機械制造中機械CAD與機械制圖的應用研究

舒清亮

（靖遠縣職業中等專業學,甘肅白銀,730699）

0 引言

當前機械制造對制圖給予高度重視，因為后者是前者發展的重要語言，也是完成機械加工的重要前提。為此，該行業對機械制圖精度有著極高要求。然而對傳統手工模式，就很難確保相應的精度，難以避免相應的誤差問題。譬如工具、制圖人員素養等局限性，都會帶來相關的問題。然而借助于計算機來進行CAD設計，不僅有助于制圖效率提升，同時還能增強其精準度，為制造提供更高的可操作性。為此，將機械制圖與CAD設計進行有機的融合，就能更好的促進機械制造行業的發展。本文首先對這兩個方面進行簡要概述，并在此基礎上，深入剖析了將CAD與機械制圖進行結合的主要優勢，最后分析了如何更好地將機械CAD與機械制圖結合進行應用。

1 機械制圖與機械CAD簡介

1.1 機械制圖

機械制圖主要是指繪制設計圖中的各個要素，分別是尺寸、結構以及形狀等，通過手工進行繪制，依據對應的比例進行繪制設計圖，基本載體為圖紙。在繪制設計圖紙的過程中會用到很多工具，分別為鉛筆、尺子以及圓規等。從本質上來看，設計人員通過各種要求進行繪制設計圖這個過程就叫做機械制圖，工程制造是否可以順利完工，機械制圖是重要依據，同時它也可以說明制造機械情況。

1.2 機械CAD

機械CAD制圖即利用電腦輔助設計與繪圖，為相關產品開發提供重要支持。對這種輔助技術進行成功運用，不僅能夠將從業者的勞動強度進行顯著減小，解決大量重復勞動問題，同時還能顯著提升工作效率，并能讓圖紙設計變得更為高效與可重用[1]。一個完整的機械CAD是由很多個模塊構成，例如有限元分析、仿真模擬以及三維繪圖等，都由工程數據庫同意進行管理，具體如圖1所示。譬如，借助于CAD技術領域的信息庫，就能對相關信息模塊進行存儲，在需求之時，可以進行調用即可。另外，通過該技術還能讓開發者快速的切換草圖與工作圖，并支持設計結果的自動化生成，在編輯、繪圖、設計方面都具有很強的靈活性，相較于手繪工作，其實效性、重用性、精準性都具有更多的優勢[2]。

圖1 機械CAD軟件系統構成

1.3 機械CAD與機械制圖關系

在機械制造領域，機械制圖和機械CAD兩者之間多存在的關系可以在以下兩個方面展現出來：第一方面是提升制圖效率，通過手工制圖這種方式來完成機械制圖，不僅需要消耗大量的人力、物力，工作人員還會受到繪制工具、人為因素的干擾，嚴重影響了繪制精準度[3]。另一方面則是基礎理論支撐，主要是一種用于處理平面設計信息的APP，目的是確保相關制圖工作可以有效開展。總而言之，手工繪圖就是根據CAD軟件，在依據對應的思維邏輯確定機械CAD的操作和使用。在機械CAD制圖軟件的支撐下，可以有效提高機械設計圖的準確度[4]。因此，我們必須意識到機械制造中機械CAD與機械制圖兩者之間存在相互補充、相互促進的關系，具體情況如圖2所示。

圖2 機械設計制造系統行為模式

因此，我們必須將機械CAD與機械制圖兩者進行結合，以實現既定的機械設計結果。但是在實際工作中，工作人員并未對此技術進行重視，沒有清楚認識到兩者技術結合所帶來的效果以及作用，也就直接導致機械CAD與機械制圖兩者結合作用發揮程度未達到理想效果。針對目前所存在的這些問題，為了實現機械制造行業快速發展，工作人員應積極學習相關知識，深入了解機械CAD與機械制圖技術[5]。

2 機械制圖與機械CAD結合的優勢

2.1 顯著提升設計人員的工作效率

設計人員通過利用CAD制圖軟件，可以在較短時間內設計出圖樣。通過CAD制圖軟件中各種功能，可以將自己所想要的圖形進行插入，因此會節省較多的時間成本。在CAD制圖軟件中有一系列的輔助功能的繪圖工具，這對于設計人員是非常便利的，輔助工具大致有正交、捕捉等。正交功能可以準確繪制出垂直線，具備很強烈的現實意義。通過極軸追蹤這個功能，可以在圖紙上繪制出不同角度的內容。捕捉功能的主要作用就是捕捉對象，可以迅速定位設計圖紙中各個關鍵點，為之后進行繪圖做好準備。CAD制圖軟件還有很多好用的其他功能，可以很好的解決人工繪制設計圖過程中遇到的各種問題，全面提高繪圖效率，減少成本。

2.2 使機械制圖更加形象化

相較于以往的手工繪制設計圖，利用CAD 軟件繪制出來的圖紙展現出來的效果更好。在繪圖軟件之中包含著較多的三維立體模型，可以直接將設計人員想要的圖形進行展示，對于讀圖人員也可以更加便捷，清楚地了解圖紙的信息[6]。采取CAD制圖與機械制圖兩者結合的方法，設計人員可以在很短時間內找到圖紙中所存在的問題，及時解決圖紙中不合理的地方。根據CAD制圖進行繪制設計如圖，可以非常形象的將設計圖展現出來，非機械專業的人員也可以很輕易看懂圖紙含義，將誤差降到最小，全面提升機械加工效率與精準度。

2.3 提高了機械制圖準確性

利用計算機進行繪制與手工繪制兩者最大的區別就是規范性不同，計算機繪制規范性比較強，因為它是以一系列數據為基礎，全面提高機械制圖精確度。利用CAD制圖軟件進行繪制機械圖，只需要設計人員在前段輸入對應的數據，放置在規定位置，計算機就可以與機械零部件進行很好地結合，為此后開展機械制造工作奠定一個穩定的基礎。

