机械cad范文

导语：如何才能写好一篇机械cad，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：机械制图；机械cad；技术要求；结合分析

1、引言

由机械制图的定义可知，机械制图是表达工程设计意图的重要技术文件，是工程开始之前最重要的准备工作。如果说人类的语言是文字，那么工程与机械制造界的语言就是机械制图。掌握了先进的机械制图技术才能绘制出高质量的机械图样，而拥有高质量的机械图样，才能更加精确和完整地表达出工程的要求和注意事项，才能更快地发现问题、解决问题，才能保证工程顺利地进行。经过大量的机械制造和建筑行业调查研究之后，我们发现，将机械制图与机械CAD有机地结合起来可以最大限度地提高机械图样的精确性和完整性。因此，本文围绕机械制图与机械CAD的关系，以及两者结合的必要性和具体措施展开研究，目的在于促进机械制图技术的发展，更好地指导工作的进行。

2、关于CAD技术

近年来，伴随着互联网的普及和计算机技术的迅速发展，CAD技术也越来越广泛地应用于机械制图。传统的机械图纸仅仅依靠手绘，其工作量比较大，绘制过程中也难免会出现一些容易忽视的错误，而绘制机械图纸是一件整体性较强的工作，各部分密切相关，一旦出现错误，修改难度比较大。而CAD技术以AUTOCAD软件为平台，只要打开软件，正确无误地输入相关信息之后，利用自身专业知识，在软件的辅助之下，可以快速准确的完成机械图样。CAD技术具有以下优点：2.1覆盖面广，可据此了解机械的零件形状及大小，组装要求以及机械性能。2.2耗费时间少，在计算机技术的辅助之下，大大减少了机械制图的时间，缩短了设计周期，极大地提高了工作效率。2.3性能高，CAD技术能应用于各种机械制图，技术水平高，能处理各种图形图像信息、设计各种现代化信息工程以及建立三维立体模型。2.4还原性强，CAD技术会以一种形象、逼真的形式展示产品，可以极大地开发设计者的思维。

3、机械制图与机械CAD的关系

在传统的机械制图中，人们都是利用大脑自身的空间思维能力，将脑海中的三维模型绘制出来，但是大脑顾及的方面毕竟是有限的，难免会顾此失彼造成图纸的错误。而CAD技术就相当于机械制图的一次重大革新，它是利用计算机技术，输入相关数据，在专业的制图软件的平台上完成制图，然后以三维立体的形式将产品展现出来，对照机械制造的要求进行检查，审核通过后方可采用。总之，机械CAD是机械制图的一次革新，是机械制图的延伸与进步，其在很大程度上促进了机械工程的发展。

4、机械制图与机械CAD结合的必要性

机械制图常用的有右视图、俯视图以及断面图。视图是按照正投影法，即机件向投影面投影得到的图形，由视图的定义可知，视图表达的主要是机件外部的形状，而机械内部轮廓则用虚线表示。剖面图则是假想机械被切开，展示的是机械内部的结构；而断面图则适用于杆状结构断面形状的展示。综上所述，我们不难发现机械制图展示的仅仅是大概的图形，而机械中众多精细的零件得不到详细的描述，比如说，齿轮、弹簧、螺纹、花键等等。而机械CAD制图则不会出现此类情况。将机械制图与机械CAD有机地结合起来，能达到优势互补的目的，促进机械工程的进步。

5、机械制图与机械CAD的结合分析

将机械制图与机械CAD技术相结合并不是一句空话，具体实施措施可以从以下几个方面展开：5.1内容方面机械制图研究的是阅读和绘制基本图样的方法和原理，其主要是有关正投影的相关理论。而机械CAD制图是一种计算机绘图工具，它把显示屏当做画板，把鼠标和键盘当做铅笔，另外，机械CAD还有众多的绘图工具，三维立体模型。在绘图效率和绘图质量上有明显的优势。但是，机械CAD并不能完全替代机械制图，因为其本质上只是一种制图软件而已。而软件的运行主要依赖于机械制图的基础理论知识以及制作规范和标准。换句话说，两者内容上的结合就是制图的理论知识和计算机技术的结合。5.2技能掌握方面虽然当今机械制造行业使用较为广泛的是机械CAD制图，但是专业制图人员还是应该掌握机械制图的方法。以机械CAD为主，以机械制图为辅，通过机械制图巩固知识，再应用于机械CAD制图。5.3应用方面机械制图中的点、线、面等几种几何构图可以利用机械CAD快速地建立主视、俯视等视图；另外，还可以通过三维模型的着色功能将点、线、面融入到三维实体中，可方便分析不同位置的线、面投影。

结束语

总而言之，将机械制图和机械CAD有机地结合起来有着十分重大的意义，两者的结合也就是计算机制图与机械制图的结合，是传统机械制图的一次飞跃，两者相辅相成，共同促进了制图软件和理论学科的双赢发展。

参考文献：

[1]陈桂芬.计算机绘图与机械制图融入式教学的探讨与实践[J].无锡职业技术学院学报.2005(04)

[2]覃志文.机械CAD与机械制图的结合在机械制造中的应用[J].山东工业技术.2014(13)

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关键词CAD；机械制图；二者的有机结合

中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)04-0000-02

计算机功能的普及和飞速发展。计算机制图已经广泛应用到各工程领域，CAD作为计算机制图的重要软件，更是成为了与机械制图密不可分的一部分。CAD很好的替代了手工制图的方法，以显示器替换了图板和图纸，鼠标和键盘替换了铅笔，圆规和橡皮等作图工具，除此之外，还提供了一些手工工具无法实现的功能，如伸缩变换，尺度调整等等，通过以上替换和改进，大大提高了机械制图的效率和质量，更为复杂绘图工作提供了极大的便利，给工程的设计和实现都创造了优越的条件。

一、机械制图简介

机械制图是指用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。

机械图样主要有零件图和装配图，此外还有布置图、示意图和轴测图等。零件图表达零件的形状、大小以及制造和检验零件的技术要求；装配图表达机械中所属各零件与部件间的装配关系和工作原理；布置图表达机械设备在厂房内的位置；示意图表达机械的工作原理，如表达机械传动原理的机构运动简图、表达液体或气体输送线路的管道示意图等。示意图中的各机械构件均用符号表示。轴测图是一种立体图，直观性强，是常用的一种辅助用图样。

二、CAD简介

AutoCAD是由美国Autodesk公司开发的大型计算机辅助绘图软件。CAD是计算机辅助设计的简称，是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计制图工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速做出图形，使设计人员及时对设计做出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。

三、CAD的系统功能

（一）基本功能：

1.平面绘图,能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。绘图辅助工具。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可 帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。

2.编辑图形，CAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。

3.标注尺寸，可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。

4.书写文字,能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字 体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。

