尤士諄

（重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 404100）

CAD技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，自誕生以來以其優(yōu)越的繪圖和圖形處理功能得到了廣泛贊譽，并被廣泛的應(yīng)用與諸多領(lǐng)域，如汽車、飛機、造船、建筑、服裝等等行業(yè)都會使用CAD進行設(shè)計工作，但是應(yīng)用效率最高的還是機械設(shè)計領(lǐng)域。目前較為先進的設(shè)計軟件是Auto CAD計算機輔助軟件技術(shù)，其具有很強的繪圖功能，操作更為便捷、靈活，對于設(shè)計人員來講它是一個非常好的幫手，能夠大大提高設(shè)計工作效率。

1 CAD技術(shù)的發(fā)展概況

CAD技術(shù)是一款以現(xiàn)代計算機圖形處理功能為基礎(chǔ)的繪圖工具，工程設(shè)計人員可以利用這項技術(shù)對產(chǎn)品的設(shè)計進行分析調(diào)整，直至達(dá)到理想的效果。這項技術(shù)自研發(fā)以來經(jīng)過了不斷的改進，目前已經(jīng)將現(xiàn)代計算機輔助技術(shù)、集成制造技術(shù)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等多項功能集于一身，為各類企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計工作提供了很大便利?，F(xiàn)在的CAD技術(shù)已經(jīng)由簡單的數(shù)據(jù)計算和圖形編輯功能，逐步發(fā)展成為人工智能技術(shù)（ICAD）。在新世紀(jì)里，ICAD技術(shù)將會朝著功能多元化的方向發(fā)展，順應(yīng)市場需求，為中小企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計提供提供技術(shù)支持。通過ICAD技術(shù)可以在某一領(lǐng)域內(nèi)，模仿專家的設(shè)計過程，應(yīng)用符號推理技術(shù)就某一單一領(lǐng)域的問題進行解決。將人工智能處理技術(shù)和電子繪圖技術(shù)充分結(jié)合，讓計算機進行設(shè)計方案的制定，借助科技手段提高設(shè)計工作效率。

隨著三維動畫技術(shù)進入到CAD設(shè)計系統(tǒng)中，人們實現(xiàn)了將大腦中的設(shè)計思路，在計算機中通過三維模型的設(shè)計手段演示出來，方便設(shè)計人員在三維模型的立體影像中對設(shè)計進行修改，并將模型中的各項數(shù)據(jù)做好統(tǒng)一。這樣就可以對設(shè)計思路進行完善，使設(shè)計的作品更優(yōu)秀。在進行三維CAD設(shè)計工作中，應(yīng)該建立整個設(shè)計方案的數(shù)據(jù)庫，在此基礎(chǔ)上，對整個設(shè)計進行分析會更為準(zhǔn)確。隨著現(xiàn)代計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，CAD三維技術(shù)正朝著開放式、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向邁進，對于國內(nèi)CAD技術(shù)設(shè)計的發(fā)展具有重要意義。

將CAD技術(shù)應(yīng)用于機械產(chǎn)品的設(shè)計方案中，可以對產(chǎn)品的性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，設(shè)計人員可以運用計算機，對產(chǎn)品的外形設(shè)計和性能設(shè)計中涉及的零部件的工作狀態(tài)及外形結(jié)構(gòu)進行修改，從而使機械產(chǎn)品從內(nèi)部結(jié)構(gòu)到外形的設(shè)計實現(xiàn)理想化。

