CAD在機械制圖中的應用探討

周長城

摘 要：作為工程界制造者與設計者展開交流與溝通的一種重要媒介，機械制圖指的是借助圖樣，將機械的形狀、大小等參數繪制出來。以往人們在開展機械制圖這項操作時，主要采取手工的方法，不僅花費的時間長，而且修改起來比較困難。但自從引入CAD技術后，充分促進機械制圖朝著數字化的方向發展，實現了制圖效率與繪圖質量的全面提升。文章從CAD相關概念出發，就CAD在機械制圖中的應用優勢以及具體應用情況展開深入探討。

關鍵詞：機械制圖；CAD技術；應用分析

引言

CAD技術最早出現于上世紀80年代，由美國Autodesk公司開發，除了是一種繪圖編輯工具外，CAD更是一種計算機輔助設計軟件。由于此項技術具有非常強的功能性，且操作簡便，因而被廣泛應用在建筑、機械、造船、城市規劃、園林設計等領域的制圖工作中。通過在機械制圖中應用CAD技術，可促進制圖朝著更加數字化、精準化的方向發展，在減少產品設計時間，提高產品設計成功率與設計質量的基礎上，實現企業市場競爭優勢的良好獲得。

1 CAD相關概念

CAD也即Auto CAD，其全稱為Auto Computer Aided Design，為時下流行的一種自動計算機輔助設計軟件。由于CAD的操作十分簡單，即便是非計算機專業人員，也可在很短時間內學會，因而具備明顯的交互性與適應性，廣受人們的青睞與應用。其中，CAD在機械制圖中的應用主要包括文檔設計、詳細控制圖、二維繪圖以及基本的三維繪圖等內容，其通過菜單或者命令的形式與使用者展開一系列交互。通過應用CAD，我們可以設計出大樣圖、平面布置圖、施工圖、立面圖、水電圖以及節點圖等多種工程制圖，此項制圖技術也不斷朝著智能化與多元化的方向發展。直至目前，CAD已在建筑、機械、造船、城市規劃等多個領域得到廣泛應用[1]。

2 在機械制圖中應用CAD的優勢

在機械制造過程中，通過應用CAD技術，可充分彌補以往機械制圖方式存在的不足，從而極大程度上促進企業生產能力與市場競爭力的提升。以下就CAD在機械制圖中的應用優勢展開而全面分析。

2.1 操作簡便且易于掌握

在開展機械制圖過程中，通常需要設計出新的零件，而通過應用CAD軟件，則可有效支持及擴張零件的制造，且操作簡便，易于掌握。這是因為在CAD軟件中，我們可以單獨設計出新的零件，同時也可以通過模板零件，來對新零件進行改裝，而且修改零件模板也十分的便捷。此外，通過應用CAD還可確保零件之間的親密耦合，以免因為單獨對零件進行設計，從而導致錯誤裝配的出現。同時，借助CAD軟件，我們還可設計一些對零件制作起輔助作用的，較為復雜的數學模型，從而充分減少制圖者花費在繪圖上的時間，進而促進繪圖效率的提升。

2.2 具備非常高的繪圖精度

在機械制圖中，其精度要求達到了毫米，采取手工的方式會存在比較大的誤差。而通過應用過CAD技術，可充分滿足機械繪圖所需的標準要求，尤其是在對精度有著較高要求的日影以及燈光照度分析等方面，有著顯著的優勢，而這些是通過手工操作無法達到的。因此，通過在機械制圖中應用CAD技術，可充分促進制度精確度的提高[2]。

2.3 可重復利用制圖成果

以往在采用手工方式開展制圖操作時，通常是無法重復使用項目之間的零件的，而通過應用CAD進行制圖，則可實現不同類型項目素材庫的建立。也就是說，在設計出一次零件以后，便可將其應用在后續所有需要使用這一零件的項目中，而無需重復開發出新的零件。由于此類零件可通過復制、修改等操作，進而成為新的零件，因而在極大程度上縮短了制圖的時間，在充分促進工作效率提高的同時，實現了項目經驗的重復利用。

