的進行。

2、關于CAD技術

近年來，伴隨著互聯網的普及和計算機技術的迅速發展，CAD技術也越來越廣泛地應用于機械制圖。傳統的機械圖紙僅僅依靠手繪，其工作量比較大，繪制過程中也難免會出現一些容易忽視的錯誤，而繪制機械圖紙是一件整體性較強的工作，各部分密切相關，一旦出現錯誤，修改難度比較大。而CAD技術以AUTOCAD軟件為平臺，只要打開軟件，正確無誤地輸入相關信息之后，利用自身專業知識，在軟件的輔助之下，可以快速準確的完成機械圖樣。CAD技術具有以下優點：2.1覆蓋面廣，可據此了解機械的零件形狀及大小，組裝要求以及機械性能。2.2耗費時間少，在計算機技術的輔助之下，大大減少了機械制圖的時間，縮短了設計周期，極大地提高了工作效率。2.3性能高，CAD技術能應用于各種機械制圖，技術水平高，能處理各種圖形圖像信息、設計各種現代化信息工程以及建立三維立體模型。2.4還原性強，CAD技術會以一種形象、逼真的形式展示產品，可以極大地開發設計者的思維。

3、機械制圖與機械CAD的關系

在傳統的機械制圖中，人們都是利用大腦自身的空間思維能力，將腦海中的三維模型繪制出來，但是大腦顧及的方面畢竟是有限的，難免會顧此失彼造成圖紙的錯誤。而CAD技術就相當于機械制圖的一次重大革新，它是利用計算機技術，輸入相關數據，在專業的制圖軟件的平臺上完成制圖，然后以三維立體的形式將產品展現出來，對照機械制造的要求進行檢查，審核通過后方可采用。總之，機械CAD是機械制圖的一次革新，是機械制圖的延伸與進步，其在很大程度上促進了機械工程的發展。

4、機械制圖與機械CAD結合的必要性

機械制圖常用的有右視圖、俯視圖以及斷面圖。視圖是按照正投影法，即機件向投影面投影得到的圖形，由視圖的定義可知，視圖表達的主要是機件外部的形狀，而機械內部輪廓則用虛線表示。剖面圖則是假想機械被切開，展示的是機械內部的結構；而斷面圖則適用于桿狀結構斷面形狀的展示。綜上所述，我們不難發現機械制圖展示的僅僅是大概的圖形，而機械中眾多精細的零件得不到詳細的描述，比如說，齒輪、彈簧、螺紋、花鍵等等。而機械CAD制圖則不會出現此類情況。將機械制圖與機械CAD有機地結合起來，能達到優勢互補的目的，促進機械工程的進步。

5、機械制圖與機械CAD的結合分析

將機械制圖與機械CAD技術相結合并不是一句空話，具體實施措施可以從以下幾個方面展開：5.1內容方面機械制圖研究的是閱讀和繪制基本圖樣的方法和原理，其主要是有關正投影的相關理論。而機械CAD制圖是一種計算機繪圖工具，它把顯示屏當做畫板，把鼠標和鍵盤當做鉛筆，另外，機械CAD還有眾多的繪圖工具，三維立體模型。在繪圖效率和繪圖質量上有明顯的優勢。但是，機械CAD并不能完全替代機械制圖，因為其本質上只是一種制圖軟件而已。而軟件的運行主要依賴于機械制圖的基礎理論知識以及制作規范和標準。換句話說，兩者內容上的結合就是制圖的理論知識和計算機技術的結合。5.2技能掌握方面雖然當今機械制造行業使用較為廣泛的是機械CAD制圖，但是專業制圖人員還是應該掌握機械制圖的方法。以機械CAD為主，以機械制圖為輔，通過機械制圖鞏固知識，再應用于機械CAD制圖。5.3應用方面機械制圖中的點、線、面等幾種幾何構圖可以利用機械CAD快速地建立主視、俯視等視圖；另外，還可以通過三維模型的著色功能將點、線、面融入到三維實體中，可方便分析不同位置的線、面投影。

結束語

總而言之，將機械制圖和機械CAD有機地結合起來有著十分重大的意義，兩者的結合也就是計算機制圖與機械制圖的結合，是傳統機械制圖的一次飛躍，兩者相輔相成，共同促進了制圖軟件和理論學科的雙贏發展。

參考文獻：

[1]陳桂芬.計算機繪圖與機械制圖融入式教學的探討與實踐[J].無錫職業技術學院學報.2005(04)

[2]覃志文.機械CAD與機械制圖的結合在機械制造中的應用[J].山東工業技術.2014(13)

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關鍵詞CAD；機械制圖；二者的有機結合

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599(2012)04-0000-02

計算機功能的普及和飛速發展。計算機制圖已經廣泛應用到各工程領域，CAD作為計算機制圖的重要軟件，更是成為了與機械制圖密不可分的一部分。CAD很好的替代了手工制圖的方法，以顯示器替換了圖板和圖紙，鼠標和鍵盤替換了鉛筆，圓規和橡皮等作圖工具，除此之外，還提供了一些手工工具無法實現的功能，如伸縮變換，尺度調整等等，通過以上替換和改進，大大提高了機械制圖的效率和質量，更為復雜繪圖工作提供了極大的便利，給工程的設計和實現都創造了優越的條件。

一、機械制圖簡介

機械制圖是指用圖樣確切表示機械的結構形狀、尺寸大小、工作原理和技術要求的學科。圖樣由圖形、符號、文字和數字等組成，是表達設計意圖和制造要求以及交流經驗的技術文件，常被稱為工程界的語言。

機械圖樣主要有零件圖和裝配圖，此外還有布置圖、示意圖和軸測圖等。零件圖表達零件的形狀、大小以及制造和檢驗零件的技術要求；裝配圖表達機械中所屬各零件與部件間的裝配關系和工作原理；布置圖表達機械設備在廠房內的位置；示意圖表達機械的工作原理，如表達機械傳動原理的機構運動簡圖、表達液體或氣體輸送線路的管道示意圖等。示意圖中的各機械構件均用符號表示。軸測圖是一種立體圖，直觀性強，是常用的一種輔助用圖樣。

二、CAD簡介

AutoCAD是由美國Autodesk公司開發的大型計算機輔助繪圖軟件。CAD是計算機輔助設計的簡稱，是指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計制圖工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產生的設計結果，可以快速做出圖形，使設計人員及時對設計做出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。

三、CAD的系統功能

（一）基本功能：

1.平面繪圖,能以多種方式創建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象。繪圖輔助工具。AutoCAD提供了正交、對象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等繪圖輔助工具。正交功能使用戶可以很方便地繪制水平、豎直直線，對象捕捉可 幫助拾取幾何對象上的特殊點，而追蹤功能使畫斜線及沿不同方向定位點變得更加容易。

2.編輯圖形，CAD具有強大的編輯功能，可以移動、復制、旋轉、陣列、拉伸、延長、修剪、縮放對象等。

3.標注尺寸，可以創建多種類型尺寸，標注外觀可以自行設定。

4.書寫文字,能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字，可設定文字字 體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。