2 CAD技術(shù)在機械設(shè)計工作中的具體應(yīng)用

（1）實體應(yīng)用。運用CAD技術(shù)進行三維建模的形式包括三種，分別為線框模型；實體模型；表面模型。CAD軟件中很多能夠?qū)嶓w建模，并提供相應(yīng)的基本體系。比如使用AutoCAD軟件進行三維實體建模過程中，系統(tǒng)能夠提供包括立方體、球體、圓柱體、楔形體在內(nèi)的多種體系。某些簡單的零件，可以運用結(jié)構(gòu)分析法對零件進行基本體的分解，再運用三維技術(shù)進行實體造型，并通過對基本體交、并、差的計算，由此能夠繪制出零件的三維實體模型。但是對于某些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件往往很難進行基本體的分解，即使分解完成也會出現(xiàn)因基本體太多而無法成型的問題。所以應(yīng)該在二維幾何圖形中對零件的截面輪廓做好定義，之后在運用三維實體造型技術(shù)，將零件進行拉伸、旋轉(zhuǎn)處理，得到更為直觀的基本體模型，然后再通過交、并、差等計算出零件的三維實體造型。設(shè)計人員需要認(rèn)真統(tǒng)計機械運動的數(shù)據(jù)，計算出各個零件的運動坐標(biāo)，利用CAD技術(shù)中的三維編輯處理技術(shù)按照既定的坐標(biāo)進行零件的“組裝”。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機械制造的設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù)也不斷的向前邁進，數(shù)控機床和CAD技術(shù)應(yīng)用面越發(fā)廣泛，機械制造行業(yè)正在向著數(shù)字化與電子化的方向發(fā)展。機械模具的CAD技術(shù)和激光快速成型技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于機械設(shè)計制造行業(yè)。

（2）多維繪圖技術(shù)的應(yīng)用。在機械產(chǎn)品設(shè)計的信息處理過程中，重點要關(guān)注圖形與數(shù)據(jù)兩個部分。具體的設(shè)計工作中，繪圖的工作量比大約占整體工作的60%以上，從二維角度進行信息處理就是繪制設(shè)計平面圖。就目前的CAD應(yīng)用情況看，可用的繪圖軟件比較多，基本都可以完成圖形繪制和編輯工作，并配有標(biāo)準(zhǔn)的文字、規(guī)范的尺寸、鮮明的層次性，能夠完成圖形的交換。但是要想真正體現(xiàn)出CAD技術(shù)的優(yōu)越性，還應(yīng)該在二維繪圖軟件功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)用具備宏命令功能的參數(shù)設(shè)計系統(tǒng)，組建服務(wù)于圖形設(shè)計的符號數(shù)據(jù)庫，這樣設(shè)計人員就可以免去復(fù)雜的計算機操作，根據(jù)數(shù)據(jù)庫菜單從事圖形繪制工作。

（3）CAD技術(shù)在未來機械設(shè)計中的應(yīng)用展望。CAD技術(shù)的應(yīng)用功能大致是計算、分析與繪圖，但是就機械設(shè)計而言，單單是這些功能還不夠，對于設(shè)計中方案的構(gòu)想、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)布局、參數(shù)的推理等等都需要現(xiàn)代技術(shù)的輔助作用。近些年以來，CAD技術(shù)在這些方面也有了一定的進步，開發(fā)出一部分應(yīng)用與機械零件制作的設(shè)計軟件和故障檢驗系統(tǒng)。在未來的發(fā)展中，CAD技術(shù)的發(fā)展將會隨著市場需要而不斷前進，促進機械設(shè)計制造的不斷進步，提升產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率，為提高機械產(chǎn)品的設(shè)計水平和質(zhì)量發(fā)揮更大的效用。

3 結(jié)語

綜上所述，CAD技術(shù)是機械設(shè)計業(yè)重要的輔助工具，從機械設(shè)計實體、多維繪圖等方面看，這項技術(shù)具有很好的實際意義，其計算、分析、多維繪圖等功能使機械設(shè)計工作更為便捷，未來機械設(shè)計中應(yīng)用CAD技術(shù)會更加廣泛，同時設(shè)計人員也應(yīng)不斷更新觀念，拓展視野，不斷完善CAD的技術(shù)功能，使其為以后設(shè)計工作提供更好的服務(wù)。

[1]張夕琴.CAD/CAE技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].裝備制造技術(shù)，2007，(12)

[2]陳曉紅.基于CAD在機械設(shè)計中應(yīng)用的探索性研究[J].制造業(yè)自動化，2011，33(4).