3 機械制圖與機械CAD結合應用

3.1 將機械制圖原理同機械CAD技術相結合

機械制圖無疑有著較高的復雜性，如今，CAD技術主要對很多人工繪圖方面的知識進行了納入，設計人員必須要對繪圖原理與技巧等進行熟練掌握，而且還需要具備較強的抽象能力，并能對復雜圖形進行相應的處理。對于計算機CAD系統，必須要和手工繪圖進行有機的融合，才能產生一加一大于二的效果。工作人員在借助機械CAD制圖軟件完成之后，需要檢查圖紙是否復合設計要求，工作人員繪制完成后。要仔細分析、計算、校對，保證圖紙內容與生產要求相符合。通過CAD技術，設計出高質量的機械圖紙，這樣就能為后續的高效、高質量生產提供很好支持。為此，將機械制圖原理與CAD技術進行融合，作為設計人員，不僅要熟練掌握CAD操作技巧，同時還需要較高的繪圖能力，這樣才能從根本上提升該行業的制造質量。

3.2 協調二者結合應用模式

目前企業建設者想要實現高效率生產建設其關鍵組成內容就是機械制圖。設計人員在了解機械制圖技術與原理之后，要根據實際產品進行生產建設相關操作。這對于設計人員的專業素質要求極高。在機械CAD與機械制圖兩者結合應用的情況下，為了確保機械產品具備高質量要求，制圖工作人員必須根據圖紙規定的條件進行制圖。在此基礎上，機械制圖要改變陳舊的制圖方式，通過機械CAD軟件與機械制圖結合方法來滿足機械制造發展要求。

3.3 對設計人員自身的要求

對于機械制圖而言，離不開人工繪制，所以，設計人員必須要熟練掌握繪圖技巧，并能對機械設計原理進行深入掌握。他們要有極強的空間感，而且有著很高的想象力，當然，還需要具有較高的處理與分析能力。若要熟練掌握CAD技術，那么必須要有較高的計算機水平，對有關CAD系統進行熟練運用，而且還能契合計算機繪圖，對傳統人工繪圖模式進行轉變，將原先借助于橡皮、鉛筆等工具進行繪圖的方式，通過計算機操作來進行實現。機械制圖工作人員大部分對于機械制圖相關理論掌握比較好，但是對于機械CAD軟件卻沒有太多了解，導致在把機械CAD軟件與機械制圖結合應用的時候，使用較為困難，無法將機械CAD軟件與機械制圖兩者之間的優勢最大可能的發揮出來。

對于此種狀況，工作人員應該在了解機械制圖理論知識的基礎上，自主學習機械CAD軟件的相關應用知識。工作人員也應意識到隨著計算機技術的快速發展，不久以后，機械CAD軟件技術將完全代替手工繪制。對于企業，也應選取一些手工繪制技術較高的工作人員進行機械CAD軟件培訓，提升在機械CAD軟件與機械制圖相結合的情況下制圖質量。實際上，如今成熟的CAD系統提供了類似人工繪圖的諸多工具，我們可以對這些工具進行靈活的運用，進而幫助設計人員更為高效、高質量的完成圖紙的繪制，同時還能有效提升繪圖的精準性。而且，借助于該系統，還能讓繪制的圖形輕松的進行平面、立體的轉換。為此，將機械制圖與CAD技術進行有機結合，就必須要嚴格遵循機械制圖原則，并以此為基礎完成機械制圖的優化與改善。

3.4 提高了繪圖的效率與準確性

作為設計人員，在其沒有真正進行制圖前，就需要充分掌握機械制圖目的，并對該領域所涉及到的理念、原則進行深入剖析，然后立足于繪圖技巧，有條不紊的完成繪圖工作。所以，對設計人員的綜合素養要求整體頗高。他們必須要設計出高質量的圖紙，而且要做到標準統一性，尤其是要對其精度進行科學控制。將機械制圖與CAD技術進行科學的融合，就能幫助設計人員更好把控精準度，同時還能有效提升設計質量，加快設計精度，并能最大限度減少人為誤差問題。特別是隨著計算機性能的不斷提升，CAD系統的運行速度、精準度都在不斷提升，所以將CAD與機械制圖技術進行有機融合，就能幫助設計人員更好完成制圖目標，并能保障設計質量與精度、效率。

3.5 實現了對傳統機械制圖的優化

通過CAD制圖軟件幫助下進行繪制設計圖，因為CAD制圖軟件較多功能非常標準，所以可以滿足設計圖的一系列要求。將CAD制圖與機械制圖兩者結合在一起，一方面節省了繪制時間，進一步提高了繪圖效率與經濟效益，另一方面豐富和拓寬了手工制圖范圍，可以繪制出手工所繪制不出的一些設計圖。將機械制圖與CAD制圖進行有機結合，將陳舊制度與現代化技術手段制圖進行協調，優化繪圖方法。設計人員在繪制設計圖時，要依據各種條件，使用正確的繪圖方法，選擇適合的繪制程序。

4 結語

將機械制圖與CAD技術進行有機融合，也能有助于計算機科學與機械繪圖理論實現深度融合，從而對機械制造業的自動化、智能化發展提供重要支持。設計人員需要對這兩種技術的交點進行科學把握，然后對它們融合后的優勢進行更好發揮，從而有效促進機械制造技術的迅速發展。大量經驗表明，將這兩種技術進行結合運用，對它們結合應用模式進行協調，就能更為顯著的實現CAD與制圖技術的高效結合，并能發揮出更高的應用效果。