雷承志

（南通泰勝藍島海洋工程有限公司，江蘇 南通 226259）

近年來，我國工業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。在化工領(lǐng)域，化工企業(yè)使用大型機械設備，顯著提高了化工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率?；どa(chǎn)對設備性能、安全性、價格的要求都比較高，使用計算機輔助設計（Computer Aided Design，CAD）軟件繪制化工機械設備，能夠壓縮設計成本、提高設計精準度。CAD軟件設計出來的圖紙便于攜帶、方便修改，在當前的機械繪圖領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

1 CAD的概述

CAD是指利用計算機繪圖軟件輔助繪制機械圖紙，幫助設計人員完成構(gòu)圖、修圖等工作。在當前化工機械設備設計制造過程中，CAD的應用比較廣泛，計算機可以幫助設計者繪制精益的零部件圖，能夠精確地計算圖紙的尺寸，也可以針對設計人員的不同設計思想和方案進行數(shù)據(jù)存儲，并繪制圖形，同時還能夠進行圖紙的比較分析，設計出最佳的圖紙。在計算機內(nèi)部，存有各類圖形數(shù)據(jù)信息，無論是數(shù)字信息、文字信息還是圖形信息，都可以在計算機內(nèi)部檢索出來。設計師突破了傳統(tǒng)的手工畫圖模式，在CAD軟件上可以繪制草圖，也可以繪制詳細的工作圖，CAD可以快速呈現(xiàn)圖形，方便設計人員完成產(chǎn)品設計，并作出恰當?shù)呐袛?，及時修改圖形。在CAD軟件中，設計人員能夠直接對圖形實現(xiàn)放大、縮小、平移的操作，有效減輕了設計人員的工作量，同時縮短了繪制圖形的時間，大幅度提高了圖形繪制工作的質(zhì)量。

2 CAD技術(shù)在化工機械中的應用

2.1 CAD在設計和開發(fā)中的應用

機械圖紙大多是二維平面圖，設計師只能設計出一個圖層，而且設計工作比較煩瑣。在當前的CAD軟件中，可以通過三維一體化的功能將圖形展現(xiàn)出來。當設計人員應用CAD進行化工機械設備設計時，可以實時演示，通過軟件表達自己的設計思想，而且可構(gòu)建并完善三維一體化模型，最終繪制成圖，圖紙的修改效率也得到了提高。在設計化工機械設備時，往往存在一些復雜的成型工裝，而且用傳統(tǒng)設計方法設計出來的圖形會經(jīng)歷復雜的設計工序，在機械設備結(jié)構(gòu)上還要進行大量的計算，需要使用十分復雜的圖紙展現(xiàn)出來，這在無形中加大了機械制造產(chǎn)品的設計工作量，給設計師造成很大的負擔和壓力。如果采用三維一體化的設計，能夠在CAD軟件內(nèi)部集合各類零部件的尺寸，清晰地展現(xiàn)設備的立體圖形，再進行調(diào)整修改，在組成新的機械設備工程圖紙后，就可以保證該工程圖紙的設計質(zhì)量大幅度提高[1]。

2.2 CAD在技術(shù)交流中的應用

在當前市場激烈競爭的經(jīng)濟環(huán)境下，制造公司要大力宣傳機械產(chǎn)品，若買方不太懂精密的機械儀器設備，而且二維機械圖紙比較抽象，識別困難，會使產(chǎn)品宣傳效果下降。使用CAD制作，能夠形成三維一體化的機械設備模型，清晰、直接地向買方展現(xiàn)仿真機械設備的實際效果。在化工機械零部件的設計過程中，精密的儀器設備對零部件尺寸的要求比較嚴格，但是在設計時，難免會出現(xiàn)一些設計錯誤。如果在進行機械工藝分析和生產(chǎn)制造時沒能發(fā)現(xiàn)錯誤，就會造成制造公司的生產(chǎn)材料浪費。使用二維設計方法繪制的平面圖，在檢查零部件時，很難精確地找到二維圖紙中存在的錯誤、修改設計的不足之處。由于CAD制作出來的三維模型都是在分析的基礎上改進設計，現(xiàn)有的設計師可以針對設計問題更充分地溝通交流[2]。