5.圖層管理功能，圖形對象都位于某一圖層上，可設定圖層顏色、線型、線寬等特性。

6.三維繪圖，可創建3D實體及表面模型，能對實體本身進行編輯。

7.網絡功能，可將圖形在網絡上，或是通過網絡訪問AutoCAD資源。

8.數據交換,AutoCAD提供了多種圖形圖像數據交換格式及相應命令。

9.二次開發，CAD允許用戶定制菜單和工具欄，并能利用內嵌語言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等進行二次開發。

（二）設計功能：

1.設計組件重用。

2.簡易的設計修改和版本控制功能。

3.設計的標準組件的自動產生。

4.設計是否滿足要求和實際規則的檢驗。

5.無需建立物理原型的設計模擬。

6.裝配件(一堆零件或者其它裝配件)的自動設計。

7.工程文檔的輸出，例如制造圖紙，材料明細表。

8.設計到生產設備的直接輸出。

9.到快速原型或快速制造工業原型的機器的直接輸出。

四、機械制圖與CAD的關系

隨著近幾天信息技術的快速發展，信息基礎的應用領域日益廣泛，目前已逐步與機械工程領域造相融合，為機械工程的進步，深化提供了強有力的支持。將CAD應用于機械裝備制造領域，有以下幾點好處：

（一）極大的提高了制圖效率，提高了制圖質量

利用CAD電子軟件進行作圖，與手工相比，方便了很多，減少了很多不必要的麻煩，并且利用計算機處理，改善，計算圖形和樣板和節約了很多時間，CAD能以多種方式創建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象。繪圖輔助工具。提供了正交、對象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等繪圖輔助工具。正交功能使用戶可以很方便地繪制水平、豎直直線，對象捕捉可幫助拾取幾何對象上的特殊點，而追蹤功能使畫斜線及沿不同方向定位點變得更加容易。更重要的是通過cad軟件的功能可以輕松地解決一些手工處理無法解決的問題，如復雜的投影線天生問題、尺寸漏標問題、漏畫圖線問題、機構幾何關系和運動等等。為生產細膩，復雜的精細零件提供了一個條件

（二）顯示整體三維效果，抓住設計要點

CAD軟件顯示圖形具有很好的三維效果，這是手工制圖所無法實現的，它可創建3D實體及表面模型，能對實體本身進行編輯另外由于圖形顯示的更加形象具體，可以給設計者一個整體的感知，并且就能暴露出更多細節上的問題，便于工作者很好的調整和完善。并且它符合人的思維過程 設計師在設計時總是先思考后將所想繪出，由于腦海中想象到的樣品往往是三維的，因而直接建立模反映樣品真實幾何形狀的三維實體模型是最有利的方法。這可使機械設計師更加專注于產品設計本身，而不是產品的圖形表示，符合機械設計師的創新意識，有利于設計的連續進行。為設計更好的樣品，奠定基礎。

（三）實現高精度條件，為后續生產實現環節奠定良好基礎

用CAD計算出的尺度精度遠比手工制圖的精度要高很多，為生產環節省去了很多不必要的麻煩，并且，利用CAD制圖的圖形自動調整和匹配功能，也可以省掉許多自行設計和計算的麻煩，例如 可以在裝配環境中設計新零件，也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件，既方便又快捷，還可保證新零件與相鄰零件的精確配合，避免了單獨設計零件時機算尺寸或因精度不合適出現錯誤而導致裝配的失敗。零件環境中有查找器，在完成機械零件造型時，資源查找器同時列出了完成該零件的所有命令，點擊這些命令就可以很清楚地了解完成該零件的每個步驟，并利用資源查找器中的零件回放把零件造型的全過程通過動畫連續地演示出來，使人一目了然。修改零件時，也可以點擊資源查找器中相對應的命令來完成，更方便地是在裝配環境中也可以進行零境來完成零件的修改。

總之，可以說CAD技術是現代化機械制圖的需要，一個以機械制圖為依托的重要技術，CAD作為計算機繪圖工具的代表，成功的實現了一場機械制圖的革命，代表了機械制圖的現代化方式，它是機械制圖的工具，基礎，而機械制圖也是CAD全面的應用和功能體現，二者將緊密相連，共同發展。

五、在教學上將CAD與機械制圖相結合

在熟悉了CAD和機械制圖以及他們的相互關系之后，為了更好的將兩者緊密結合，合理運用，我們需要在教學上就將兩者有機的結合在一起，為以后的機械工程領域培養出一批批更好的設計者。

筆者認為，將兩者相結合從以下幾個關鍵點入手：

（一）重視對學生空間思維能力的培養。CAD的一個重要功能就是能將多構思的圖形三維的展現出來，因此，CAD的合理應用同學生空間想象能力緊密相關，所以培養學生的這種構思，想象能力尤為重要。首先 應該從基礎做起，讓學生充分了解和掌握基本幾何體如棱柱，棱錐等的投影和其特征的出現和原理，從而讓學生對三維的世界有一個初步的了解，為以后抽象的構思提供條件

（二）利用三維CAD輔助教學。多年機械制圖的教學實踐證明：培養學生的空間思維能力和想象能力的核心在于引到學生完成從平面到立體，從二維到三維的思維轉化。這個轉化過程如何十分直接抽象則很難讓學生接受,畢竟這一過程以學生的正常的思維方式不太一樣，不符合對他們的學習規律,因此機械制圖教學不能僅僅從抽象的點線面開始，最好從整個實體出發,這樣不但可以增強學生的感性認識,還可以增加學生對投影知識的理解。CAD輔助教學能很好的幫助教師完成這一點，因此教學時應該充分利用這一輔助功能

（三）利用三維CAD輔助分析復雜零件。比較復雜的零件的分析，一直是機械制圖上的難點，學生難以接受，教學也比較困難，但利用CAD的實體展現等功能可以大大的減小這一問題的難度，對于一些復雜的零件,尤其是裝配體,實物模型很難展示其內部結果,但是通過CAD建立的三維模型則可以根據需要,靈活進行剖切,還可以進行仿真,直觀展示裝配配體中各零件之間的裝配關系,有助于學生進一步了解裝配體的工作原理。傳統的教學方式,要由裝配圖想象裝配體這對于思維學校的學生來說,難度很大,學習效果也很差,根本無法達到要想象的效果。所以面對這樣的復雜問題，教師和學生都可以考慮利用CAD解決。

參考文獻：

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[4]楊裕根,徐祖茂.機械制圖[J].北京郵電大學出版社,2011

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【關鍵詞】機械CAD；機械制圖；結合應用

引言

機械制圖技術在機械制造領域是一門基礎性的技術，對機械制造有著十分重要的作用。同時，由于計算機技術的不斷發展，CAD制圖技術也得到了廣泛地應用。將CAD技術與機械制圖技術有機結合在一起，不僅可以提高機械制圖的效率，還可提高制圖的準確性。本文將對機械CAD技術與機械制圖技術的有機結合展開探討。