5.图层管理功能，图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。

6.三维绘图，可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。

7.网络功能，可将图形在网络上，或是通过网络访问AutoCAD资源。

8.数据交换,AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。

9.二次开发，CAD允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言Autolisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发。

（二）设计功能：

1.设计组件重用。

2.简易的设计修改和版本控制功能。

3.设计的标准组件的自动产生。

4.设计是否满足要求和实际规则的检验。

5.无需建立物理原型的设计模拟。

6.装配件(一堆零件或者其它装配件)的自动设计。

7.工程文档的输出，例如制造图纸，材料明细表。

8.设计到生产设备的直接输出。

9.到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出。

四、机械制图与CAD的关系

随着近几天信息技术的快速发展，信息基础的应用领域日益广泛，目前已逐步与机械工程领域造相融合，为机械工程的进步，深化提供了强有力的支持。将CAD应用于机械装备制造领域，有以下几点好处：

（一）极大的提高了制图效率，提高了制图质量

利用CAD电子软件进行作图，与手工相比，方便了很多，减少了很多不必要的麻烦，并且利用计算机处理，改善，计算图形和样板和节约了很多时间，CAD能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。绘图辅助工具。提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。更重要的是通过cad软件的功能可以轻松地解决一些手工处理无法解决的问题，如复杂的投影线天生问题、尺寸漏标问题、漏画图线问题、机构几何关系和运动等等。为生产细腻，复杂的精细零件提供了一个条件

（二）显示整体三维效果，抓住设计要点

CAD软件显示图形具有很好的三维效果，这是手工制图所无法实现的，它可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑另外由于图形显示的更加形象具体，可以给设计者一个整体的感知，并且就能暴露出更多细节上的问题，便于工作者很好的调整和完善。并且它符合人的思维过程 设计师在设计时总是先思考后将所想绘出，由于脑海中想象到的样品往往是三维的，因而直接建立模反映样品真实几何形状的三维实体模型是最有利的方法。这可使机械设计师更加专注于产品设计本身，而不是产品的图形表示，符合机械设计师的创新意识，有利于设计的连续进行。为设计更好的样品，奠定基础。

（三）实现高精度条件，为后续生产实现环节奠定良好基础

用CAD计算出的尺度精度远比手工制图的精度要高很多，为生产环节省去了很多不必要的麻烦，并且，利用CAD制图的图形自动调整和匹配功能，也可以省掉许多自行设计和计算的麻烦，例如 可以在装配环境中设计新零件，也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷，还可保证新零件与相邻零件的精确配合，避免了单独设计零件时机算尺寸或因精度不合适出现错误而导致装配的失败。零件环境中有查找器，在完成机械零件造型时，资源查找器同时列出了完成该零件的所有命令，点击这些命令就可以很清楚地了解完成该零件的每个步骤，并利用资源查找器中的零件回放把零件造型的全过程通过动画连续地演示出来，使人一目了然。修改零件时，也可以点击资源查找器中相对应的命令来完成，更方便地是在装配环境中也可以进行零境来完成零件的修改。

总之，可以说CAD技术是现代化机械制图的需要，一个以机械制图为依托的重要技术，CAD作为计算机绘图工具的代表，成功的实现了一场机械制图的革命，代表了机械制图的现代化方式，它是机械制图的工具，基础，而机械制图也是CAD全面的应用和功能体现，二者将紧密相连，共同发展。

五、在教学上将CAD与机械制图相结合

在熟悉了CAD和机械制图以及他们的相互关系之后，为了更好的将两者紧密结合，合理运用，我们需要在教学上就将两者有机的结合在一起，为以后的机械工程领域培养出一批批更好的设计者。

笔者认为，将两者相结合从以下几个关键点入手：

（一）重视对学生空间思维能力的培养。CAD的一个重要功能就是能将多构思的图形三维的展现出来，因此，CAD的合理应用同学生空间想象能力紧密相关，所以培养学生的这种构思，想象能力尤为重要。首先 应该从基础做起，让学生充分了解和掌握基本几何体如棱柱，棱锥等的投影和其特征的出现和原理，从而让学生对三维的世界有一个初步的了解，为以后抽象的构思提供条件

（二）利用三维CAD辅助教学。多年机械制图的教学实践证明：培养学生的空间思维能力和想象能力的核心在于引到学生完成从平面到立体，从二维到三维的思维转化。这个转化过程如何十分直接抽象则很难让学生接受,毕竟这一过程以学生的正常的思维方式不太一样，不符合对他们的学习规律,因此机械制图教学不能仅仅从抽象的点线面开始，最好从整个实体出发,这样不但可以增强学生的感性认识,还可以增加学生对投影知识的理解。CAD辅助教学能很好的帮助教师完成这一点，因此教学时应该充分利用这一辅助功能

（三）利用三维CAD辅助分析复杂零件。比较复杂的零件的分析，一直是机械制图上的难点，学生难以接受，教学也比较困难，但利用CAD的实体展现等功能可以大大的减小这一问题的难度，对于一些复杂的零件,尤其是装配体,实物模型很难展示其内部结果,但是通过CAD建立的三维模型则可以根据需要,灵活进行剖切,还可以进行仿真,直观展示装配配体中各零件之间的装配关系,有助于学生进一步了解装配体的工作原理。传统的教学方式,要由装配图想象装配体这对于思维学校的学生来说,难度很大,学习效果也很差,根本无法达到要想象的效果。所以面对这样的复杂问题，教师和学生都可以考虑利用CAD解决。

参考文献：

[1]王幼龙.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2005

[2]李玉笄.机械制图与CAD.课程教改研究[J].水利科技,2006

[3]刘衍聪.CAD技术基础.第2版[J].石油大学出版社,2011

[4]杨裕根,徐祖茂.机械制图[J].北京邮电大学出版社,2011

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【关键词】机械CAD；机械制图；结合应用

引言

机械制图技术在机械制造领域是一门基础性的技术，对机械制造有着十分重要的作用。同时，由于计算机技术的不断发展，CAD制图技术也得到了广泛地应用。将CAD技术与机械制图技术有机结合在一起，不仅可以提高机械制图的效率，还可提高制图的准确性。本文将对机械CAD技术与机械制图技术的有机结合展开探讨。

1.机械制图与机械CAD的关系

机械制图的主要具有一定的绘制和识读机械图样的能力、空间想象和思维能力以及绘图的实际技能。而机械CAD是利用计算机处理图形信息，并控制输出设备而实现图样的显示和绘制的一门实用技术。运用机械CAD强大的绘图功能，正确把握机械CAD与机械制图关系，合理选择在机械制图中主要采用的是手工绘图的方式，绘图主体为图纸，用到的绘图工具主要包括：尺子、圆规、铅笔等。而机械CAD是一款主要用于绘图设计的图形处理软件，该计算机绘图软件不仅可以设计空间三维立体图形，而且还具有尺寸测量、多角度浏览显示等辅助功能。手工绘图是机械制图的核心、而CAD技术是手工绘图的改进和完善。

