CAD制圖技術(shù)在機(jī)械工程的開發(fā)和應(yīng)用

侯永亮　王力杰　李淑利　呂建軍　趙潔

摘 要：CAD制圖技術(shù)在機(jī)械工程之中廣泛應(yīng)用，本文首先分析了CAD制圖在機(jī)械工程的開發(fā)，然后分析了CAD技術(shù)在機(jī)械工程中的研究方向，最后實際的機(jī)械工程技術(shù)做出了相關(guān)的總結(jié)。

關(guān)鍵字：CAD制圖；機(jī)械工程；開發(fā)；應(yīng)用

引言

CAD技術(shù)是指計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)，CAD技術(shù)由于其較強的適用性，所以在比較多的領(lǐng)域發(fā)展比較迅速。CAD技術(shù)縮短了設(shè)計周期，提高了制圖的質(zhì)量以及效率，成為了近幾十年來在各行各業(yè)應(yīng)用最廣泛的工程技術(shù)。CAD制圖沒計軟件不斷升級，以促進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計、制造業(yè)、室內(nèi)裝飾、園林規(guī)劃等行業(yè)的快速發(fā)展。

CAD技術(shù)制圖在機(jī)械工程的領(lǐng)域應(yīng)用范圍比較廣，并且隨著程序的不斷開發(fā)和完善，目前的CAD制圖已經(jīng)完全可以按照工程師所想而進(jìn)行比較精確的設(shè)計，繪制出任意的二維和三維機(jī)械圖形。相對于傳統(tǒng)的手工繪圖，CAD制圖技術(shù)已經(jīng)大大提高了繪圖的速度、精確度和靈活性。目前，CAD制圖的技術(shù)已經(jīng)比較大規(guī)模的應(yīng)用在航空航天、電子、化工、造船、機(jī)械等很多領(lǐng)域，其應(yīng)用帶來了較多的經(jīng)濟(jì)效益和不斷的豐厚的成果。尤其，是在機(jī)械工程的應(yīng)用過程之中飛速發(fā)展。

1.CAD制圖在機(jī)械工程的開發(fā)

機(jī)械CAD制圖技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用基于開發(fā)與應(yīng)用基于微機(jī)硬件平臺上的各種c++語言及windows環(huán)境。利用BorlandC+、Microsoft C++、visual C等程序設(shè)計語言能夠便于組織復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對象或可視化程序設(shè)計語言，windows操作平臺為CAD用戶提供了良好的圖形用戶界面（GUI）和豐富的圖形開發(fā)工具和素材庫。這些應(yīng)用平臺的開發(fā)可以讓用戶把更多的精力放在軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和核心算法上，使繪圖更加精準(zhǔn)，效率大大提高。

CAD繪圖軟件具有廣泛的適應(yīng)性，它能夠在各種計算機(jī)操作系統(tǒng)和工作平臺上運行.其良好的用戶界面為用戶提供了各種操作命令和交互菜單，方便了用戶操作，其多文檔設(shè)計環(huán)境能夠讓非計算機(jī)專業(yè)人員很容易的學(xué)會使用。人們完全可以在實踐中掌握各種應(yīng)用操作并根據(jù)自己需要開發(fā)應(yīng)用技巧，讓自己的繪圖設(shè)計更加簡便。CAD能夠支持加多種網(wǎng)形顯示設(shè)備（分辨率從320×200到2048x102），鼠標(biāo)器30多種、各種數(shù)字儀、繪圖儀、打印機(jī)，這些方便的應(yīng)用都為CAD繪圖技術(shù)的普及創(chuàng)造了條件。

2.CAD技術(shù)在機(jī)械工程中的研究方向

經(jīng)過十幾年來機(jī)械工程CAD技術(shù)的發(fā)展，CAD制圖技術(shù)已經(jīng)得到了比較廣泛的發(fā)展，但是仍然有很多需要開發(fā)的領(lǐng)域需要去探索和研究經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在機(jī)械程產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計中CAD繪圖技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用，但仍有許多等待人們?nèi)ヌ剿骱脱芯康膯栴}。筆者認(rèn)為，CAD制圖技術(shù)在機(jī)械工程中應(yīng)該朝著以下這幾個方向開發(fā)與研究。

2.1基于特征（feature ）的實體模型創(chuàng)建開發(fā)

為更好地表達(dá)產(chǎn)品的生產(chǎn)管理信息與技術(shù)完整信息，運用特征建模方式，即將產(chǎn)品的工藝、制造信息、設(shè)計與產(chǎn)品的拓?fù)湫畔ⅰ缀涡畔⒔Y(jié)合起來。其中包含特征識別，特征映射、特征的定義和分類、特征驗證、特征表達(dá)、特征數(shù)據(jù)模型等具體內(nèi)容。

2.2CAD軟件集成化開發(fā)

今后集成化是CAD發(fā)展的主要方向，即把CAPP、CAM、CAE等與CAD集成到一個系統(tǒng)模塊之下。這樣沒計人員就能輕松的進(jìn)行各種制圖、分析、計算、建模及生成數(shù)控加工指令，隨時設(shè)計繪網(wǎng)過程，甚至可以直接驅(qū)動原型機(jī)。繪制出設(shè)計對象的三維模型。另外，采取適當(dāng)措施保證各功能模塊之間信息流暢，避免各模塊之問閼格式轉(zhuǎn)換或信息交流造成的數(shù)據(jù)丟失，也足保證集成化模塊設(shè)計成功的關(guān)鍵。為此，設(shè)計人員盡量采用了用統(tǒng)一的數(shù)攝格式，減少轉(zhuǎn)換和接口，這已經(jīng)成為了CAD系統(tǒng)集成化設(shè)計的最佳方案。

2.3變量幾何技術(shù)的拓?fù)潢P(guān)系開發(fā)

在傳統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計中，首先用，根據(jù)需要選定模型，給定幾個參數(shù)，然后系統(tǒng)對參數(shù)做出反應(yīng)，計算小結(jié)果。如輸人長方體的長覺高，系統(tǒng)就會顯示出一個具有該參數(shù)的長方體。在這中參數(shù)化設(shè)計中，系統(tǒng)首先選定了一個約束，并以此為依賴，如上述中“長方體”。這種參數(shù)化設(shè)計的約束（或者說被動約束）使得設(shè)計木身受到制約，用戶很難修改約束，更無法通過約束條件來實現(xiàn)特定的設(shè)計目標(biāo)。為此，人們設(shè)計了變量幾何。通過施加達(dá)到變量化設(shè)計道德目的，這種設(shè)計的應(yīng)用大大提高了參數(shù)化設(shè)計靈活性程度和應(yīng)用范圍，而且往往能達(dá)到特殊的設(shè)計效果。

3.結(jié)論

隨著CAD制圖技術(shù)小斷發(fā)展，其在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用越來越重要。機(jī)械相關(guān)的工作人員如若在掌握CAD制圖技術(shù)方面有所欠缺，在市場化人才競爭的今天，是不足以承擔(dān)機(jī)械工作的，操作熟練程度也是很重要的。因此，在實際應(yīng)用中機(jī)械設(shè)計人員必須要不斷的熟悉CAD繪圖軟件中常用的操作命令和快捷實用方式，并通過大量繪圖練習(xí)基本操作命令，以便提高自己的繪圖速度。CAD繪圖技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)中作為關(guān)鍵的共性技術(shù)之一，已經(jīng)促進(jìn)了人們工作模式、思想觀念、生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。

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