1.機械制圖與機械CAD的關系

機械制圖的主要具有一定的繪制和識讀機械圖樣的能力、空間想象和思維能力以及繪圖的實際技能。而機械CAD是利用計算機處理圖形信息，并控制輸出設備而實現圖樣的顯示和繪制的一門實用技術。運用機械CAD強大的繪圖功能，正確把握機械CAD與機械制圖關系，合理選擇在機械制圖中主要采用的是手工繪圖的方式，繪圖主體為圖紙，用到的繪圖工具主要包括：尺子、圓規、鉛筆等。而機械CAD是一款主要用于繪圖設計的圖形處理軟件，該計算機繪圖軟件不僅可以設計空間三維立體圖形，而且還具有尺寸測量、多角度瀏覽顯示等輔助功能。手工繪圖是機械制圖的核心、而CAD技術是手工繪圖的改進和完善。

（1）機械制圖知識是機械CAD技術的基礎支撐。CAD是一款圖形設計與處理軟件，要求操作者具有良好的基本繪圖知識，而手工繪圖則是繪圖知識的基礎，只有培養良好的繪圖習慣和有效的空間思維能力，才能更好地運用CAD繪圖軟件進行機械制圖。若沒有基礎扎實的繪圖知識，即使采用CAD進行制圖，也無法制作出合格優秀的機械圖紙。

（2）機械CAD可有效提高機械制圖的效率。傳統的機械制圖主要采用手工繪圖的方式，不僅耗時耗力，而且還容易存在繪圖尺寸不準確等問題。而利用機械CAD技術則可有效提高制圖效率，機械CAD具有強大的圖形設計和編輯功能，且設計的圖樣標準、準確。而且CAD可演示二維圖形向三位空間的動態轉換過程，十分形象。因此，可以認為機械CAD技術的有效應用是機械制圖技術的升級和改進。

2.機械制圖與機械CAD的有機結合分析

在機械領域中異軍突起的機械CAD技術正迅速普及。職業學校機械專業也及時把計算機輔助設計（即機械CAD）納入機械制圖課程，以符合學科需要、社會需要、學生需要，完成教學目標。在制圖教學中要找準引入機械CAD教學的契機，合理采用分段模塊教學，并強調課程特點，加強改進和發展，有機結合機械CAD與機械制圖。

2.1機械CAD原理方法與機械制圖的結合機械制圖主要內容為機械繪圖原理、方法以及相關的投影變換理論，要培養良好的機械制圖能力，首先需要培養良好的空間想象力，以及復雜圖形的分析能力。CAD為一款計算機輔助制圖軟件，相當于把傳統的手工制圖搬到了計算機中進行。同時，CAD制圖軟件具有非常豐富的制圖工具，而且還可極大地提高繪圖的準確性和效率。CAD技術具有許多優點，例如可實現三維模型的繪制。CAD是以機械制圖的基本原理和方法為基礎的，因此在機械CAD制圖中必須形成一套以機械制圖技術為基礎的更加完善的制圖標準。兩者的幾何必須實現制圖原理和方法的統一結合，從而提高制圖的標準性和統一性。

2.2機械制圖及其機械CAD模式的協調在機械制造領域，機械制圖模塊的應用是一個重要的步驟。繪圖者掌握機械圖的繪制原理和讀取技巧后，才可滿足當下機械制圖的需要，這對繪圖者的專業素質提出了更高的要求。在機械制圖過程中，為了保證機械產品的設計質量，要求制圖者必須保證圖紙的標準性和準確性。這就要求我們在進行機械制圖時改進傳統的機械設計模式，并對CAD軟件進行更新，確保其滿足設計需求。

機械制圖模塊與CAD制圖軟件是緊密聯系在一起的。機械CAD是專業的計算機圖形輔助設計軟件，可繪制各種標準的機械圖樣。與傳統的手工制圖相比，CAD的繪圖體系更加豐富和全面，其繪圖方式更加快捷和方便，可極大提高制圖效率。將兩種模式進行協調與結合，可優化機械制圖的綜合效益，提高機械制圖的質量和效率。

2.3機械CAD與機械制圖協調模塊的優化（1）機械CAD制圖融合了機械制圖的原理、方法以及相關的制圖技巧，從而保證制圖的標準性。這就要求了機械CAD與機械制圖在內容上應當保持協調一致。繪圖者也應該掌握良好的繪圖技巧，不斷提高自身的繪圖素質。繪圖者應當堅持不斷的學習，提升自己的繪圖水平，而企業也應當開展相關的定期培訓，確保機械制圖的質量。在機械CAD與機械制圖模塊中，繪圖者應當協調好軟件的實用性規律，切實提高制圖工作效率。機械制圖單位應當為制圖人員配備良好的制圖環境，確保提高工作質量和效率。機械CAD制圖要求繪圖者具有良好的空間想象力和圖形分析能力，因此機械制圖單位應當優化制圖隊伍的專業素質，不斷提高制圖效率和質量。

2.4機械制圖的培養方式與機械CAD結合在機械制圖能力的培養過程中，通常會使用掛圖與教學模式相結合的方法，從而更好地培養制圖者的空間想象力和圖形分析能力，從而讓大家熟練掌握圖形的分析技巧和繪圖原理。然而該培養方式效率低下，無法取得有效的教學效果。而配合機械CAD的模式進行制圖教學，則可有效節約手工制圖演示的時間。機械CAD可形象地演示各種機械圖形的制圖原理和步驟，同時豐富的圖形編輯功能和三維圖形設置功能可有效培養空間想象能力，并培養制圖者的讀圖能力。

3.結語

綜述所述，機械CAD與機械制圖的有機結合不僅可以提高機械制圖的的工作效率，還可有效提升機械產品的設計質量，降低機械制圖的成本，從而有效促進機械設計技術的的發展和進步。

【參考文獻】

[1]陳龍.淺談《機械制圖》與《AutoCAD》教學的有機結合[J].中國新技術新產品2009年05期。

[2]董華麗.淺談機械制圖與CAD教學的整合[J].才智，2011，12（35）。

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[關鍵詞]模具制造設計；CAD/CAE技術

一、模具制造技術的性質和特點

模具的制造和使用方式形式多樣,技術含量高,生產工藝獨特,所牽系的生產要素多,應用范圍廣等幾方面。除此之外,模具制造技術對生產者的業務能力和職業素質都有很高的要求。模具制造技術具有以下兩個方面的原因特點:一,模具是單件生產的產品,即模具是根據成品之間的結構要求進行和制造的專用成型工具;二,模具制造的關鍵主要是制造凸模、凹模及相關成型零件的專門工藝,以及模具制造工藝過程的優化設計與高度節約問題。

二、模具設計,加工的幾種技術

1.高速加工技術

高速加工概念起源于德國切削物理學家CarlSalomon,他認為在常規切削范圍內切削溫度隨著切削速度的增大而升高,當切削速度達到臨界切削速度后,切削速度再增大,切削溫度反而下降,從而大大地減少加工時間,成倍地提高機床的生產率。高速加工的特點及在模具工業中的應用:

加工效率高由于切削速度高,進給速度一般也提高5-l0倍,這樣,單位時間材料切除率可提高3-6倍,因此加工效率大大提高;切削力小高速加工由于切削速度高,切屑流出的速度快,減少了切屑與刀具前面的摩擦,從而使切削力大大降低;熱變形小高速加工過程中,由于極高的進給速度,95%的切削熱被切屑帶走,工件基本保持冷態,這樣零件不會由于溫升而導致變形;加工精度高高速加工機床激振頻率很高,已遠遠超出“機床-刀具-工件”工藝系統的固有頻率范圍,這使得零件幾乎處于“無振動”狀態加工,同時在高速加工速度下,積屑瘤、表面殘余應力和加工硬化均受到抑制,因此用高速加工的表面幾乎可與磨削相比。