2.3 零件實體建模和裝配圖的應用

應用三維CAD技術(shù)進行零部件的圖紙繪制，顯著提高了零部件繪制的效率。在設計裝配圖、零部件、文字圖時，使用CAD軟件能夠獲得更好的設計效果。設計師在具體操作時，會繪制化工設備的線框、表面實體的模型構(gòu)件。在設計過程中，要設計不同樣式的零部件，使用CAD技術(shù)能夠?qū)⒘悴考D加入整體的設計模型中。此外，設計師還可以加入交叉、合并等各類運算。在改造一些復雜的零部件時，由于該零件拆分過程比較困難，需要使用三維實體模型，而在新的零部件、基本器件裝備圖和零部件設計完成之后，機械設備整體的模型構(gòu)件也就完成了[3]。

3 CAD技術(shù)在化工機械設備設計中的應用優(yōu)勢

3.1 有利于提高設計工作的效率

使用三維CAD技術(shù)，會大幅度提高設計工作的效率。通過研究發(fā)現(xiàn)，相比于二維圖形，使用三維CAD技術(shù)設計圖紙的工作效率提升了近60%，不僅方便設計師對該模型進行優(yōu)化完善，而且設計師可以結(jié)合自己的工作需求和思路，對該模型的某一部位進行靈活的改動，而不必改變機械設備其他部位的圖紙?？傮w來講，CAD軟件的應用大幅度提高了設備設計的效率，而且該軟件的技術(shù)性較強，降低了設計師的產(chǎn)品改造難度，也使設計師能夠?qū)υ摍C械設備的產(chǎn)品進行精簡化改造設計，獲得全新的產(chǎn)品。

3.2 化工機械設備設計變量化及數(shù)據(jù)化

在設計化工機械設備時，最困難的就是掌握產(chǎn)品的數(shù)據(jù)變量，只有這樣才能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量。前期使用CAD軟件繪制圖形；后期使用CAD軟件進行局部改動，手工繪制圖形。如果改動圖紙，就要用新的圖紙，而且會將過去的圖紙廢棄，導致設計人員的圖紙繪制工作更加煩瑣。只有經(jīng)過繁雜的繪制過程和反復設計，才能得到一張比較完整的圖紙，這對于設計人員提高設計工作的效率有很大的制約性。使用CAD軟件能夠大幅度改善煩瑣的手工繪圖的不良現(xiàn)狀，直接在軟件上調(diào)整圖紙，設計師只需要輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)，CAD軟件就能自動生成模型。通過局部的修整以整合產(chǎn)品，大幅度減少了設計師的工作量，也有效提高了繪制的工作效率，進一步提高了產(chǎn)品模型的精確度[4]。

3.3 使設計模型更加逼真

在設計化工機械設備時，都會存在機械圖紙精準度差的問題，在設計之初，就要先構(gòu)造模型，再繪制圖紙，最后展示設計模型。繪制圖紙時，有一定的誤差。由于圖紙的展示有一定的局限性，只能通過平面圖的方式展現(xiàn)，給圖形繪制人員造成了很大的困擾。CAD軟件技術(shù)的應用使設計師能夠快速在計算機設備上繪制出初步的設計模型，然后對其進行整改。從正視角、側(cè)視角等多個角度展示模型，會使設計出來的模型更加逼真，而且有利于模型的立體結(jié)構(gòu)觀察，可全方位地觀察模型的內(nèi)部構(gòu)造。

