计算机辅助设计的实际应用

洪子健

摘 要 随着现代计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计CAD在实际应用中日益广泛，本文主要介绍了计算机辅助设计，并对目前国内企业机械产品开发过程中三维CAD系统应用现状和存在问题进行了分析。从产品开发的实际需求和产品特点与软件功能出发，对企业应用三维CAD过程提出了改进方案，最后介绍了三维CAD技术发展的趋势。

关键词 计算机辅助设计 三维CAD

中图分类号：TP30 文献标识码：A

1三维CAD的简介

首先CAD技术以实用的零件实体建模优势和简便的产品造型修改和实体装配图的生成被用在机械设计的多个方面设计软件为三维建模提供了多种工具，可通过对其结构进行分析，将其分解成若干基本体，对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等运算，便可得出零件的三维实体模型。

三维CAD在建模中一般使用参数化建模，整个建模的步骤和产品的外型尺寸被参数化，这些参数是与产品的造型直接关联的。若要对尺寸或造型进行局部的更改，只需要更改相关参数，整个造型将被自动更新。这样不仅大大减少了设计人员的工作量，还保证了产品外造型的延续性。

2计算机辅助设计在实际应用中的现状及问题

计算机辅助设计在实际应用中扮演着正面积极的角色，它从以下几个方面促进了生产的效率：首先，应用CAD技术可以提高产品设计的质量，缩短设计周期，真正做到辅助设计二维CAD技术虽然可以帮助设计人员把图纸画得规范、漂亮，提高绘图效率，而且以后的图纸修改及管理也很方便。而应用三维CAD进行产品设计，可以方便地设计出所见即所得的三维实体产品模型，所有零件的三维模型可以放在一张图内；利用三维CAD提供可以方便、快捷地对三维模型进行模拟装配和干涉检查，对重要零部件进行有限元分析与优化设计。其次，使用三维CAD设计工装，则可以克服传统绘图的缺点，直观地看到各组成零件的配合情况，甚至可以通过模拟工装的运动过程，在工装投入制作之前发现不合适的部位及时修改，从而提高了工装设计的准确性，减少了修模次数，从而节省了生产成本，产品制造周期也缩短了。再次，应用三维CAD能够快速进行变型设计，往往同系列的产品工装结构基本相同，只是尺寸不同，而不同系列的产品工装虽然结构不同，但工装中的某些零件结构相似，只需稍做改动。再就是应用三维CAD能够提高产品宣传的效果。

虽然CAD技术已经广泛的用于各个行业的生产环节之中并日趋成熟，但不可否认的是在一些领域仍存在问题。其原因有以下几点：其一，未能真正实现辅助设计。目前很多单位用CAD软件可以做出三维模型，但是并未真正实现运用三维CAD软件进行整体空间设计和受力分析，还停留在平面图设计方面。其二，精通CAD技术的人员匮乏。三维CAD系统是一个复杂、多样的系统，并不是每个设计人员都能很好地掌握，更何况大部分设计人员并没有接受过CAD的应用培训，对CAD的多数功能知之甚少，他们完成的设计很可能就存在一些缺陷。

3计算机辅助设计的发展

计算机辅助设计系统给工作提供了便利，但其自身还需不断完善，同时也在向着以下几个方面发展：图形交换技术，一个直观的、智能化的工作界面，智能化图标菜单、实时生成的造型、动态提示指引等一系列人性化的功能；智能CAD技术，把创新方法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中，用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决产品、工程和系统的设计制造；虚拟网络技术，设计人员在虚拟世界中创造新产品，可以从人机工程学角度检查设计效果，可直接操作模拟对象，检验操作是否舒适、方便，及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题，及早看到新产品的外形，从多方面评价所设计的产品。

综上，计算机辅助设计技术发展到今日，其二维绘图转向了三维设计，这是质的飞跃。应用三维CAD系统进行产品开发，从根本上改变了过去手工绘图、凭图纸组织整个生产过程的技术管理方式，设计构思的表达由二维图纸演变成能在计算机模拟显示零件三维实体模型的虚拟产品，大大提高了产品设计的一次成功率，从而不仅缩短了产品的设计周期，提高了设计质量，而且降低了生产成本。这项技术必将提高产品的竞争力，使企业在激烈的市场竞争中获得生存与发展。因此，计算机辅助设计在生产中正在并将持续扮演着重要的角色。为了使我国的计算机辅助设计技术在不久的将来能赶上发达国家的水平，并能同步增长。为了提高数字化产品在国际市场的竞争能力，我们必须深入研究数字基础理论，加强计算机辅助设计的研发研究。

参考文献

[1] 王先逵.计算机辅助制造[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2] 唐承统，阎艳.计算机辅助设计与制造[M].北京：北京理工大出版社，2008.

[3] 魏生民，朱喜林.机械CAD/CAM[M].武汉：武汉理工大学出版社，2001.

[4] 章继涛，李晓宾.AutoCAD机械设计标准教程[M].北京：北京理工大学出版社，2007.