机械设计下CAD技术的运用分析

蒋银红

（哈尔滨石油学院机械系，黑龙江 哈尔滨 150028）

机械设计下CAD技术的运用分析

蒋银红

（哈尔滨石油学院机械系，黑龙江 哈尔滨 150028）

机械制造业在推动我国经济快速发展中占据着重要的地位和作用，为国计民生和国防力量的增强发挥了重要作用，使得各个国家把机械制造业的发展放到了首要地位。分析如何将CAD技术更好的运用于机械设计，是本文讨论的重点。

机械设计；CAD技术；系统

近年来，在科学技术的快速进步中，机械设计中CAD技术也越来越完善，使得过去比较传统的复杂计算方式、手工绘图等方式得以改变。CAD中文全称是计算机辅助设计与制图，该技术是借助计算机系统辅助来达到设计的建立、修改、分析或者优化的过程，具有标准化、集成化、智能化的优点，并且运用非常广泛，在机械、航空航天、造船、建筑、电子等领域都有运用。而且很好地解决了机械企业在重复性设计多、信息资源的利用率低等方面的问题，为企业大大减少了产品的制造工期和生产成本。随着CAD的不断优化设计，绘画功能也更加完善，并对产品设计的方法更加灵活多变。本文将从当前CAD技术在机械工程设计中的应用进行分析探讨，更好的推动我国机械制造业健康有序的发展建设。

1 CAD技术的概述和组成系统

CAD技术主要以计算机辅助设计技术为载体，将设计资料传输到计算机当中去，通过相应的计算机系统对数据的运算、自动的进行程序编制和对图形的处理，并达到优化设计方案的目的，从而绘制出理想的零件或产品的结构图。CAD是将人与计算机的最佳特性结合起来，辅助进行产品的设计和分析的一门新兴技术，集合了计算机和工程设计方法，是一项最新的发展学科。人在运用CAD技术绘图和计算机绘图是不一样的，计算机绘图只是简单的运用图形软件与硬件绘图和相关标注的一种以摆脱过去复杂的手工绘图为其目标的方法与技术。而CAD技术绘图是运用自己的经验和判断能力，以人机交流的方式，来控制整体设计的过程，达到最优设计结果。CAD技术具有机械产品的特点，使得在机械制造领域运用非常广泛。

CAD组成系统是由软件和硬件两个系统组成，软件方面是由CAD软件以及相关的辅助模型构成，主要有CAPP功能，也就是计算机辅助的工业设计功能。二维绘图功能，也就是利用计算机进行智能绘图。PDM功能，也就是对产品数据的管理功能。目的是确保艺卡、图纸、技术资料和加工代码等方面具有可靠性与安全性。CAD的硬件组成主要有个人计算机、工程工作站和图形输入输出设备方面。

2 CAD技术在机械设计中的应用

（1）CAD在机械工程设计中二维绘图的应用。CAD技术在机械设计中进行二维绘图的应用是最为常见的应用方式。CAD中二维绘图软件的主要功能包括交互式绘图、填充剖面、图形编辑、文字、标准尺寸、调用图块、区分层次和实现图形交换等功能。而在二维绘图中图形和数据是设计者进行机械产品设计时必须要考虑的主要问题。如图1模座零件图的绘制。

需要注意的是参数化的设计。同一个系列或类型的机械零部件，他们在结构上是非常相近的。唯一不一样的就是尺寸的大小不同，只需要借助参数化设计方法构建图形程序库，把图像调出，然后对其尺寸进行相应的调整，就会得到一个不一样的设计图形。

图1 模座零件图

（2）CAD在机械工程设计中三维绘图的应用。CAD技术在三维设计中，其基本思想之一就是实现参数化和变量化设计，这是过去二维建模体系中无法实现的参数化设计。现在CAD技术拥有一些基本的体系，有边框模型、外形模型与实体模型这三种建模方法。CAD通过这些体系完成零件模型的建立。如在CAD的三维实体建模中，系统提供了立方体、环状体、圆柱体、球体、圆锥体、楔形体这6种基本体系。简单的零件模型是采取分解成几个小块的不同的基本体，然后把这些零件体以三维实体造型和布尔运算产生一个零件的模型。对于稍复杂的零件模型就需要首先绘制出图像的二维几何轮廓，然后通过三维造型得到零件的模型。在机械设计中，设计人员充分利用CAD来建模，利用三维空间可以进行快捷灵活的操作，来控制、修改零部件、重新设计零部件。

（3）实现机械产品的协同设计。对于一个机械产品设计单位而言，产品的设计应该是在协同理念的指导下利用信息技术手段提高生产力的工作。协同设计系统能够实现对件资料的结构化共享，包括工程图纸、有效软件、电子规范、文档、规程规范、信息专题库、体系文件、ISO表单、动态信息库等方面。所以对于一个机械企业，他们在产品研发过程中往往会集成多学科的技术，并收集分析，同时机械产品的并行化设计又要有设计规范的统一性，才能对个体设计结果和理念进行共享，确保集体设计智慧得到凝聚，使得整体的设计能够在多个学科下协作完成，并使多学科专业特长得到发挥，达到研究的产品使用寿命和制造过程的更加优化，确保机械设计能够实现功能的集成化，使得机械产品在设计过程里能够实现信息和资源的共享，大大提高设计的效率，最终有更加完善的机械产品设计出，并满足机械产品成本低、质量高的基本设计需求。

［1］ 田海忠. CAD技术在煤矿测量工作中的应用研究［J］. 内蒙古煤炭经济，2014（03）.

［2］ 赵京鹤，张颖，李闪. 《机械设计》教改探讨［J］. 黑龙江科技信息，2013（26）.

［3］ 张立荣. 三维CAD技术在机械设计中的应用［J］. 煤炭技术，2011（02）.

Application analysis of CAD technology under mechanical design

TH122；TP391.72

1009-797X （2015） 20-0161-02

B DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.20.054

蒋银红（1992-），女，哈尔滨石油学院机械系在校学生，研究方向为机械设计制造。

2015-09-07