（1）机械制图知识是机械CAD技术的基础支撑。CAD是一款图形设计与处理软件，要求操作者具有良好的基本绘图知识，而手工绘图则是绘图知识的基础，只有培养良好的绘图习惯和有效的空间思维能力，才能更好地运用CAD绘图软件进行机械制图。若没有基础扎实的绘图知识，即使采用CAD进行制图，也无法制作出合格优秀的机械图纸。

（2）机械CAD可有效提高机械制图的效率。传统的机械制图主要采用手工绘图的方式，不仅耗时耗力，而且还容易存在绘图尺寸不准确等问题。而利用机械CAD技术则可有效提高制图效率，机械CAD具有强大的图形设计和编辑功能，且设计的图样标准、准确。而且CAD可演示二维图形向三位空间的动态转换过程，十分形象。因此，可以认为机械CAD技术的有效应用是机械制图技术的升级和改进。

2.机械制图与机械CAD的有机结合分析

在机械领域中异军突起的机械CAD技术正迅速普及。职业学校机械专业也及时把计算机辅助设计（即机械CAD）纳入机械制图课程，以符合学科需要、社会需要、学生需要，完成教学目标。在制图教学中要找准引入机械CAD教学的契机，合理采用分段模块教学，并强调课程特点，加强改进和发展，有机结合机械CAD与机械制图。

2.1机械CAD原理方法与机械制图的结合机械制图主要内容为机械绘图原理、方法以及相关的投影变换理论，要培养良好的机械制图能力，首先需要培养良好的空间想象力，以及复杂图形的分析能力。CAD为一款计算机辅助制图软件，相当于把传统的手工制图搬到了计算机中进行。同时，CAD制图软件具有非常丰富的制图工具，而且还可极大地提高绘图的准确性和效率。CAD技术具有许多优点，例如可实现三维模型的绘制。CAD是以机械制图的基本原理和方法为基础的，因此在机械CAD制图中必须形成一套以机械制图技术为基础的更加完善的制图标准。两者的几何必须实现制图原理和方法的统一结合，从而提高制图的标准性和统一性。

2.2机械制图及其机械CAD模式的协调在机械制造领域，机械制图模块的应用是一个重要的步骤。绘图者掌握机械图的绘制原理和读取技巧后，才可满足当下机械制图的需要，这对绘图者的专业素质提出了更高的要求。在机械制图过程中，为了保证机械产品的设计质量，要求制图者必须保证图纸的标准性和准确性。这就要求我们在进行机械制图时改进传统的机械设计模式，并对CAD软件进行更新，确保其满足设计需求。

机械制图模块与CAD制图软件是紧密联系在一起的。机械CAD是专业的计算机图形辅助设计软件，可绘制各种标准的机械图样。与传统的手工制图相比，CAD的绘图体系更加丰富和全面，其绘图方式更加快捷和方便，可极大提高制图效率。将两种模式进行协调与结合，可优化机械制图的综合效益，提高机械制图的质量和效率。

2.3机械CAD与机械制图协调模块的优化（1）机械CAD制图融合了机械制图的原理、方法以及相关的制图技巧，从而保证制图的标准性。这就要求了机械CAD与机械制图在内容上应当保持协调一致。绘图者也应该掌握良好的绘图技巧，不断提高自身的绘图素质。绘图者应当坚持不断的学习，提升自己的绘图水平，而企业也应当开展相关的定期培训，确保机械制图的质量。在机械CAD与机械制图模块中，绘图者应当协调好软件的实用性规律，切实提高制图工作效率。机械制图单位应当为制图人员配备良好的制图环境，确保提高工作质量和效率。机械CAD制图要求绘图者具有良好的空间想象力和图形分析能力，因此机械制图单位应当优化制图队伍的专业素质，不断提高制图效率和质量。

2.4机械制图的培养方式与机械CAD结合在机械制图能力的培养过程中，通常会使用挂图与教学模式相结合的方法，从而更好地培养制图者的空间想象力和图形分析能力，从而让大家熟练掌握图形的分析技巧和绘图原理。然而该培养方式效率低下，无法取得有效的教学效果。而配合机械CAD的模式进行制图教学，则可有效节约手工制图演示的时间。机械CAD可形象地演示各种机械图形的制图原理和步骤，同时丰富的图形编辑功能和三维图形设置功能可有效培养空间想象能力，并培养制图者的读图能力。

3.结语

综述所述，机械CAD与机械制图的有机结合不仅可以提高机械制图的的工作效率，还可有效提升机械产品的设计质量，降低机械制图的成本，从而有效促进机械设计技术的的发展和进步。

【参考文献】

[1]陈龙.浅谈《机械制图》与《AutoCAD》教学的有机结合[J].中国新技术新产品2009年05期。

[2]董华丽.浅谈机械制图与CAD教学的整合[J].才智，2011，12（35）。

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[关键词]模具制造设计；CAD/CAE技术

一、模具制造技术的性质和特点

模具的制造和使用方式形式多样,技术含量高,生产工艺独特,所牵系的生产要素多,应用范围广等几方面。除此之外,模具制造技术对生产者的业务能力和职业素质都有很高的要求。模具制造技术具有以下两个方面的原因特点:一,模具是单件生产的产品,即模具是根据成品之间的结构要求进行和制造的专用成型工具;二,模具制造的关键主要是制造凸模、凹模及相关成型零件的专门工艺,以及模具制造工艺过程的优化设计与高度节约问题。

二、模具设计,加工的几种技术

1.高速加工技术

高速加工概念起源于德国切削物理学家CarlSalomon,他认为在常规切削范围内切削温度随着切削速度的增大而升高,当切削速度达到临界切削速度后,切削速度再增大,切削温度反而下降,从而大大地减少加工时间,成倍地提高机床的生产率。高速加工的特点及在模具工业中的应用:

加工效率高由于切削速度高,进给速度一般也提高5-l0倍,这样,单位时间材料切除率可提高3-6倍,因此加工效率大大提高;切削力小高速加工由于切削速度高,切屑流出的速度快,减少了切屑与刀具前面的摩擦,从而使切削力大大降低;热变形小高速加工过程中,由于极高的进给速度,95%的切削热被切屑带走,工件基本保持冷态,这样零件不会由于温升而导致变形;加工精度高高速加工机床激振频率很高,已远远超出“机床-刀具-工件”工艺系统的固有频率范围,这使得零件几乎处于“无振动”状态加工,同时在高速加工速度下,积屑瘤、表面残余应力和加工硬化均受到抑制,因此用高速加工的表面几乎可与磨削相比。

