臧凱

摘 要：CAD技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，在機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展中具有劃時(shí)代的意義。通過CAD技術(shù)的運(yùn)用，將設(shè)計(jì)人員從繁重的勞動(dòng)中解脫出來，不僅提高了設(shè)計(jì)的效率，還提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量。而CAD技術(shù)從二維到三維的進(jìn)化，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展更是具有深遠(yuǎn)的意義。文章對(duì)三維CAD技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)的含義進(jìn)行了闡述，對(duì)三維CAD技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；影響；分析

引言

作為一項(xiàng)技術(shù)性的工作，機(jī)械設(shè)計(jì)從產(chǎn)生到發(fā)展，已經(jīng)具有幾百年的歷史，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也發(fā)生了翻天覆地的變化。現(xiàn)代社會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了更高的要求，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的要求也日益增多，為了滿足這些要求，必然導(dǎo)致與之相關(guān)的技術(shù)以更快的速度發(fā)展和創(chuàng)新，因此，三維CAD技術(shù)也在不斷更新變化中得以快速發(fā)展。文章對(duì)三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的影響進(jìn)行了簡要的分析。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)和三維CAD技術(shù)的含義

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的含義

機(jī)械設(shè)計(jì)顧名思義也就是指設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的工作領(lǐng)域，具體說來就是依據(jù)機(jī)械的使用要求，設(shè)想、分析并計(jì)算機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)原理、整體構(gòu)造、運(yùn)轉(zhuǎn)模式、能量傳遞方式、每一個(gè)零件的尺寸、材質(zhì)和形狀等等各種方面，并且將它們轉(zhuǎn)化成為具體的能夠作為制造依據(jù)的描述。

1.2 三維CAD技術(shù)的含義

我們通常所說的CAD，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，屬于先進(jìn)制造技術(shù)的范疇。而三維CAD技術(shù)則是在CAD的基礎(chǔ)上，更加深化的、更深層次的、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。作為一項(xiàng)計(jì)算機(jī)技術(shù)，三維CAD技術(shù)也毫不例外，仍然由軟件和硬件兩部分組成。作為三維CAD技術(shù)的核心，軟件系統(tǒng)具有十分重要的作用，三維CAD技術(shù)所具有的功能都取決于軟件系統(tǒng)。而三維CAD技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)則由硬件系統(tǒng)來承擔(dān)。

2 三維CAD技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

目前，我國的三維CAD技術(shù)已經(jīng)獲得了很好的發(fā)展，無論是硬件方面還是軟件方面，都具有了較高的水準(zhǔn)，幾乎不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，比較適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的需求?，F(xiàn)在經(jīng)常采用的軟件如Pro/E、I-DEAS、UG、Solid-Works、Solid-Edge、CADAM、CADDS等，大多數(shù)軟件不僅能夠完成三維造型，還具有CAM、CAE等功能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了二維CAD技術(shù)。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，促使計(jì)算機(jī)的質(zhì)量和性能也日益提高，信息技術(shù)趨向智能化的處理方式，再加上多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，三維CAD技術(shù)也進(jìn)入了快速、穩(wěn)定的發(fā)展階段，向著集成化、開放化、智能化的方向而發(fā)展。我國的三維CAD技術(shù)雖然已經(jīng)取得了一定的成效，然而同世界上的發(fā)達(dá)國家相比較，還存在著一定的差距。此外，人們對(duì)于三維CAD技術(shù)的要求也越來越高，因此，對(duì)于三維CAD技術(shù)，需要進(jìn)行更深入的研究，運(yùn)用各種高新科技和技術(shù)手段，不斷提高三維CAD的技術(shù)水平，正確地把握三維CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，使其得到更加廣泛的應(yīng)用。

3 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用及影響

3.1 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，應(yīng)用三維CAD技術(shù)可以進(jìn)行三維實(shí)體建模、模具的集成制造、工程分析、設(shè)計(jì)審查與評(píng)價(jià)、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、工程數(shù)據(jù)庫的建立及操作、工程設(shè)計(jì)信息的處理、檢索和交換等方面。