另外,簡化工藝流程由于高速銑削的表面質量可達磨削加工的效果,因此有些場合高速加工可作為零件的精加工工序,從而簡化了工藝流程,縮短了零件加工時間。高速加工是以高切削速度、高進給速度和高加工精度為主要特征的加工技術。其工件熱變形小,加工精度高,表面質量好;非常適合模具加工中的薄壁、剛性較差、容易產生熱變形的零件,可以直接加工模具中使用的淬硬材料,特別是硬度在HRC46～60范圍內的材料。

2.逆向工程技術

按照傳統的產品開發流程,開發過程是市場調研一概念設計一總體設計一詳細設計一制定工藝流程一設計工裝夾具一加工、檢驗、裝配及性能測試一完成產品。即從“設計思路一產品”的產品設計過程,這被稱為正向工程或順向工程。模具工業中的逆向T程應用大致可分為以下幾種情況:

在沒有設計圖樣以及設計圖樣不完整或沒有CAD模型的情況下,在對零件原型進行測量的基礎上形成零件的設計圖樣或CAD模型;某些難以直接用計算機進行三維幾何設計的物體,目前常用黏土、本材或泡沫塑料進行初始外形設計,再通過逆向工程將實物模型轉化為三維CAD模型;人們經常需要對已有的產品進行局部修改。原始設計沒有三維cAD摸的情況r,應用逆向工程技術建立CAD模型,再對CAD模型進行修改,這將大火縮短產品改型周期,提高生產效率。

三、CAD/CAE技術的應用

模具設計是隨工業產品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質量要求以及其成型工藝條件的變化而變化的,所以每副模具都必須進行創造性的設計。模具設計的內容包括產品零件成型工藝優化設計與力學計算和尺寸與尺寸精度確定與設計等,因此,模具設計常分為制件工藝分析與設計、模具總體方案設計、總體結構設計、施工圖設計四個階段。CAD/CAE,計算機輔助設計和輔助工程,它包括概念設計、優化設計、有限元分析、計算機仿真、計算機輔助繪圖和計算機輔助設計過程管理等。應用CAD技術可以設計出產品的大體結構,再通過CAE技術進行結構分析、可行性評估和優化設計。采用模具CAD/CAE集成技術后,制件一般不需要再進行原型試驗,采用幾何造型技術,制件的形狀能精確、逼真地顯示在計算機屏幕上,有限元分析程序可以對其力學性能進行檢測。借助于計算機,自動繪圖代替了人工繪圖,自動檢索代替了手冊查閱,快速分析代替了手工計算,使模具設計師能從繁瑣的繪圖和計算中解放出來,集中精力從事諸如方案構思和結構優化等創造性的工作。在模具投產之前,CAE軟件可以預測模具結構有關參數的正確性。

目前,世界上大型的CAD/CAE軟件系統,如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有關產品早期設計的系統模塊,我們稱之為工業設計模塊或概念設計模塊。例如,Pro/ENGINEER就包含一個工業設計模塊——ProDesign,用于支持自上而下的投影設計,以及在復雜產品設計中所包含的許多復雜任務的自動設計。此模塊工具包括概念設計的二維非參數化的裝配布局編輯器。這些系統模塊的應用大大減少了設計師的工作量,節約了工作時間,提高了工作效率,使設計師把更多的精力用在新產品的開發及創新上。

四、結束語

隨著時代的發展,模具制造業全球化是發展的必然趨勢,其競爭不斷加劇,使當前模具制造業面臨極大的挑戰,這一挑戰主要來源于市場和技術兩大方面。每個技術單元同時面向市場和合作伙伴,必須靈活地進行重組和集成,達到優勢互補。高速切削、逆向工程、快速成形技術與CAD/CAE/CAM/RP虛擬環境的集成可使設計概念轉換為產品的時間縮短幾倍乃至幾十倍,構成一個快速產品開發及其模具制造的綜合系統,可以實現從產品的設計、分析、加工到管理的靈活經濟的組織方式,應用CAD/CAE技術,推動模具制造技術快速發展。

參考文獻:

[1]李志剛,曹延安.亞洲模具工業與技術的發展狀況[J].模具工業,2007,(6).

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三維CAD技術主要包括裝配設計、實體建模等系統功能。以其對圖樣的檔案管理和快速完成三維造型與設計的特點，在三維建模的基礎上，逐步發展成為CAD技術的核心技術。打破了傳統CAD技術只能在紙上作業的局限，融入計算機技術，解決了圖紙在保存和利用上出現的問題，提高了圖紙資料的安全性，滿足了不同行業對設計的不同要求，將設計人員的想法通過三維特征等準確的表達出來。

2機械設計中三維CAD技術的具體運用

2.1形成階段

在機械設計方案的形成中應用三維CAD技術，利用其編輯功能實現對零部件的排列組合。在機械設計方案中，對于所需的零部件要加以重組和加工，使其排列和組合達到合理，這樣才能確定最終的機械設計方案。三維CAD技術可以將較為復雜的零部件進行拆分和旋轉等，經過排列組合得到合適的零部件結構，使機械設計工作能夠順利開展。另外三維CAD技術中CAD/CAM軟件可以利用曲面造型、數據分析和平面設計等方式，統一管理和應用這些數據，注重對該軟件的開發與利用，將有利于促進機械設計方案的按時保質完成效率。

2.2建模階段

機械設計的建模過程中三維CAD技術的應用最為普遍，三維CAD技術因其自身的直觀性特點，能夠呈現出更為直觀的設計方案，有助于相關的設計人員根據直觀的建模發現其不足，并找到設計方案中潛在的弊端。三維CAD技術中主要的建模有三種方式。首先是表面模型的三維實體建模。它主要適用于比較簡單的物理模型的建模，如圓柱體、圓形、球形等，將這些簡單物體的內在零件分解成無數個個體，逐一的進行分析，然后在進行實體建模工作。其次是實體模型的三維實體建模，主要應對較為復雜的零件結構，通過一定的計算方式，根據設計人員的意圖對圖形等進行排列組合，找到合理的實體模型促進設計方案的完成。最后是線框模型三位實體建模。根據機器運行中的相關信息資料，分析其具體的運動位置，然后依據零件所處的相應的坐標數據進行建模，生成最終的實體模型。另外三維CAD技術還具有檢查的功能。設計人員可以利用三維CAD技術中的資源查找器找出出現問題的零件，及時發現其弊端并加以改造和更新。有效的避免了機械因零件出現故障而導致的損害。

2.3CAE軟件應用階段

在接卸應用中要將三維CAD技術應用到CAE軟件中，使其共同協作，促進機械設計方案的完成。機械設計中的CAE軟件是機械工程設計中的一種計算機的輔助工程軟件。它自身具有很多的功能，如孫段設計和分析的循環周期、查找產品事故的原因和優化產品設計等。機械設計中的CAE軟件最大的作用就是優化機械結構設計，合理分析和對比機械設計方案中產生的數據信息，做出最佳的機械設計方案。將三維CAD技術應用到CAE軟件中，主要是在三維CAD技術對零件進行基本的數據確定并建立相應的模型之后，通過CAE軟件對其進行具體的分析，計算出最符合規定的零件的規格。通過這種結合降低對零件的損耗，延長機械的使用壽命。