另外,简化工艺流程由于高速铣削的表面质量可达磨削加工的效果,因此有些场合高速加工可作为零件的精加工工序,从而简化了工艺流程,缩短了零件加工时间。高速加工是以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征的加工技术。其工件热变形小,加工精度高,表面质量好;非常适合模具加工中的薄壁、刚性较差、容易产生热变形的零件,可以直接加工模具中使用的淬硬材料,特别是硬度在HRC46～60范围内的材料。

2.逆向工程技术

按照传统的产品开发流程,开发过程是市场调研一概念设计一总体设计一详细设计一制定工艺流程一设计工装夹具一加工、检验、装配及性能测试一完成产品。即从“设计思路一产品”的产品设计过程,这被称为正向工程或顺向工程。模具工业中的逆向T程应用大致可分为以下几种情况:

在没有设计图样以及设计图样不完整或没有CAD模型的情况下,在对零件原型进行测量的基础上形成零件的设计图样或CAD模型;某些难以直接用计算机进行三维几何设计的物体,目前常用黏土、本材或泡沫塑料进行初始外形设计,再通过逆向工程将实物模型转化为三维CAD模型;人们经常需要对已有的产品进行局部修改。原始设计没有三维cAD摸的情况r,应用逆向工程技术建立CAD模型,再对CAD模型进行修改,这将大火缩短产品改型周期,提高生产效率。

三、CAD/CAE技术的应用

模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度、表面质量要求以及其成型工艺条件的变化而变化的,所以每副模具都必须进行创造性的设计。模具设计的内容包括产品零件成型工艺优化设计与力学计算和尺寸与尺寸精度确定与设计等,因此,模具设计常分为制件工艺分析与设计、模具总体方案设计、总体结构设计、施工图设计四个阶段。CAD/CAE,计算机辅助设计和辅助工程,它包括概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图和计算机辅助设计过程管理等。应用CAD技术可以设计出产品的大体结构,再通过CAE技术进行结构分析、可行性评估和优化设计。采用模具CAD/CAE集成技术后,制件一般不需要再进行原型试验,采用几何造型技术,制件的形状能精确、逼真地显示在计算机屏幕上,有限元分析程序可以对其力学性能进行检测。借助于计算机,自动绘图代替了人工绘图,自动检索代替了手册查阅,快速分析代替了手工计算,使模具设计师能从繁琐的绘图和计算中解放出来,集中精力从事诸如方案构思和结构优化等创造性的工作。在模具投产之前,CAE软件可以预测模具结构有关参数的正确性。

目前,世界上大型的CAD/CAE软件系统,如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有关产品早期设计的系统模块,我们称之为工业设计模块或概念设计模块。例如,Pro/ENGINEER就包含一个工业设计模块——ProDesign,用于支持自上而下的投影设计,以及在复杂产品设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块工具包括概念设计的二维非参数化的装配布局编辑器。这些系统模块的应用大大减少了设计师的工作量,节约了工作时间,提高了工作效率,使设计师把更多的精力用在新产品的开发及创新上。

四、结束语

随着时代的发展,模具制造业全球化是发展的必然趋势,其竞争不断加剧,使当前模具制造业面临极大的挑战,这一挑战主要来源于市场和技术两大方面。每个技术单元同时面向市场和合作伙伴,必须灵活地进行重组和集成,达到优势互补。高速切削、逆向工程、快速成形技术与CAD/CAE/CAM/RP虚拟环境的集成可使设计概念转换为产品的时间缩短几倍乃至几十倍,构成一个快速产品开发及其模具制造的综合系统,可以实现从产品的设计、分析、加工到管理的灵活经济的组织方式,应用CAD/CAE技术,推动模具制造技术快速发展。

参考文献:

[1]李志刚,曹延安.亚洲模具工业与技术的发展状况[J].模具工业,2007,(6).

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三维CAD技术主要包括装配设计、实体建模等系统功能。以其对图样的档案管理和快速完成三维造型与设计的特点，在三维建模的基础上，逐步发展成为CAD技术的核心技术。打破了传统CAD技术只能在纸上作业的局限，融入计算机技术，解决了图纸在保存和利用上出现的问题，提高了图纸资料的安全性，满足了不同行业对设计的不同要求，将设计人员的想法通过三维特征等准确的表达出来。

2机械设计中三维CAD技术的具体运用

2.1形成阶段

在机械设计方案的形成中应用三维CAD技术，利用其编辑功能实现对零部件的排列组合。在机械设计方案中，对于所需的零部件要加以重组和加工，使其排列和组合达到合理，这样才能确定最终的机械设计方案。三维CAD技术可以将较为复杂的零部件进行拆分和旋转等，经过排列组合得到合适的零部件结构，使机械设计工作能够顺利开展。另外三维CAD技术中CAD/CAM软件可以利用曲面造型、数据分析和平面设计等方式，统一管理和应用这些数据，注重对该软件的开发与利用，将有利于促进机械设计方案的按时保质完成效率。

2.2建模阶段

机械设计的建模过程中三维CAD技术的应用最为普遍，三维CAD技术因其自身的直观性特点，能够呈现出更为直观的设计方案，有助于相关的设计人员根据直观的建模发现其不足，并找到设计方案中潜在的弊端。三维CAD技术中主要的建模有三种方式。首先是表面模型的三维实体建模。它主要适用于比较简单的物理模型的建模，如圆柱体、圆形、球形等，将这些简单物体的内在零件分解成无数个个体，逐一的进行分析，然后在进行实体建模工作。其次是实体模型的三维实体建模，主要应对较为复杂的零件结构，通过一定的计算方式，根据设计人员的意图对图形等进行排列组合，找到合理的实体模型促进设计方案的完成。最后是线框模型三位实体建模。根据机器运行中的相关信息资料，分析其具体的运动位置，然后依据零件所处的相应的坐标数据进行建模，生成最终的实体模型。另外三维CAD技术还具有检查的功能。设计人员可以利用三维CAD技术中的资源查找器找出出现问题的零件，及时发现其弊端并加以改造和更新。有效的避免了机械因零件出现故障而导致的损害。

2.3CAE软件应用阶段

在接卸应用中要将三维CAD技术应用到CAE软件中，使其共同协作，促进机械设计方案的完成。机械设计中的CAE软件是机械工程设计中的一种计算机的辅助工程软件。它自身具有很多的功能，如孙段设计和分析的循环周期、查找产品事故的原因和优化产品设计等。机械设计中的CAE软件最大的作用就是优化机械结构设计，合理分析和对比机械设计方案中产生的数据信息，做出最佳的机械设计方案。将三维CAD技术应用到CAE软件中，主要是在三维CAD技术对零件进行基本的数据确定并建立相应的模型之后，通过CAE软件对其进行具体的分析，计算出最符合规定的零件的规格。通过这种结合降低对零件的损耗，延长机械的使用寿命。

