葉青

柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣西 柳州 545000

引言

傳統(tǒng)意義上的機(jī)械制圖所使用的工具無(wú)非就是尺子、鉛筆及圓規(guī)等，通過這些工具的運(yùn)用，方可形成設(shè)計(jì)人員的一種基本語(yǔ)言，即工程設(shè)計(jì)圖，它主要通過描繪出二維的工程圖像，便把已經(jīng)規(guī)劃好的三維工程模塊加以準(zhǔn)確描述與概括。而在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到普及，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也就是CAD技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，在多數(shù)制造領(lǐng)域和行業(yè)中起著十分重要的作用。

1 機(jī)械制圖和CAD技術(shù)的簡(jiǎn)要分析

1.1 CAD技術(shù)簡(jiǎn)要概述

CAD系統(tǒng)中包含有軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)，其硬件系統(tǒng)主要包括圖形輸出設(shè)備、圖形輸入設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)和工程工作站等設(shè)備，正是因?yàn)橛辛怂鼈兊募尤耄攀沟肅AD系統(tǒng)變得更加完整，而軟件系統(tǒng)分為輔助模型、CAD軟件等。在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷更新?lián)Q代的背景下，僅憑硬件系統(tǒng)作為技術(shù)基礎(chǔ)已無(wú)法對(duì)CAD技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮促進(jìn)作用?，F(xiàn)階段，CAD技術(shù)已逐漸成為從業(yè)人員必備的一項(xiàng)知識(shí)技能，在具體的工作中，要求設(shè)計(jì)人員必須依托計(jì)算機(jī)技術(shù)的力量，對(duì)計(jì)算機(jī)輔助軟件加以掌握，從而完成制圖任務(wù)[1]。與傳統(tǒng)的紙質(zhì)繪圖方式相比，CAD技術(shù)簡(jiǎn)化了工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的煩瑣流程，并且在機(jī)械制圖期間，CAD技術(shù)的運(yùn)用能夠整理與繪圖有關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、評(píng)估，在設(shè)計(jì)人員需要時(shí)還能夠檢索相關(guān)信息，供其進(jìn)行信息交流，有效減少相關(guān)人員的工作量，提升工作效率。此外，在制圖的過程中可以實(shí)現(xiàn)草圖和工作圖像之間的切換，此切換更具隨意性。CAD技術(shù)是基于傳統(tǒng)制圖的優(yōu)化與改進(jìn)，其發(fā)展前景需要得到該領(lǐng)域相關(guān)設(shè)計(jì)與技術(shù)人員的大力支持與關(guān)注。

1.2 機(jī)械制圖簡(jiǎn)要概述

與傳統(tǒng)繪圖方式相比，機(jī)械制圖自身的基礎(chǔ)功能與手工繪圖基本相似，然而，CAD技術(shù)的整體操作更加趨于便捷化、智能化和簡(jiǎn)單化。機(jī)械制圖可以與實(shí)際的生產(chǎn)加工需要相結(jié)合，以此來(lái)完成手工圖紙的制作，里面所包含的各個(gè)指標(biāo)與參數(shù)都能夠?yàn)楹笃诠ぷ魈峁┯辛σ罁?jù)和參考，所以特別要求在具體的制圖期間必須具備數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，從實(shí)際需要出發(fā)，在圖紙上準(zhǔn)確標(biāo)注出相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要依靠制圖工具加以完善，這樣是為了更好地把所需要加工的零部件盡數(shù)復(fù)現(xiàn)，確保后期工作的有序、順利開展，相關(guān)人員也可以將其理解成加工再生產(chǎn)的一種詳盡說(shuō)明。此外，在機(jī)械制圖過程中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有較高的精確度，對(duì)此應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路和工程規(guī)劃完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)產(chǎn)品或設(shè)備構(gòu)造清晰明了地加以體現(xiàn)，以此突出機(jī)械設(shè)備在加工生產(chǎn)過程中的價(jià)值地位。