3對三維CAD技術的展望

3.1規范化發展

三維CAD技術的規范化發展，將會越來越符合未來的發展趨勢，在追求強大的基礎上，加強與實際的聯系。對于三維CAD技術的規范化發展主要注重在數據交換格式、數據模型和計算機輔助資源三個方面的規范化。另外還要重視對STEP體系的應用，將其融入到三維CAD技術中，達到良好的結合，及時的解決在設計中參數化模型出現的傳輸問題。

3.2集成化發展

三維CAD技術在未來的發展中集成化性質將更加顯著，三維CAD技術集成了網絡數據庫、計算機硬件等多個領域的應用技術，不單單是一種獨立存在的技術，它是和多項計算機技術共同協作的，另外它還集成了制造資源管理、計算機輔助制造和管理信息系統。隨著科學及水平的提高，三維CAD技術的集成化程度也將加深，人們也將更關注其在計算機中CAD/CAM的集成，為機械設計帶來便利。

3.3智能化發展

隨著設備智能化的發展，三維CAD技術在未來的發展中也將越來越智能化。三維CAD技術是設計人員借助計算機載體，把實際生產生活中的技術和經驗通過參數編入程序，然后建立一個計算機內部的數據庫，增強計算機的判斷力和辨認能力的一項技術。三維CAD技術將隨著科學技術的發展，不局限于提供畫圖和建模的功能，還會提供參數設計和特征造型的功能，三維CAD技術在未來的發展中將實現工程數據集聚到數據模型中的功能，在機械設計應用中使設計人員能夠最大限度的發揮技能，實現其設計的理想標準，同時提高設計人員的工作效率。

4結論

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一、前言

計算機技術以及電子信息技術的快速的發展，帶動著CAD技術的快速發展，它的運用越來越廣泛。各種行業都在運用著CAD技術，機械設計行業是運用CAD技術最多的一個行業，CAD技術的繪圖能力是非常的強大的，機械輔助設計軟件中CAD技術是運用最廣泛的。尤其版本經過多次的升級新版本的功能是更加的強大，也更加的穩定，繪圖方式也是更加的靈便以及多樣化，符合廣大的設計人員的要求。

二、CAD技術概況

（一）CAD技術的組成和發展

CAD系統由硬件和軟件兩部分組成，CAD系統是以硬件系統為基礎，系統中最關鍵的還是軟件系統，它決定著系統的將要具備的功能。它就是基于計算機的強大的運算能力以及強大的圖形處理能力，設計人員運用它讓產品設計達到預想的標準，達到科技創新的一種技術。

產品的更新換代，能讓產品具有活力以及具有強大的競爭力。對產品的不斷的研究以及作出必要的創新，這樣能推動產品的發展，而且能產品推向各個行業。目前CAD技術已經得到了廣泛的運用，但是對它的研究還在不斷的繼續，也在不斷的進行創新，也被運用在更為廣泛的領域。目前，CAD系統從早期具備圖形處理功能以及計算功能逐漸的發展到了智能化CAD系統。這就印證了CAD的發展潛力，這也是產品的不斷的革新不斷創新的結果，并且賦予了它活力。這個系統采用了特定領域內的邏輯以及符號技術，它不僅可以對某一領域內的設計過程進行模擬，而且還可以把單一領域內的指定的問題解決了。要把各種技術結合起來運用在CAD技術中在計算機上進行數據分析、試驗以及模擬，并且做出方案的決策。這樣能有效的提高設計效率。

CAD三維技術是讓人們根據腦中的三維模型直接著手設計的系統，它具有突出的設計功能，具有簡潔、普遍以及廣泛等特性，讓機械設計能力有了很大的提升，不僅對設計人員的設計效率有明顯的提高，而且還加快設計的速度。它使得設計者的構想得以體現出來，而且能夠在三維模型中分析整個的設計過程，讓設計方案理想化了。科學技術的不斷的發展，機械行業也隨著不斷的發展。現在我國的機械行業逐漸的向單純的制造向創新型行業過渡，平面設計技術慢慢的將不能讓設計者得到滿足，由此可見，三維CAD技術是未來發展的趨勢。

（二）CAD技術在機械設計中的優勢

CAD技術在機械產品的設計中，取代了繁瑣的、重復的而且簡單的動作，它優勢在產品的結構以及在性能方面的設計中完全的體現出來了。CAD技術可以將產品的性能和外形設計同時的進行設計，讓兩者得到充分的結合，這對對產品的改進和完善是非常的有利的。通過輔助的功能可以對產品進行結構的完善以及進行動態和靜態的分析。另外，它在復雜工件體積、重量計算等等方面都有廣泛的運用。

二、CAD技術在機械產品設計中的應用

（一）實體生成

CAD的三維建模可以由表明模型、線框模型以及實體模型三種方法來完成。在多數具有實體建模功能的CAD軟件中，一般來說都是具有一些基本的體系。在CAD實體造型模塊中有6種基本體系，即球體、圓錐體、楔形體、立方體、圓柱體、環狀體。

想要實現零件的三維實體模型，只需通過結構的分析可以把簡單的零件分解成許多個基本體，對沒個基本體進行三維實體造型，再對這些基本體進行差、并、交等布爾運算，就可以得出零件的三維模型。有時候由于分解的基本體過多，很難將其實體化，因此，單一的基本體系滿足不了機械零件對三維實體造型的要求。我們可以線畫出零件的平面截圖然后在對圖進行拉升或者是旋轉都可以出現新的基本體，在通過差、并、交等布爾運算，實現所要實體的造型。有了實體造型時候可以根據機械工作過程中的參數來進行研究，在運動的某一位置，并按坐標進行裝配，這些都可以在三維CAD編輯功能中實現實體造型。

（二）模具CAD的集成制造

科學技術的快速的發展，推動著制造業生產技術的快速的提升，從單一的普通機床到數控機床，從人工制圖到CAD制圖，制造業將變得越來越計算機化以及數字化。模具CAD技術、激光成型技術在制造業中都有普遍的應用。許多功能模塊構成了一個完整的CAD系統，這些模塊是圖形編輯模塊、仿真模塊、三維繪圖、數控加工、有限元分析、曲面造型以及動態顯示等等。工程數據的數據很多都是從實體造型來獲取，而工程數據庫是模塊應用的基礎，是實行統合管理方式。

（三） CAD技術多維繪圖的應用

機械產品的設計中對數據的處理以及對圖形設計的工作量是最大的，傳統的工程圖的設計只需要用二維圖形處理來完成，工程平面的設計要用適合的繪圖軟件來進行設計。目前很多設計都是以交瓦式制圖，這種方式一般都能實現對很多圖形的編輯和繪制。擁有很多的功能，如填充剖面、調用圖塊以及實現分層等等功能。要想施展CAD的繪圖功能，必須要在繪圖軟件包上來實現，而且要有對應的圖庫，操作要盡可能的簡潔。