3对三维CAD技术的展望

3.1规范化发展

三维CAD技术的规范化发展，将会越来越符合未来的发展趋势，在追求强大的基础上，加强与实际的联系。对于三维CAD技术的规范化发展主要注重在数据交换格式、数据模型和计算机辅助资源三个方面的规范化。另外还要重视对STEP体系的应用，将其融入到三维CAD技术中，达到良好的结合，及时的解决在设计中参数化模型出现的传输问题。

3.2集成化发展

三维CAD技术在未来的发展中集成化性质将更加显著，三维CAD技术集成了网络数据库、计算机硬件等多个领域的应用技术，不单单是一种独立存在的技术，它是和多项计算机技术共同协作的，另外它还集成了制造资源管理、计算机辅助制造和管理信息系统。随着科学及水平的提高，三维CAD技术的集成化程度也将加深，人们也将更关注其在计算机中CAD/CAM的集成，为机械设计带来便利。

3.3智能化发展

随着设备智能化的发展，三维CAD技术在未来的发展中也将越来越智能化。三维CAD技术是设计人员借助计算机载体，把实际生产生活中的技术和经验通过参数编入程序，然后建立一个计算机内部的数据库，增强计算机的判断力和辨认能力的一项技术。三维CAD技术将随着科学技术的发展，不局限于提供画图和建模的功能，还会提供参数设计和特征造型的功能，三维CAD技术在未来的发展中将实现工程数据集聚到数据模型中的功能，在机械设计应用中使设计人员能够最大限度的发挥技能，实现其设计的理想标准，同时提高设计人员的工作效率。

4结论

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一、前言

计算机技术以及电子信息技术的快速的发展，带动着CAD技术的快速发展，它的运用越来越广泛。各种行业都在运用着CAD技术，机械设计行业是运用CAD技术最多的一个行业，CAD技术的绘图能力是非常的强大的，机械辅助设计软件中CAD技术是运用最广泛的。尤其版本经过多次的升级新版本的功能是更加的强大，也更加的稳定，绘图方式也是更加的灵便以及多样化，符合广大的设计人员的要求。

二、CAD技术概况

（一）CAD技术的组成和发展

CAD系统由硬件和软件两部分组成，CAD系统是以硬件系统为基础，系统中最关键的还是软件系统，它决定着系统的将要具备的功能。它就是基于计算机的强大的运算能力以及强大的图形处理能力，设计人员运用它让产品设计达到预想的标准，达到科技创新的一种技术。

产品的更新换代，能让产品具有活力以及具有强大的竞争力。对产品的不断的研究以及作出必要的创新，这样能推动产品的发展，而且能产品推向各个行业。目前CAD技术已经得到了广泛的运用，但是对它的研究还在不断的继续，也在不断的进行创新，也被运用在更为广泛的领域。目前，CAD系统从早期具备图形处理功能以及计算功能逐渐的发展到了智能化CAD系统。这就印证了CAD的发展潜力，这也是产品的不断的革新不断创新的结果，并且赋予了它活力。这个系统采用了特定领域内的逻辑以及符号技术，它不仅可以对某一领域内的设计过程进行模拟，而且还可以把单一领域内的指定的问题解决了。要把各种技术结合起来运用在CAD技术中在计算机上进行数据分析、试验以及模拟，并且做出方案的决策。这样能有效的提高设计效率。

CAD三维技术是让人们根据脑中的三维模型直接着手设计的系统，它具有突出的设计功能，具有简洁、普遍以及广泛等特性，让机械设计能力有了很大的提升，不仅对设计人员的设计效率有明显的提高，而且还加快设计的速度。它使得设计者的构想得以体现出来，而且能够在三维模型中分析整个的设计过程，让设计方案理想化了。科学技术的不断的发展，机械行业也随着不断的发展。现在我国的机械行业逐渐的向单纯的制造向创新型行业过渡，平面设计技术慢慢的将不能让设计者得到满足，由此可见，三维CAD技术是未来发展的趋势。

（二）CAD技术在机械设计中的优势

CAD技术在机械产品的设计中，取代了繁琐的、重复的而且简单的动作，它优势在产品的结构以及在性能方面的设计中完全的体现出来了。CAD技术可以将产品的性能和外形设计同时的进行设计，让两者得到充分的结合，这对对产品的改进和完善是非常的有利的。通过辅助的功能可以对产品进行结构的完善以及进行动态和静态的分析。另外，它在复杂工件体积、重量计算等等方面都有广泛的运用。

二、CAD技术在机械产品设计中的应用

（一）实体生成

CAD的三维建模可以由表明模型、线框模型以及实体模型三种方法来完成。在多数具有实体建模功能的CAD软件中，一般来说都是具有一些基本的体系。在CAD实体造型模块中有6种基本体系，即球体、圆锥体、楔形体、立方体、圆柱体、环状体。

想要实现零件的三维实体模型，只需通过结构的分析可以把简单的零件分解成许多个基本体，对没个基本体进行三维实体造型，再对这些基本体进行差、并、交等布尔运算，就可以得出零件的三维模型。有时候由于分解的基本体过多，很难将其实体化，因此，单一的基本体系满足不了机械零件对三维实体造型的要求。我们可以线画出零件的平面截图然后在对图进行拉升或者是旋转都可以出现新的基本体，在通过差、并、交等布尔运算，实现所要实体的造型。有了实体造型时候可以根据机械工作过程中的参数来进行研究，在运动的某一位置，并按坐标进行装配，这些都可以在三维CAD编辑功能中实现实体造型。

（二）模具CAD的集成制造

科学技术的快速的发展，推动着制造业生产技术的快速的提升，从单一的普通机床到数控机床，从人工制图到CAD制图，制造业将变得越来越计算机化以及数字化。模具CAD技术、激光成型技术在制造业中都有普遍的应用。许多功能模块构成了一个完整的CAD系统，这些模块是图形编辑模块、仿真模块、三维绘图、数控加工、有限元分析、曲面造型以及动态显示等等。工程数据的数据很多都是从实体造型来获取，而工程数据库是模块应用的基础，是实行统合管理方式。

（三） CAD技术多维绘图的应用

机械产品的设计中对数据的处理以及对图形设计的工作量是最大的，传统的工程图的设计只需要用二维图形处理来完成，工程平面的设计要用适合的绘图软件来进行设计。目前很多设计都是以交瓦式制图，这种方式一般都能实现对很多图形的编辑和绘制。拥有很多的功能，如填充剖面、调用图块以及实现分层等等功能。要想施展CAD的绘图功能，必须要在绘图软件包上来实现，而且要有对应的图库，操作要尽可能的简洁。