2 CAD技術(shù)和機(jī)械制圖的關(guān)系

首先，CAD技術(shù)可以為機(jī)械制圖提供強(qiáng)大的理論支撐，綜合考慮邏輯思維與繪圖習(xí)慣，充分把握繪圖的精確度，確保設(shè)計(jì)圖紙與相應(yīng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)有機(jī)統(tǒng)一。此外，CAD技術(shù)可以按照實(shí)際需要細(xì)化工程參數(shù)，通過計(jì)算機(jī)輔助的形式完成制圖工作，使繪圖工作得以順利開展，將CAD技術(shù)與機(jī)械制圖有機(jī)結(jié)合起來(lái)，能夠進(jìn)一步獲得預(yù)期的理想效果。其次，CAD技術(shù)將制圖的理論知識(shí)內(nèi)容有效融合起來(lái)，在此基礎(chǔ)上可以提高相關(guān)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，兩者是相互作用、相互影響的關(guān)系。為此，現(xiàn)階段機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)當(dāng)高度關(guān)注CAD技術(shù)的運(yùn)用，比如，建立幾何模型等，通過直觀的方式，可全方位立體式地展現(xiàn)出機(jī)械內(nèi)部零部件的空間尺寸，利用現(xiàn)代化技術(shù)的方式，能加快機(jī)械設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)達(dá)成率，進(jìn)而加快相關(guān)企業(yè)的發(fā)展步伐。最后，CAD技術(shù)方面的知識(shí)體系和傳統(tǒng)繪圖方式密切聯(lián)系，在具體的工作中要求技術(shù)人員具備較強(qiáng)的空間想象力，比如，在計(jì)算機(jī)中對(duì)構(gòu)件平面進(jìn)行解剖展示等。

3 CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

3.1 便于操作，容易上手

CAD技術(shù)貫穿于機(jī)械制圖過程的始終，其重點(diǎn)內(nèi)容在于零部件的設(shè)計(jì)。CAD是對(duì)機(jī)械制圖的補(bǔ)充軟件，軟件中不但包含新零件的設(shè)計(jì)，而且還擁有多種設(shè)計(jì)模板資源，為相關(guān)人員提供模板參考，也可供設(shè)計(jì)人員改裝設(shè)計(jì)零部件。同時(shí)，此軟件可以對(duì)零件之間的耦合性能進(jìn)行確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)零件的可靠裝配。

3.2 有著較高的制圖精確度

機(jī)械制圖的精確度已達(dá)毫米，而傳統(tǒng)的手工制圖則無(wú)法消除此類誤差，CAD技術(shù)能夠確保設(shè)計(jì)人員所繪制圖形的準(zhǔn)確和精密，所以在精確度標(biāo)準(zhǔn)較高的工程項(xiàng)目中，CAD技術(shù)仍然得到有效的運(yùn)用。設(shè)計(jì)人員在繪圖期間科學(xué)運(yùn)用此軟件，可以最大限度地使繪圖的精確度有所提高，進(jìn)一步符合設(shè)計(jì)需求。

3.3 可循環(huán)利用制圖成果

在過去的一段時(shí)間內(nèi)，不同的工程項(xiàng)目難以實(shí)現(xiàn)零部件的循環(huán)再利用，然而，CAD技術(shù)的出現(xiàn)打破了這一常規(guī)現(xiàn)象，其軟件自身就能夠建立多樣工程項(xiàng)目的零件素材庫(kù)。設(shè)計(jì)人員在使用時(shí)可以隨時(shí)調(diào)用相應(yīng)的零部件。當(dāng)對(duì)一種零件進(jìn)行設(shè)計(jì)后，零部件素材庫(kù)中就會(huì)生成其制圖成果，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保存的功能，在遇到其他類型的工程項(xiàng)目時(shí)，按照工程項(xiàng)目對(duì)零件的需求可以再次利用此類零件，具體方法就是直接在素材庫(kù)中進(jìn)行搜索，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修改[2]。

4 CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的具體運(yùn)用

CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的運(yùn)用，有利于更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)手段，沖破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的束縛，在很大程度上擺脫傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的弊端和不足，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念與思維，將現(xiàn)代化設(shè)計(jì)有機(jī)融入產(chǎn)品當(dāng)中，有利于促使機(jī)械制造行業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