4 CAD技術(shù)在設計中的應用技巧

4.1 繪圖技巧

在繪制化工機械設備圖紙時，不同設計師的設計思路和具體內(nèi)容都能夠通過軟件展示出來，在CAD軟件中畫圖時，圖層設置的質(zhì)量會影響后期圖紙的整體質(zhì)量。在CAD圖層的繪制過程中，要注意圖層設計是否清晰明了和精確，有一些電子圖紙打開后，有近百個圖層，這些圖層不能分別繪制，需放置在一張圖紙上。設計師應該在一個圖層上繪制，要分別繪圖。有些圖層過多，導致繪制的圖像文件過大，占用了計算機較大的空間。過多的圖層疊加在一起，不利于圖紙在CAD軟件上的展現(xiàn)。要按照一定的規(guī)律順序，連續(xù)排列。在畫圖時，對可能會用到的基本圖層，要有一些優(yōu)化設計，一次性畫出圖形來，這樣就可以通過組合方式滿足多種需要，以便后期能夠靈活地修改圖紙。在修改圖紙時，只需要修改某些圖層，這些圖層的數(shù)量要滿足基本的需要，使圖層更加清晰明了，能夠達到事半功倍的效果。對于圖像顏色的選擇要更加慎重，不要輕易地選擇真彩色或者配色中的顏色。

4.2 CAD制圖比例方面的問題分析

在使用CAD軟件畫圖時，要按照1∶1的比例，快速找到圖紙中的錯誤，而且軟件可以自動測算數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)了錯誤，就可以用規(guī)定的數(shù)據(jù)尺寸進行對比，使錯誤能夠明顯地展現(xiàn)出來，也方便調(diào)整圖紙。一般情況下，在調(diào)整圖紙前，在進行比例的縮小、放大時，這種功能就能夠展現(xiàn)出來，會大幅度縮小換算時的比例，也減少了設計時間的浪費，提高了圖像繪制的效率。如果沒有預期尺寸的圖紙，以PDF文件為例，在繪制新的圖形之前，要按照國際相關(guān)規(guī)定標準，確定圖形大小和界限。在繪制圖形時，要始終保持1∶1的比例；在打印圖紙時，圖紙空間設置成比例，要按照圖形全局線型的比例要求打印。在CAD軟件中，默認的線寬為0.25 mm；縮小打印時，如果未能夠清晰地打印出來，那就要將線寬下調(diào)[5]。

5 CAD系統(tǒng)在化工機械設計中的應用模式

在機械設備的設計工作中，圖形繪制比較重要，但其工作量大、比較煩瑣，使用CAD軟件能夠大幅度減少設計工程師的工作量，而且能夠幫助設計人員對設備結(jié)構(gòu)內(nèi)部進行構(gòu)思分析，可快速進行數(shù)據(jù)收集，以便能夠清晰地繪制在圖紙上，使用CAD軟件繪圖和修改圖形比較方便?？傊?，使用CAD軟件能夠進一步縮短機械設備的研制開發(fā)周期，使工程師能夠有工作時間研究設備的產(chǎn)品性能和產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品整體品質(zhì)。在繪制CAD圖形時，重點考慮將圖像設置為二維圖形還是三維圖形。CAD平面繪圖所占用的空間教學運行速度相比三維模型圖稍快，然而在設計時，就會出現(xiàn)一些不夠全面的現(xiàn)象，也會造成對設計產(chǎn)品的理解出現(xiàn)較大的偏差等問題。

6 結(jié)語

在化工企業(yè)，設備設計師要秉持嚴謹認真的態(tài)度，在CAD軟件內(nèi)細致地繪制圖形，使用CAD軟件定時更新圖紙。CAD在當前的繪圖中得到大范圍應用，而且大幅度提高了機械設備質(zhì)量、制造設計的效率，有效減少了設備的設計工作量，而且壓縮了設計成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量?；ぶ圃鞓I(yè)是我國重要的產(chǎn)業(yè)之一，通過引入CAD軟件技術(shù)，大幅度提高化工機械設備設計的質(zhì)量。使用CAD技術(shù)，能夠在化工企業(yè)中提高產(chǎn)品精密度。在設計設備時，還要充分發(fā)揮CAD軟件的技術(shù)優(yōu)勢，提高機械設備的現(xiàn)代化水平。為了實現(xiàn)機械設備的設計技術(shù)不斷向前發(fā)展，需要充分發(fā)揮三維CAD技術(shù)在化工機械設備設計中的應用價值。