（四）機械設計中CAD的應用趨勢

雖然現在CAD系統在繪圖、分析和計算等處理方面有所欠缺，也在結構的布置方案構思以及需要符號信息表現出不足。但是隨著CAD技術的快速的發展，向著智能化的發展，這些欠缺和不足都會得到解決。智能時代不再遙遠。為了實現這一設想，CAD技術還需要不斷的進行研究，尤其要加強對重要技術的研究。要不斷的提升產品的性能，加快產品的跟新換代，改變舊的設計理念，唯有如此CAD技術會有更為快速的發展。

三、結束語

要實現無圖樣生產，三維CAD技術是解決這一問題的核心技術。CAD技術讓設計人員從舊的設計模式中解脫出來，用新的設計方式進行設計，現代的設計觀念深入設計員的思維中。CAD技術的廣泛的應用以及現代機械設計對設計的要求越來越來，這推動了CAD技術的不斷的向前發展，CAD的高速發展，提高了機械制造業的生產率，促進了機械制造業的快速的發展。根據CAD技術現在的發展速度，CAD技術將會達到前所未有的高度，將會讓制造業推向繁榮的時代。

參考文獻：

[1]陳軍.CAD技術在機械設計中的應用[J].科海故事博覽·科教創新，2009（5）：105-107.

[2]徐小龍.淺析CAD在機械設計中的應用[J].魅力中國，2011（14）：56-58.

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關鍵詞：機械制造；CAD技術；應用；發展趨勢

Abstract: In the face of twenty-first Century brought tremendous opportunity for development, shorten the product development cycle, improve product quality, improve production efficiency is a machinery enterprise to realize sustainable development, enhancing competitiveness of the key. The use of 3D CAD technology for the mechanical manufacturing industry provides a strong technical support, repetitive design, information resource utilization ratio is low problem effectively solve machinery enterprises. This paper takes a new elaboration and the research on the advantages of 3D CAD technology application and future development.

Key words: machinery manufacturing; CAD technology; application; development trend

中圖分類號：TH122

一、引言

當今世界，經濟飛速發展，科技進步日新月異，新知識，新技術層出不窮，而世界市場的競爭也越來越激烈。各行業在獲得了前所未有的機遇的同時也面臨著極大的挑戰。這就要求各行業在經營和生產技術等方面都能與現代科技技術共同發展，只有這樣，才能順應潮流，實現企業的持續發展。在這種大背景下，作為基礎行業的機械工業更應該不斷發展自己的技術水平，提高生產力。機械產品的質量與性能主要由機械設計水平決定，而技術水平是影響機械設計水平的優劣的重要原因。

目前，世界計算機技術飛速發展，CAD技術也在這種環境中日益完善，對于急切的需要更好的設計技術的機械制造業來說，三維CAD技術正好為現代機械技術提供了新的發展平臺，各種CAD軟件包的使用，使設計的對象和設計的過程模式化，從而使機械設計技術在這個數字化的經濟時代獲益匪淺。

二、三維CAD技術的優勢

與二維CAD相比,三維CAD技術的優越性更高，更直觀，也更準確。這是一種先進的技術，代表了科技的進步，是技術發展質的飛躍。三維CAD技術也稱建模技術，是CAD的核心技術。三維CAD系統軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優勢,具體表現在以下幾點:

2.1三維CAD軟件的應用在新產品的開發中發揮了重大作用。在新產品開發過程中，在方案的初步設計階段，利用三維CAD技術建立多種機構進行構型對比，立體感強、效果逼真，資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來，使人一目了然。同時三維CAD技術的使用也使得在傳統設計方法中的大難題-設計創新變得簡單多了，在這個平臺上設計人員可以充分發揮想像力，不斷創新，并利用這個平臺來驗證其正確性，這樣使得新技術、新知識在其日益縮短的保鮮期內發揮了最大功效。同時對提高設計人員的創新能力也起到了重要作。

2.2三維CAD軟件的應用，使產品設計更加高效，大幅度地提高設計效率。在裝配環境中，利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件，讓不合理因素在設計過程中就盡可能地被發現，這樣既避免了單獨設計零件導致裝配的誤差，也使零件設計更加方便快捷。

2.3三維CAD軟件的應用，使產品的設計技術和質量得到了進一步的提高。三維CAD使機械設計更加科學和先進，利用限元受力分析、產品的虛擬設計、運動仿真和優化設計等找出最合理的設計方案，保證了產品的設計質量，使設計更加準確，更好地發揮產品的功能。

2.4應用三維CAD軟件可以直觀、及時驗證設計的合理性，節約設計成本。在設計過程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關系，若裝配不正確即予以顯示，另外，零件還可以隱藏，在隱藏了外部零件的時候，可清楚地看到內部的裝配結構，這樣在設計初期就能判斷出零件的合理性和正確性。同時整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示，對于有一定運動行程要求的，可檢驗行程是否達到要求，及時對設計進行更改，避免了產品生產后才發現需要修改甚至報廢。

2.5三維CAD軟件的應用，使產品的設計周期大大縮短。當我們在三維CAD系統中對整個產品的某個部件進行修改時，系統對其它相關的零件尺寸也會自動進行相應修改，不僅更改裝配圖也更改零件圖，非常快速便捷，大大提高了效率。借助于三維CAD系統高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產品。

三、三維CAD技術的實際運用

3.1零件的實體建模。在很多三維CAD軟件實體建模功能中，存在一些基本體系，即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體和楔形體等。針對一些簡單的零部件，我們可以對其進行結構分析，把它拆分為若干個基本體，通過對這些基本體進行三維實體造型，并對其進行交、并、差等布爾運算，以此來得到實體模型。一些復雜的零件在改造的過程中，其基本體是很難拆分開的，或者最后拆分的基本體較多，很難成型。這種情況僅有基本體系還無法滿足機械三維實體造型的要求，我們可在二維幾何元素構造中畫出零件的截面輪廓，然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉得到新的較復雜的“基本體”，進而得到所需零件的三維實體造型。

3.2零部件設計檢查。在三維CAD系統中，在整個產品建模過程中和建模完成后，我們都需要對零部件進得設計檢查，這個檢查包括合零部件本身的尺寸、形狀是否正確，也包括零部件之間的裝配是否干涉，是否合理。利用三維CAD技術可以讓這個操作簡單又快捷。

3.3產品設計圖紙的生成。在整個實體模型檢查無誤后，下一步就是要把實體模型轉化為產品的詳細設計圖紙，為生產產品提供依據。三維CAD技術可實現對實體模型進行多種視圖的生成，比如輔助視圖、剪切視圖、斷裂視圖、斷開的剖視圖等等，同時還可以對生成的設計圖紙進行修改。

四、三維CAD技術未來發展趨勢

4.1隨著硬件在觸摸屏技術的方面的飛速發展，未來三維CAD技術的發展將與硬件的發展緊密的結合，將開發出更為靈活的設計軟件，通過指尖（或觸摸筆）在觸摸屏上的點擊、滑動等動作，可以方便的實現點、線面的設計，從而實現工程師對產品的設計。為設計者提供更加靈活、智能的工作環境，讓設計師可以解放思路，將更多的經歷同發到創造性的設計工作之中，提高工作的效率與質量。