（四）机械设计中CAD的应用趋势

虽然现在CAD系统在绘图、分析和计算等处理方面有所欠缺，也在结构的布置方案构思以及需要符号信息表现出不足。但是随着CAD技术的快速的发展，向着智能化的发展，这些欠缺和不足都会得到解决。智能时代不再遥远。为了实现这一设想，CAD技术还需要不断的进行研究，尤其要加强对重要技术的研究。要不断的提升产品的性能，加快产品的跟新换代，改变旧的设计理念，唯有如此CAD技术会有更为快速的发展。

三、结束语

要实现无图样生产，三维CAD技术是解决这一问题的核心技术。CAD技术让设计人员从旧的设计模式中解脱出来，用新的设计方式进行设计，现代的设计观念深入设计员的思维中。CAD技术的广泛的应用以及现代机械设计对设计的要求越来越来，这推动了CAD技术的不断的向前发展，CAD的高速发展，提高了机械制造业的生产率，促进了机械制造业的快速的发展。根据CAD技术现在的发展速度，CAD技术将会达到前所未有的高度，将会让制造业推向繁荣的时代。

参考文献：

[1]陈军.CAD技术在机械设计中的应用[J].科海故事博览·科教创新，2009（5）：105-107.

[2]徐小龙.浅析CAD在机械设计中的应用[J].魅力中国，2011（14）：56-58.

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关键词：机械制造；CAD技术；应用；发展趋势

Abstract: In the face of twenty-first Century brought tremendous opportunity for development, shorten the product development cycle, improve product quality, improve production efficiency is a machinery enterprise to realize sustainable development, enhancing competitiveness of the key. The use of 3D CAD technology for the mechanical manufacturing industry provides a strong technical support, repetitive design, information resource utilization ratio is low problem effectively solve machinery enterprises. This paper takes a new elaboration and the research on the advantages of 3D CAD technology application and future development.

Key words: machinery manufacturing; CAD technology; application; development trend

中图分类号：TH122

一、引言

当今世界，经济飞速发展，科技进步日新月异，新知识，新技术层出不穷，而世界市场的竞争也越来越激烈。各行业在获得了前所未有的机遇的同时也面临着极大的挑战。这就要求各行业在经营和生产技术等方面都能与现代科技技术共同发展，只有这样，才能顺应潮流，实现企业的持续发展。在这种大背景下，作为基础行业的机械工业更应该不断发展自己的技术水平，提高生产力。机械产品的质量与性能主要由机械设计水平决定，而技术水平是影响机械设计水平的优劣的重要原因。

目前，世界计算机技术飞速发展，CAD技术也在这种环境中日益完善，对于急切的需要更好的设计技术的机械制造业来说，三维CAD技术正好为现代机械技术提供了新的发展平台，各种CAD软件包的使用，使设计的对象和设计的过程模式化，从而使机械设计技术在这个数字化的经济时代获益匪浅。

二、三维CAD技术的优势

与二维CAD相比,三维CAD技术的优越性更高，更直观，也更准确。这是一种先进的技术，代表了科技的进步，是技术发展质的飞跃。三维CAD技术也称建模技术，是CAD的核心技术。三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:

2.1三维CAD软件的应用在新产品的开发中发挥了重大作用。在新产品开发过程中，在方案的初步设计阶段，利用三维CAD技术建立多种机构进行构型对比，立体感强、效果逼真，资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来，使人一目了然。同时三维CAD技术的使用也使得在传统设计方法中的大难题-设计创新变得简单多了，在这个平台上设计人员可以充分发挥想像力，不断创新，并利用这个平台来验证其正确性，这样使得新技术、新知识在其日益缩短的保鲜期内发挥了最大功效。同时对提高设计人员的创新能力也起到了重要作。

2.2三维CAD软件的应用，使产品设计更加高效，大幅度地提高设计效率。在装配环境中，利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，让不合理因素在设计过程中就尽可能地被发现，这样既避免了单独设计零件导致装配的误差，也使零件设计更加方便快捷。

2.3三维CAD软件的应用，使产品的设计技术和质量得到了进一步的提高。三维CAD使机械设计更加科学和先进，利用限元受力分析、产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计等找出最合理的设计方案，保证了产品的设计质量，使设计更加准确，更好地发挥产品的功能。

2.4应用三维CAD软件可以直观、及时验证设计的合理性，节约设计成本。在设计过程中，资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系，若装配不正确即予以显示，另外，零件还可以隐藏，在隐藏了外部零件的时候，可清楚地看到内部的装配结构，这样在设计初期就能判断出零件的合理性和正确性。同时整个机器装配模型完成后还能进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检验行程是否达到要求，及时对设计进行更改，避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。

2.5三维CAD软件的应用，使产品的设计周期大大缩短。当我们在三维CAD系统中对整个产品的某个部件进行修改时，系统对其它相关的零件尺寸也会自动进行相应修改，不仅更改装配图也更改零件图，非常快速便捷，大大提高了效率。借助于三维CAD系统高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。

三、三维CAD技术的实际运用

3.1零件的实体建模。在很多三维CAD软件实体建模功能中，存在一些基本体系，即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体等。针对一些简单的零部件，我们可以对其进行结构分析，把它拆分为若干个基本体，通过对这些基本体进行三维实体造型，并对其进行交、并、差等布尔运算，以此来得到实体模型。一些复杂的零件在改造的过程中，其基本体是很难拆分开的，或者最后拆分的基本体较多，很难成型。这种情况仅有基本体系还无法满足机械三维实体造型的要求，我们可在二维几何元素构造中画出零件的截面轮廓，然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的较复杂的“基本体”，进而得到所需零件的三维实体造型。

3.2零部件设计检查。在三维CAD系统中，在整个产品建模过程中和建模完成后，我们都需要对零部件进得设计检查，这个检查包括合零部件本身的尺寸、形状是否正确，也包括零部件之间的装配是否干涉，是否合理。利用三维CAD技术可以让这个操作简单又快捷。

3.3产品设计图纸的生成。在整个实体模型检查无误后，下一步就是要把实体模型转化为产品的详细设计图纸，为生产产品提供依据。三维CAD技术可实现对实体模型进行多种视图的生成，比如辅助视图、剪切视图、断裂视图、断开的剖视图等等，同时还可以对生成的设计图纸进行修改。

四、三维CAD技术未来发展趋势

4.1随着硬件在触摸屏技术的方面的飞速发展，未来三维CAD技术的发展将与硬件的发展紧密的结合，将开发出更为灵活的设计软件，通过指尖（或触摸笔）在触摸屏上的点击、滑动等动作，可以方便的实现点、线面的设计，从而实现工程师对产品的设计。为设计者提供更加灵活、智能的工作环境，让设计师可以解放思路，将更多的经历同发到创造性的设计工作之中，提高工作的效率与质量。