4.1 運(yùn)用CAD技術(shù)繪制基礎(chǔ)機(jī)械形狀

CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的運(yùn)用首先涉及的就是基礎(chǔ)的形狀繪圖方面。目前，在機(jī)械制圖中包含的形狀繪制有橢圓形、多邊形、長(zhǎng)方形等，在使用CAD技術(shù)繪制基本形狀期間，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行排列。采用CAD技術(shù)繪制多邊形時(shí)，可圍繞POLYGON相關(guān)指令達(dá)到自動(dòng)化制圖的目的，同時(shí)還可對(duì)POLYGON+4進(jìn)行命令的輸入，在此過程中的數(shù)字4是多邊形的邊數(shù)，可按照實(shí)際需求相應(yīng)地?fù)Q成其他數(shù)字，并且選擇一個(gè)中心點(diǎn)作為形狀的支點(diǎn)，設(shè)置完成之后就能夠生成相應(yīng)的多邊形形狀了。對(duì)于橢圓形的繪制，可以通過ELLIPSE(EL)的命令方式繪制橢圓形狀，比如A是確定橢圓的弧度，C是確定其中心點(diǎn)，而I則是確定等角圓。設(shè)置好一系列相關(guān)的參數(shù)之后，對(duì)其所構(gòu)弧線加以確定，設(shè)置環(huán)節(jié)便可完成。

4.2 運(yùn)用CAD技術(shù)進(jìn)行圖形的標(biāo)注

在利用CAD技術(shù)完成機(jī)械制圖的過程中，需要標(biāo)注的地方有很多，也必須標(biāo)注圖中的相關(guān)圖形，并且還需要標(biāo)注角度、半徑、測(cè)量值及刻度等相關(guān)要素。第一，在做具體的線性標(biāo)注時(shí)，通常使用DIMLINER執(zhí)行指令，選擇相應(yīng)的菜單欄，根據(jù)設(shè)計(jì)人員的實(shí)際需要，考慮是否添加文本、規(guī)格、尺寸等條件，通常情況下，在機(jī)械制圖中的垂直圖和水平圖會(huì)運(yùn)用此標(biāo)注。第二，關(guān)于直徑標(biāo)注的執(zhí)行命令以DIMDIAMETER為主，選擇菜單項(xiàng)對(duì)光標(biāo)進(jìn)行拖動(dòng)，就能夠直接顯示出直徑符號(hào)。第三，在CAD軟件的標(biāo)注過程中，對(duì)于引線標(biāo)注可采用DIMANGULA的執(zhí)行命令，對(duì)于基線標(biāo)注可使用DIMBASELINE的執(zhí)行命令。

4.3 運(yùn)用CAD技術(shù)完成裝配與剖視

在對(duì)機(jī)械構(gòu)件的實(shí)施環(huán)節(jié)進(jìn)行構(gòu)造的過程中，應(yīng)與剖視圖的運(yùn)用相結(jié)合，正是因?yàn)槠室晥D可以充分體現(xiàn)構(gòu)件的復(fù)雜情況，所以現(xiàn)階段在機(jī)械制圖方面被廣泛應(yīng)用。基于CAD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，可以模擬演示各個(gè)配件之間的架設(shè)、安裝情況，對(duì)繪制的組合體設(shè)計(jì)出整體的造型，完美地展現(xiàn)出機(jī)械配件和內(nèi)部構(gòu)造，有助于設(shè)計(jì)人員對(duì)曲線與投影等線條的設(shè)計(jì)[3]。此外，針對(duì)相關(guān)的復(fù)雜線條，比如，應(yīng)用于機(jī)械加工圖紙的交叉與重合等線條的設(shè)計(jì)，要想讓施工人員掌握或了解設(shè)備安裝或架設(shè)的基本情況，則首先需要確立各項(xiàng)指標(biāo)與參數(shù)，那么就要使用剖視圖，在機(jī)械生產(chǎn)的加工環(huán)節(jié)中能夠?qū)?gòu)件的內(nèi)部構(gòu)造、空間環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)的觀察，以防因設(shè)計(jì)不到位而導(dǎo)致原先的設(shè)計(jì)被推翻的問題。