4.2智能化是信息技術發展的一個總體方向， 智能CAD技術也是未來CAD技術發展的必然趨勢，在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫，及時準確地向設計師提品開發所需的知識和幫助，智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能，使設計新手也能做出好的設計來，現代設計的核心是創新設計，人們正試圖把創新技法和人工智能技術相結合應用到CAD技術中，用智能設計、智能制造系統去創造性指導解決新產品、新工程和新系統的設計制造，這樣才能使我們的產品、工程和系統有創造性。

4.3虛擬現實技術在CAD中已開始應用，設計師可以在虛擬的環境中設計新的產品，并可以從人機工程學角度檢查設計的效果，直接操作模擬對象，檢驗操作是否舒適、方便，及早發現產品結構空間布局中的干涉和運動機構的碰撞等問題，及早看到新產品的外形，從多方面評價所設計的產品。虛擬產品建模就是指建立產品虛擬原理或虛擬樣機的過程。虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析，以評價其性能、可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等，基于虛擬樣機的試驗仿真分析，可以在真實產品制造之前發現并解決問題，從而降低產品成本。虛擬制造、虛擬工廠、動態企業聯盟將成為CAD技術在電子商務時代繼續發展的一個重要方向。

篇8

機械設計中流體傳動CAD系統的應用，具有虛擬化、可視化的三維圖形顯示；可實現動態模擬現場效果；系統集成性強，能在系統中快速實現數據修改，操作方便；采用AutoLISP語言編輯，系統具有很強的移植性，可適合不同版本的軟件平臺；系統可適合多種高級語言及數據庫，采用標準的數據接口，DXF、IGES標準，可與其他繪圖軟件及仿真軟件連接；系統具有多元化語言接口設計；零件設計方便快速、外觀更加完美，質量更為上呈。把CAD技術作為取代圖板的繪圖工具，并未實現真正的設計。目前有些單位用CAD三維軟件做出的三維模型僅為效果圖，并沒有用在整體空間設計和受力分析，還停留在平面設計上，只是把用手工出圖轉變為計算機出圖的現狀。但是如果只停留在這個階段，就失去CAD的作用，因為CAD是輔助設計，不是輔助繪圖。精通CAD技術的設計人員不足。三維CAD技術是一個復雜多變的系統，并不是每個設計人員都能掌握得很好，大部分人員沒有受過專門的訓練，對它的功能了解不夠，他們完成的設計很可能不夠完善。

2目前流行的CAD技術

目前機械設計中流體傳動CAD系統應用廣泛，流行的CAD技術總結如下。

2.1圖形交互技術

目前機械設計中流體傳動CAD系統主要是基于AutoLISP語言工具進行二次開發而成的，主要作用是通過圖形的直觀作用與設計者形成一種交流模式，通過這種交流使設計人員直觀感覺該設計的可行性，為了更好的協作設計師的工作，一些更人性化的新技術正在研究之中。

2.2智能CAD技術

隨著計算機技術的發展，AutoCAD系統經二次開發，形成了先進的機械設計軟件，為了能將大量信息隨取隨儲，通過建立數據庫，設計者可隨時進行數據調用與數據儲存，而且機械設計中流體傳動CAD系統具有多元化、集成化、智能化特點，系統可兼容多種設計語言，并有多種擴展接口，可以與企業進行互連，形成一個集成化較強的大系統。另外，CAD系統可以應用神經網絡辯識流體傳動系統的模型、用專家系統實現流體傳動系統的故障診斷，用智能控制方法實現流體傳動系統實時控制等智能技術不斷滿足設計者的需求，為設計出更好的機械元件提供可能。

2.3虛擬現實技術

機械設計中流體傳動CAD系統應用了虛擬現實技術，使得現實場景可以虛擬化到三維圖形或是三維動畫效果圖中，這樣一來，設計人員就可以在虛擬的環境中對設計進行檢驗，模擬產品在現實世界的環境條件和力學因素，及時調整設計結構與外形以及設計尺寸以適應其應用。還可以進行虛擬的新產品的設計，直接對模擬對象進行操作，從而在真實產品制造出來之前，避免設計失誤等問題引起的產品缺陷和資源浪費。從而降低成本.此智能技術將成為CAD技術在機械設計發展中的重要方向。

3基于AutoLISP語言工具的流體傳動CAD系統的二次開發

3.1工具選擇

對機械設計中流體傳動CAD系統進行二次開發時，有眾多編程語言工具可選擇，如AutoLISP、VisualBasic、VBA、VisualC++等，其中AutoLISP容易掌握，而且功能強大，多數設計者容易上手，因此，對CAD系統進行二次開發時，選擇AutoLISP語言較適合。

3.2AutoLISP特點

AutoLISP語言應用方便，語法簡單；函數功能可以直接調用CAD系統中的函數，極大的方便了設計者對函數的需要；對文本編輯軟件不挑剔，用記事本軟件就可輕松編寫；直譯式程序，“即寫即測，即測即用”；兼容性較強，不同版本的操作系統下均可無差錯運行。

3.3參數化設計繪圖

將設計圖形的幾何變量引入函數中，形成可隨時修改的參數化設計繪制，為參數與圖形建立連接，方便操作。

4結語

篇9

CAD軟件擁有二維和三維繪圖的功能,但是設計人員更加偏愛三維設計,主要是它的效率高,速度快,成本低。主要表現在三個方面:首先,機械設計效率提高,周期變短。機械設計的零件需要在反復的設計失敗和錯誤中不斷進步和完善。比如,在零件需要配合設計時,為了保證零件能精確配合,可以用三維軟件同時設計兩個零件進行裝配,避免單獨設計引起的裝配失敗,三維技術能有效完成零件配合設計,當設計配合不合理時只需要對零件部分做微小的改變,零件的大部分信息沒有發生變化。另外,CAD具備變型設計的功能,能將不同零件部分進行重構,設計一個不同的產品。如此,CAD技術能大幅減少設計時間,提高生產效率。其次,在CAD中裝配零件方便直觀。該功能能監測到靜態和動態下,零件之間是否發生干涉或者在運動過程中是否出現碰撞,從而及時對設計方案進行更改,運用不同的裝配關系進行實驗裝配,CAD軟件中的資源管理器能有效記錄裝配路徑,如果裝配不正確,能直觀顯示裝配不合格的位置,同時軟件還具有隱藏功能,將部分零件隱藏,能清晰的看到內部結構的裝配及運動情況。另外軟件還能進行運動演示,將靜態和動態配合下無法發現的問題在運動中進行檢測,觀察是否跟其他部位產生干涉,保證零件設計的正確性,避免零件未經過周密的論證生產出來導致報廢。最后,提高產品質量,提升競爭力。機械設計產品與CAD技術結合,能提升設計者的設計思路,能進行干涉檢查,受力分析,產品優化提高設計質量。另外,現在CAD軟件都具備了較好的在線加工能力,利用CAM進行零件加工,能保證產品跟設計圖樣的一致性,保證產品質量。