3 機械制圖中CAD的具體應用情況

3.1 在畫法幾何中的具體應用

在機械制圖中，點線面的投影等元素由于無法直接看到及觸摸到，因而存在一定的抽象性，并且較為枯燥。但是，通過在CAD中輸入這些點的坐標，選擇并點擊“視圖”中的“視口”，創建出西南軸測、左視、俯視以及主視這四個視口，這樣一來，便可非常容易地繪制出空間中的點線面。通過利用CAD軟件的這一功能，便可直接顯示出點線面的空中位置以及三面投影。除此之外，我們還可利用軟件“繪圖”菜單中的“實體”這一功能，來完成三維模型的創建。隨后，通過應用“著色線”與“著色面”等功能，將三維模型中的相應的線與面選取出來，進而全面分析各位置上線與面的投影特征。

3.2 在讀組合體視圖中的應用

組合體一般指的是切割的基本組合體，或者是由幾個基本幾何體共同組成。在應用CAD進行機械制圖時，可借助軟件的三維實體建模功能，對組合體進行造型，并根據其組合的方式，在選定的一個造型平面上構造出各個基本幾何結構，隨后，在合適坐標軸上將各個立體旋轉至所需方向，接著再將各組成部分移動至正確位置，最后，采取科學、恰當的組合操作，并利用形體等完成組合體的三維建模操作。通過此種方法，不論構有多復雜，形體數量有多大，均可在短時間內快速完成[2]。

3.3 在剖視圖中的具體應用

剖視圖為機械零部件一項重要的表達方法，其通常應用在繪制的零件存在許多槽孔的時候。具體來說，剖視圖指的是采用假象剖切面剖開零部件而形成的圖形，因而在剖視圖中，存在比較多的虛線與更為復雜的形體。另外，由于剖視圖中的線條交叉重疊，使得難以想象出實體的形狀。而通過應用CAD軟件，便可在計算機中建立起各個零件的模型，隨后利用“繪圖”菜單中“剖切”這一功能，來對零件展開剖切工作，并仔細觀察零件的內部結構與形狀。同時，還可比較不同的剖視方法，利用剖切平面來對剖切零件的不同位置，并全面分析剖切視圖與剖視圖畫法之間存在的關系。隨著不斷深入了解剖視圖的畫法，我們可逐漸使更多的槽孔順利通過剖切面，并借助三維視圖，從多個方位與角度來觀察零件的三維視圖，進而為分析被剖切零件的實際結構與形狀提供可靠參考。

3.4 在裝配圖中的具體應用

在采用CAD對機械零件展開三維實體建模操作時，可通過將多個三維實體零件裝配起來，在形成裝配體的基礎上，促進模擬裝配的完成。通過對零件三維模型展開利用，可全面了解裝配體中各部分的實際結構與形狀。除此之外，利用裝配體還可幫助了解零件之間的連接關系以及動力的傳輸路徑等，進而深入分析裝配體中各零部件的具體作用。

4 結束語

綜上所述，隨著計算機技術與CAD技術的不斷進步與發展，CAD軟件被廣泛應用機械制圖等多個領域，在極大程度上促進了繪圖效率與質量的提高。而通過對CAD軟件中的觀察、想象及分析等功能展開充分應用，可促進機械零件結構與形狀的形成，并對零件的度量、定位以及軌跡等空間幾何問題有一個全面的掌握。因此，在機械制圖中應用CAD技術，可實現全方位數字化設計和制造，必將成為機械設計制造業的發展趨勢。

參考文獻

[1]于瓊，王猛.CAD在機械制圖中的應用研究[J].信息技術與信息化，2014，8（10）：129-130.

[2]古峻.CAD在《機械制圖》中的應用[J].裝備制造技術，2011，16（5）：195-196.

[3]王化.CAD在機械制圖中的應用探討[J].應用技術與研究，2014，3（12）：70-71.