4.2智能化是信息技术发展的一个总体方向， 智能CAD技术也是未来CAD技术发展的必然趋势，在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库，及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助，智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能，使设计新手也能做出好的设计来，现代设计的核心是创新设计，人们正试图把创新技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新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

4.3虚拟现实技术在CAD中已开始应用，设计师可以在虚拟的环境中设计新的产品，并可以从人机工程学角度检查设计的效果，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。虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程。虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析，以评价其性能、可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等，基于虚拟样机的试验仿真分析，可以在真实产品制造之前发现并解决问题，从而降低产品成本。虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向。

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机械设计中流体传动CAD系统的应用，具有虚拟化、可视化的三维图形显示；可实现动态模拟现场效果；系统集成性强，能在系统中快速实现数据修改，操作方便；采用AutoLISP语言编辑，系统具有很强的移植性，可适合不同版本的软件平台；系统可适合多种高级语言及数据库，采用标准的数据接口，DXF、IGES标准，可与其他绘图软件及仿真软件连接；系统具有多元化语言接口设计；零件设计方便快速、外观更加完美，质量更为上呈。把CAD技术作为取代图板的绘图工具，并未实现真正的设计。目前有些单位用CAD三维软件做出的三维模型仅为效果图，并没有用在整体空间设计和受力分析，还停留在平面设计上，只是把用手工出图转变为计算机出图的现状。但是如果只停留在这个阶段，就失去CAD的作用，因为CAD是辅助设计，不是辅助绘图。精通CAD技术的设计人员不足。三维CAD技术是一个复杂多变的系统，并不是每个设计人员都能掌握得很好，大部分人员没有受过专门的训练，对它的功能了解不够，他们完成的设计很可能不够完善。

2目前流行的CAD技术

目前机械设计中流体传动CAD系统应用广泛，流行的CAD技术总结如下。

2.1图形交互技术

目前机械设计中流体传动CAD系统主要是基于AutoLISP语言工具进行二次开发而成的，主要作用是通过图形的直观作用与设计者形成一种交流模式，通过这种交流使设计人员直观感觉该设计的可行性，为了更好的协作设计师的工作，一些更人性化的新技术正在研究之中。

2.2智能CAD技术

随着计算机技术的发展，AutoCAD系统经二次开发，形成了先进的机械设计软件，为了能将大量信息随取随储，通过建立数据库，设计者可随时进行数据调用与数据储存，而且机械设计中流体传动CAD系统具有多元化、集成化、智能化特点，系统可兼容多种设计语言，并有多种扩展接口，可以与企业进行互连，形成一个集成化较强的大系统。另外，CAD系统可以应用神经网络辩识流体传动系统的模型、用专家系统实现流体传动系统的故障诊断，用智能控制方法实现流体传动系统实时控制等智能技术不断满足设计者的需求，为设计出更好的机械元件提供可能。

2.3虚拟现实技术

机械设计中流体传动CAD系统应用了虚拟现实技术，使得现实场景可以虚拟化到三维图形或是三维动画效果图中，这样一来，设计人员就可以在虚拟的环境中对设计进行检验，模拟产品在现实世界的环境条件和力学因素，及时调整设计结构与外形以及设计尺寸以适应其应用。还可以进行虚拟的新产品的设计，直接对模拟对象进行操作，从而在真实产品制造出来之前，避免设计失误等问题引起的产品缺陷和资源浪费。从而降低成本.此智能技术将成为CAD技术在机械设计发展中的重要方向。

3基于AutoLISP语言工具的流体传动CAD系统的二次开发

3.1工具选择

对机械设计中流体传动CAD系统进行二次开发时，有众多编程语言工具可选择，如AutoLISP、VisualBasic、VBA、VisualC++等，其中AutoLISP容易掌握，而且功能强大，多数设计者容易上手，因此，对CAD系统进行二次开发时，选择AutoLISP语言较适合。

3.2AutoLISP特点

AutoLISP语言应用方便，语法简单；函数功能可以直接调用CAD系统中的函数，极大的方便了设计者对函数的需要；对文本编辑软件不挑剔，用记事本软件就可轻松编写；直译式程序，“即写即测，即测即用”；兼容性较强，不同版本的操作系统下均可无差错运行。

3.3参数化设计绘图

将设计图形的几何变量引入函数中，形成可随时修改的参数化设计绘制，为参数与图形建立连接，方便操作。

4结语

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CAD软件拥有二维和三维绘图的功能,但是设计人员更加偏爱三维设计,主要是它的效率高,速度快,成本低。主要表现在三个方面:首先,机械设计效率提高,周期变短。机械设计的零件需要在反复的设计失败和错误中不断进步和完善。比如,在零件需要配合设计时,为了保证零件能精确配合,可以用三维软件同时设计两个零件进行装配,避免单独设计引起的装配失败,三维技术能有效完成零件配合设计,当设计配合不合理时只需要对零件部分做微小的改变,零件的大部分信息没有发生变化。另外,CAD具备变型设计的功能,能将不同零件部分进行重构,设计一个不同的产品。如此,CAD技术能大幅减少设计时间,提高生产效率。其次,在CAD中装配零件方便直观。该功能能监测到静态和动态下,零件之间是否发生干涉或者在运动过程中是否出现碰撞,从而及时对设计方案进行更改,运用不同的装配关系进行实验装配,CAD软件中的资源管理器能有效记录装配路径,如果装配不正确,能直观显示装配不合格的位置,同时软件还具有隐藏功能,将部分零件隐藏,能清晰的看到内部结构的装配及运动情况。另外软件还能进行运动演示,将静态和动态配合下无法发现的问题在运动中进行检测,观察是否跟其他部位产生干涉,保证零件设计的正确性,避免零件未经过周密的论证生产出来导致报废。最后,提高产品质量,提升竞争力。机械设计产品与CAD技术结合,能提升设计者的设计思路,能进行干涉检查,受力分析,产品优化提高设计质量。另外,现在CAD软件都具备了较好的在线加工能力,利用CAM进行零件加工,能保证产品跟设计图样的一致性,保证产品质量。