2在機械設計中常用的CAD功能

第一,CAD實體建模。目前,CAD建模最主要的有三種方式,實體、表面、線框。比如在AUTOCAD中提供了多種實體建模方式,最基本的有立方體、圓球體、柱體、錐體等。一般零件都可以通過這些模塊進行結構分析,設計時,對基本造型進行分解分析,然后采用布爾運算對零件進行三維造型。另外,零件三維實體建立后,調用運動分析模塊對零件功能進行分析。對于零件裝配,可以通過采用三維編輯功能,讓零件按坐標要求進行裝配,完成設計任務。第二,集成制造。科學技術的不斷進步,CAD軟件也在不斷發展和強大,制造向數控化方向發展,設計向計算機方向發展,CAM/CAE也正在向計算機方向發展。一個完整的CAD/CAM軟件集成了三維造型、圖形編輯、曲面造型、仿真加工、受力分析、在線加工等的功能。這些模塊的運行都是建立在全面的工程數據庫基礎上的。第三,機械設計CAE軟件的發展。CAE軟件主要是承擔后期分析處理的任務,解決零件設計是否合理。比如產品零件結構是否優化,受力分析是否合理,運動特性分析,靜態和動態特性分析等等。

3CAD技術在機械設計中的發展方向

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關鍵詞：CAD 機械設計 應用

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）030-0201-01

CAD技術的發展為機械加工制造業提供了較好的技術支持，讓傳統機械設計方法和思路都有了很大的變化，是機械領域最有影響力的一門技術。機械設計在歷史長河和世界技術的發展中不斷更新，計算機技術，軟件設計技術在機械設計中廣泛應用，給設計人員打開了創新的思路，同時也讓傳統的設計方法和制造業有了根本性的顛覆，CAD技術給國家經濟甚至是世界經濟都產生了很大的影響。

1 CAD技術在機械設計過程中的主用功能

CAD技術在機械設計中主要應用在幾個方面：圖形繪制、計算機輔助設計、信息處理、數據庫的建立和處理、應力分析、動態性能分析、熱傳遞分析、仿真運動、信息的檢索和交換、二維繪圖、三維造型，結構優化等方面。具體從以下兩個方面展開探討。

第一，CAD技術應用于機械產品的開發和設計過程中，即常用的計算機輔助工程技術，它能夠大幅減少設計人員的重復勞動和實驗，借助CAE技術能有效分析產品的性能和結構是否優化，將產品設計和性能設計結合起來，利用計算機分析零件的動態和靜態特性及結構特性，能直觀看到是否達到最優。盡管CAD/CAE技術已經廣泛應用于機械設計的活動中，但是目前機械設計人員的水平還處于比較低的位置，還需要擁有CAD輔助設計的企業應加強對該類人的培養，提升，將CAD技術的優越性發揮出來。第二，CAD技術發展的初期僅僅是簡單的圖形繪制，但是現在CAD技術發展已經由當初的輔助繪制二維圖形發展到今天的真正用于產品研發的設計過程中。目前在企業設計或學校教學中，應用最多的CAD軟件主要是CAD/CAM，CAXA圖板，AUTOCAD等等，而且目前設計人員也能有效，全面的將CAD輔助設計的理念應用在設計中，經過他們的摸索總結和不斷提高，目前，他們對CAD接受程度也在提高，能有效運用圖形分析，資料共享和信息技術處理等高層次的CAD處理技術。

2 機械設計中運用CAD技術的作用

CAD軟件擁有二維和三維繪圖的功能，但是設計人員更加偏愛三維設計，主要是它的效率高，速度快，成本低。主要表現在三個方面：

首先，機械設計效率提高，周期變短。機械設計的零件需要在反復的設計失敗和錯誤中不斷進步和完善。比如，在零件需要配合設計時，為了保證零件能精確配合，可以用三維軟件同時設計兩個零件進行裝配，避免單獨設計引起的裝配失敗，三維技術能有效完成零件配合設計，當設計配合不合理時只需要對零件部分做微小的改變，零件的大部分信息沒有發生變化。另外，CAD具備變型設計的功能，能將不同零件部分進行重構，設計一個不同的產品。如此，CAD技術能大幅減少設計時間，提高生產效率。

其次，在CAD中裝配零件方便直觀。該功能能監測到靜態和動態下，零件之間是否發生干涉或者在運動過程中是否出現碰撞，從而及時對設計方案進行更改，運用不同的裝配關系進行實驗裝配，CAD軟件中的資源管理器能有效記錄裝配路徑，如果裝配不正確，能直觀顯示裝配不合格的位置，同時軟件還具有隱藏功能，將部分零件隱藏，能清晰的看到內部結構的裝配及運動情況。另外軟件還能進行運動演示，將靜態和動態配合下無法發現的問題在運動中進行檢測，觀察是否跟其他部位產生干涉，保證零件設計的正確性，避免零件未經過周密的論證生產出來導致報廢。

最后，提高產品質量，提升競爭力。機械設計產品與CAD技術結合，能提升設計者的設計思路，能進行干涉檢查，受力分析，產品優化提高設計質量。另外，現在CAD軟件都具備了較好的在線加工能力，利用CAM進行零件加工，能保證產品跟設計圖樣的一致性，保證產品質量。

3 在機械設計中常用的CAD功能

第一，CAD實體建模。目前，CAD建模最主要的有三種方式，實體、表面、線框。比如在AUTOCAD中提供了多種實體建模方式，最基本的有立方體、圓球體、柱體、錐體等。一般零件都可以通過這些模塊進行結構分析，設計時，對基本造型進行分解分析，然后采用布爾運算對零件進行三維造型。另外，零件三維實體建立后，調用運動分析模塊對零件功能進行分析。對于零件裝配，可以通過采用三維編輯功能，讓零件按坐標要求進行裝配，完成設計任務。

第二，集成制造。科學技術的不斷進步，CAD軟件也在不斷發展和強大，制造向數控化方向發展，設計向計算機方向發展，CAM/CAE也正在向計算機方向發展。一個完整的CAD/CAM軟件集成了三維造型、圖形編輯、曲面造型、仿真加工、受力分析、在線加工等的功能。這些模塊的運行都是建立在全面的工程數據庫基礎上的。

第三，機械設計CAE軟件的發展。CAE軟件主要是承擔后期分析處理的任務，解決零件設計是否合理。比如產品零件結構是否優化，受力分析是否合理，運動特性分析，靜態和動態特性分析等等。

4 CAD技術在機械設計中的發展方向

CAD中的三維造型很好的解決了設計者由單一的思維活動變成了直觀的視覺設計，能同時完成部件設計和整體設計時利用三維模型進行更好的分析和研究，統一的數據庫能讓設計者選取到最優的設計方案。按目前的發展方向，三維技術有可能會淘汰二維繪圖。隨著世界科學技術的不斷發展，計算機性能，網絡的普及，信息處理能力的不斷提高，CAD軟件技術也將更加開放和集成。CAD軟件企業要能跟上世界發展的趨勢，開拓思想，開發出更加技術先進的CAD軟件。

可以看到，機械設計離不開CAD軟件技術，CAD軟件技術的發展還需要設計者提供更多的智慧。目前，人工智能、通訊、信息技術、數據庫技術都在不斷的完善，信息已經突破了國際界限，這些技術給CAD技術帶來了發展方向，不久的將來，在機械設計領域將會使用更高技術的CAD軟件。

參考文獻

[1]方鳴飛.制造技術對CAD技術的影響[J].煤礦機械，2010.