4.4 運(yùn)用CAD技術(shù)建立組合視圖

機(jī)械制圖具有一定的系統(tǒng)性，其自身的特點(diǎn)要求對(duì)多種幾何元素加以組合，把相對(duì)應(yīng)的幾何元素排列在一定規(guī)則的方位之中，建立與設(shè)計(jì)目標(biāo)相符合的幾何結(jié)構(gòu)，這樣有利于搭建三維立體模型[4]。在設(shè)計(jì)此系統(tǒng)模型時(shí)，如果使用二維制圖軟件展開相關(guān)的操作，就難以達(dá)到預(yù)期的理想效果，但是采用CAD技術(shù)可以建立組合視圖，依托其強(qiáng)大的技術(shù)功能，使設(shè)計(jì)人員在有限的時(shí)間內(nèi)順利完成既定目標(biāo)的繪制，不僅可以有效提升設(shè)計(jì)人員的工作效率，還能縮短設(shè)計(jì)周期，一舉兩得。

4.5 運(yùn)用CAD技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)

CAD技術(shù)具有快速制圖、錯(cuò)誤率低、高效率的特點(diǎn)，運(yùn)用其技術(shù)能夠直接通過計(jì)算機(jī)加工和設(shè)計(jì)圖紙，更加高效地完成精準(zhǔn)制圖的工作，使得后續(xù)施工工序難度有所降低。此外，CAD技術(shù)還可以存儲(chǔ)、傳輸圖紙材料，設(shè)計(jì)好圖紙之后，設(shè)計(jì)人員可以把圖紙數(shù)據(jù)保存到U盤中，這樣查找起來(lái)更加快捷、方便，有利于其長(zhǎng)期保管。使用計(jì)算機(jī)保管的圖紙資料，可以實(shí)現(xiàn)CAD技術(shù)與機(jī)械制圖有機(jī)融合，在一定程度上避免圖紙資料缺失和紙張破損，保證紙質(zhì)資料的完整性。

4.6 運(yùn)用CAD技術(shù)集成制造系統(tǒng)建模

CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的運(yùn)用，可以將多個(gè)基礎(chǔ)幾何體結(jié)構(gòu)相區(qū)分，對(duì)零部件的建模流程進(jìn)行簡(jiǎn)化與分解。在模型建立完成后需要借助相關(guān)的草圖工具對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行繪制。比如，對(duì)數(shù)控加工裝置采用程序控制的方法，從各個(gè)角度觀察與改進(jìn)零部件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮其自身的主觀能動(dòng)性，形成發(fā)散性思維，從而使機(jī)械設(shè)計(jì)效果處于理想狀態(tài)[5]。此外，可以運(yùn)用CAD技術(shù)編程來(lái)完善產(chǎn)品的模型，比如某些機(jī)械模具的生產(chǎn)制造，經(jīng)過相關(guān)人員給予檢查，確定合格后，才能直接產(chǎn)生統(tǒng)一、固定的數(shù)控程序，同時(shí)通過數(shù)據(jù)接口傳送至相應(yīng)的數(shù)控設(shè)備當(dāng)中，提升企業(yè)的生產(chǎn)力，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

4.7 運(yùn)用CAD技術(shù)繪制多維圖

由于機(jī)械產(chǎn)品本身的特征，導(dǎo)致在其產(chǎn)品設(shè)計(jì)期間需要經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)處理和核算，這一工作環(huán)節(jié)在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，必須由二維圖進(jìn)行相應(yīng)的處理，然而，在此處理過程中，不僅難以確保其數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，還將耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，這不符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基本要求。在利用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械制圖的時(shí)候，可以盡可能多地采用有效的繪圖方法應(yīng)用于本領(lǐng)域。比如，使用最多的交瓦式制圖，它可以更好地實(shí)現(xiàn)各種基本圖庫(kù)的轉(zhuǎn)化，再輔之以簡(jiǎn)便性的操作，可有效提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的信息化技術(shù)水平不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)在各大領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。CAD技術(shù)在運(yùn)用于機(jī)械制圖的過程中，需要特別重視與現(xiàn)代化技術(shù)的融合，應(yīng)秉持發(fā)展的理念，積極探索創(chuàng)新技術(shù)方法，對(duì)CAD技術(shù)運(yùn)用于機(jī)械制圖的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，充分運(yùn)用CAD技術(shù)來(lái)規(guī)避機(jī)械制圖的風(fēng)險(xiǎn)問題，并結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際需求，拓展與更新相關(guān)的技術(shù)運(yùn)用范圍，明確各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)與關(guān)系，只有這樣才能更好實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。