3.2 三維CAD技術(shù)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的影響

3.2.1 能夠縮短機(jī)械設(shè)計(jì)的周期

機(jī)械產(chǎn)品通常具有對(duì)稱性和相似性的特點(diǎn)，而則具有很強(qiáng)的可復(fù)制性和靈活行的優(yōu)點(diǎn)，因此，在利用三維CAD技術(shù)來進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于相似的零件，只需要對(duì)其中某些參數(shù)進(jìn)行修改，而其他參數(shù)相同的部分就可以繼續(xù)沿用之前設(shè)計(jì)出的零件的參數(shù)，例如，可以利用相鄰零件的形狀和位置參數(shù)，加以適當(dāng)?shù)木驮?，就可以設(shè)計(jì)出全新的機(jī)械零件，這樣，就節(jié)省了很多時(shí)間，提高零件設(shè)計(jì)的效率。值得一提的是，通過采用快速重構(gòu)的方式，可以非常有效地節(jié)省機(jī)械設(shè)計(jì)的計(jì)劃時(shí)間，把時(shí)間縮短到原來的三分之二，這就是三維CAD系統(tǒng)所具有的高度變型設(shè)計(jì)的功能。通過進(jìn)行高度變形設(shè)計(jì)，可以在極短的時(shí)間內(nèi)就設(shè)計(jì)出全新的機(jī)械產(chǎn)品，使機(jī)械設(shè)計(jì)的速度得以提升，縮短了機(jī)械產(chǎn)品從研發(fā)設(shè)計(jì)到投入生產(chǎn)的時(shí)間，即縮短了機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。目前，機(jī)械行業(yè)的競爭非常激烈，早日設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品并投產(chǎn)，就意味著早日獲得經(jīng)濟(jì)效益。因此，利用三維CAD技術(shù)縮短機(jī)械設(shè)計(jì)的周期，具有非常深遠(yuǎn)的意義。

3.2.2 方便直觀地裝配零件

在三維CAD系統(tǒng)中，資源查找器中的裝配路徑查找器具有記錄零件之間的裝配關(guān)系的功能，因此，在進(jìn)行機(jī)械零件的裝配時(shí)，如果零件之間存在干涉現(xiàn)象，或是裝配不正確，通過資源查找器就可以對(duì)零件的裝配實(shí)施靜干涉檢查，這樣就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，進(jìn)而重新裝配或者修改設(shè)計(jì)，有效避免了全部設(shè)計(jì)完成后才發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，進(jìn)而導(dǎo)致所有相關(guān)設(shè)計(jì)都要進(jìn)行修改的可能性，因此，提高設(shè)計(jì)的效率的同時(shí)也保證了設(shè)計(jì)的正確性。此外，三維CAD系統(tǒng)還具有隱藏機(jī)械零件的功能，為了觀察內(nèi)部零件的裝配結(jié)構(gòu)，可以將外部零件隱藏，從而檢驗(yàn)裝配是否達(dá)到要求。

3.2.3 方便直觀地修改零件

在某一機(jī)械零件設(shè)計(jì)完成的同時(shí)，通過查看零件環(huán)境中的資源查找器，就可以獲得完成該零件的所有指令，而這些指令包含了設(shè)計(jì)這個(gè)零件的相關(guān)信息，因此，只要對(duì)這些信息中的特定參數(shù)進(jìn)行修改，就能夠完成對(duì)零件設(shè)計(jì)的修改，其操作非常簡單、靈活。而且這種修改不僅僅是在零件環(huán)境，在裝配環(huán)境也可以進(jìn)行輕松的修改。通過選擇將要修改的零件，就可以轉(zhuǎn)入零件環(huán)境，從而完成零件修改的過程。

3.2.4 有利于提高機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量

在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，可以采用CAD設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)的技術(shù)水平，而在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，則可以采用CIMS對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)制造，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。這也就是所說的機(jī)械設(shè)計(jì)與信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的生產(chǎn)方式。

3.2.5 有利于加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)者的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)意識(shí)

三維CAD技術(shù)給傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式帶來了根本性的變革，是一種全新的、有著巨大發(fā)展?jié)摿Φ摹⒁愿呖萍紴楸尘暗母叨嗽O(shè)計(jì)技術(shù)。三維CAD技術(shù)已經(jīng)被廣大企業(yè)和設(shè)計(jì)人員所使用，因此，為了更好的掌握和運(yùn)用這項(xiàng)高端的技術(shù)，必將促進(jìn)設(shè)計(jì)人員努力學(xué)習(xí)理論知識(shí)，不斷積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，掌握最新的信息、技術(shù)、方法，同時(shí)，作為設(shè)計(jì)人員，還要以現(xiàn)代化的思維方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)，只有這樣，才能做到機(jī)械設(shè)計(jì)工作的與時(shí)俱進(jìn)，而不是落后于時(shí)代。

4 結(jié)束語

制造業(yè)的飛速發(fā)展推動(dòng)了機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)步，而新興的三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的引入，則具有劃時(shí)代的意義。三維CAD技術(shù)不僅突破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的限制，還引入了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，因次，具有先進(jìn)性和高科技性的特征，是推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)快速健康發(fā)展的重要保障。為了擺脫重制造、輕創(chuàng)造的局面，對(duì)三維CAD技術(shù)進(jìn)行更深入的研究和應(yīng)用勢(shì)在必行，從而使機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的水平得到進(jìn)一步的提升。

參考文獻(xiàn)

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