2在机械设计中常用的CAD功能

第一,CAD实体建模。目前,CAD建模最主要的有三种方式,实体、表面、线框。比如在AUTOCAD中提供了多种实体建模方式,最基本的有立方体、圆球体、柱体、锥体等。一般零件都可以通过这些模块进行结构分析,设计时,对基本造型进行分解分析,然后采用布尔运算对零件进行三维造型。另外,零件三维实体建立后,调用运动分析模块对零件功能进行分析。对于零件装配,可以通过采用三维编辑功能,让零件按坐标要求进行装配,完成设计任务。第二,集成制造。科学技术的不断进步,CAD软件也在不断发展和强大,制造向数控化方向发展,设计向计算机方向发展,CAM/CAE也正在向计算机方向发展。一个完整的CAD/CAM软件集成了三维造型、图形编辑、曲面造型、仿真加工、受力分析、在线加工等的功能。这些模块的运行都是建立在全面的工程数据库基础上的。第三,机械设计CAE软件的发展。CAE软件主要是承担后期分析处理的任务,解决零件设计是否合理。比如产品零件结构是否优化,受力分析是否合理,运动特性分析,静态和动态特性分析等等。

3CAD技术在机械设计中的发展方向

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关键词：CAD 机械设计 应用

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）030-0201-01

CAD技术的发展为机械加工制造业提供了较好的技术支持，让传统机械设计方法和思路都有了很大的变化，是机械领域最有影响力的一门技术。机械设计在历史长河和世界技术的发展中不断更新，计算机技术，软件设计技术在机械设计中广泛应用，给设计人员打开了创新的思路，同时也让传统的设计方法和制造业有了根本性的颠覆，CAD技术给国家经济甚至是世界经济都产生了很大的影响。

1 CAD技术在机械设计过程中的主用功能

CAD技术在机械设计中主要应用在几个方面：图形绘制、计算机辅助设计、信息处理、数据库的建立和处理、应力分析、动态性能分析、热传递分析、仿真运动、信息的检索和交换、二维绘图、三维造型，结构优化等方面。具体从以下两个方面展开探讨。

第一，CAD技术应用于机械产品的开发和设计过程中，即常用的计算机辅助工程技术，它能够大幅减少设计人员的重复劳动和实验，借助CAE技术能有效分析产品的性能和结构是否优化，将产品设计和性能设计结合起来，利用计算机分析零件的动态和静态特性及结构特性，能直观看到是否达到最优。尽管CAD/CAE技术已经广泛应用于机械设计的活动中，但是目前机械设计人员的水平还处于比较低的位置，还需要拥有CAD辅助设计的企业应加强对该类人的培养，提升，将CAD技术的优越性发挥出来。第二，CAD技术发展的初期仅仅是简单的图形绘制，但是现在CAD技术发展已经由当初的辅助绘制二维图形发展到今天的真正用于产品研发的设计过程中。目前在企业设计或学校教学中，应用最多的CAD软件主要是CAD/CAM，CAXA图板，AUTOCAD等等，而且目前设计人员也能有效，全面的将CAD辅助设计的理念应用在设计中，经过他们的摸索总结和不断提高，目前，他们对CAD接受程度也在提高，能有效运用图形分析，资料共享和信息技术处理等高层次的CAD处理技术。

2 机械设计中运用CAD技术的作用

CAD软件拥有二维和三维绘图的功能，但是设计人员更加偏爱三维设计，主要是它的效率高，速度快，成本低。主要表现在三个方面：

首先，机械设计效率提高，周期变短。机械设计的零件需要在反复的设计失败和错误中不断进步和完善。比如，在零件需要配合设计时，为了保证零件能精确配合，可以用三维软件同时设计两个零件进行装配，避免单独设计引起的装配失败，三维技术能有效完成零件配合设计，当设计配合不合理时只需要对零件部分做微小的改变，零件的大部分信息没有发生变化。另外，CAD具备变型设计的功能，能将不同零件部分进行重构，设计一个不同的产品。如此，CAD技术能大幅减少设计时间，提高生产效率。

其次，在CAD中装配零件方便直观。该功能能监测到静态和动态下，零件之间是否发生干涉或者在运动过程中是否出现碰撞，从而及时对设计方案进行更改，运用不同的装配关系进行实验装配，CAD软件中的资源管理器能有效记录装配路径，如果装配不正确，能直观显示装配不合格的位置，同时软件还具有隐藏功能，将部分零件隐藏，能清晰的看到内部结构的装配及运动情况。另外软件还能进行运动演示，将静态和动态配合下无法发现的问题在运动中进行检测，观察是否跟其他部位产生干涉，保证零件设计的正确性，避免零件未经过周密的论证生产出来导致报废。

最后，提高产品质量，提升竞争力。机械设计产品与CAD技术结合，能提升设计者的设计思路，能进行干涉检查，受力分析，产品优化提高设计质量。另外，现在CAD软件都具备了较好的在线加工能力，利用CAM进行零件加工，能保证产品跟设计图样的一致性，保证产品质量。

3 在机械设计中常用的CAD功能

第一，CAD实体建模。目前，CAD建模最主要的有三种方式，实体、表面、线框。比如在AUTOCAD中提供了多种实体建模方式，最基本的有立方体、圆球体、柱体、锥体等。一般零件都可以通过这些模块进行结构分析，设计时，对基本造型进行分解分析，然后采用布尔运算对零件进行三维造型。另外，零件三维实体建立后，调用运动分析模块对零件功能进行分析。对于零件装配，可以通过采用三维编辑功能，让零件按坐标要求进行装配，完成设计任务。

第二，集成制造。科学技术的不断进步，CAD软件也在不断发展和强大，制造向数控化方向发展，设计向计算机方向发展，CAM/CAE也正在向计算机方向发展。一个完整的CAD/CAM软件集成了三维造型、图形编辑、曲面造型、仿真加工、受力分析、在线加工等的功能。这些模块的运行都是建立在全面的工程数据库基础上的。

第三，机械设计CAE软件的发展。CAE软件主要是承担后期分析处理的任务，解决零件设计是否合理。比如产品零件结构是否优化，受力分析是否合理，运动特性分析，静态和动态特性分析等等。

4 CAD技术在机械设计中的发展方向

CAD中的三维造型很好的解决了设计者由单一的思维活动变成了直观的视觉设计，能同时完成部件设计和整体设计时利用三维模型进行更好的分析和研究，统一的数据库能让设计者选取到最优的设计方案。按目前的发展方向，三维技术有可能会淘汰二维绘图。随着世界科学技术的不断发展，计算机性能，网络的普及，信息处理能力的不断提高，CAD软件技术也将更加开放和集成。CAD软件企业要能跟上世界发展的趋势，开拓思想，开发出更加技术先进的CAD软件。

可以看到，机械设计离不开CAD软件技术，CAD软件技术的发展还需要设计者提供更多的智慧。目前，人工智能、通讯、信息技术、数据库技术都在不断的完善，信息已经突破了国际界限，这些技术给CAD技术带来了发展方向，不久的将来，在机械设计领域将会使用更高技术的CAD软件。

参考文献

[1]方鸣飞.制造技术对CAD技术的影响[J].煤矿机械，2010.