三維CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的應(yīng)用

吳博

摘 要：隨著計算機(jī)的發(fā)展，在機(jī)械制圖領(lǐng)域，CAD即計算機(jī)輔助設(shè)計的應(yīng)用推動了機(jī)械制圖新的發(fā)展。三維CAD技術(shù)是時代發(fā)展的必然產(chǎn)物，三維CAD技術(shù)與機(jī)械制圖工作的結(jié)合是一項系統(tǒng)性工作，同時還需要設(shè)計人員在具備專業(yè)知識的基礎(chǔ)上精通現(xiàn)代三維CAD技術(shù)的基礎(chǔ)原理與具體應(yīng)用，只有這樣才能達(dá)到更好的設(shè)計效果，進(jìn)一步促進(jìn)我國各行業(yè)的生產(chǎn)水平。基于此，文章對三維CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的應(yīng)用進(jìn)行了分析與研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：三維CAD;機(jī)械制圖;應(yīng)用

在工科專業(yè)中，機(jī)械制圖是一門基礎(chǔ)課，也是屬于必修課，課程主要學(xué)習(xí)機(jī)械圖形的國家標(biāo)準(zhǔn)、作圖以及讀圖，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維能力。對于以后學(xué)習(xí)有著重要的影響。在以往的教學(xué)手段中，主要是通過教具進(jìn)行輔助教學(xué)，提高學(xué)習(xí)的直觀性。但是有著很大的缺點，教具數(shù)量有限、靈活性差等一系列原因，為了能夠解決這個問題，在機(jī)械制圖中加入CAD和Solidedge軟件教學(xué)方式，能夠很大的提高學(xué)生的空間思維能力，突出教學(xué)中的重點難點，并且能夠很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。

1.三維CAD技術(shù)簡介

作為機(jī)械制圖中的核心設(shè)計，三維技術(shù)也是CAD的核心技術(shù)，也叫建模技術(shù)。主要是將具體的物體和屬性轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可輸入的具體的、精準(zhǔn)的立體幾何形體的方法。三維設(shè)計主要由二維設(shè)計發(fā)展而來，它幫助設(shè)計師將腦海中的對未來事物的想象具體化，通過三維CAD技術(shù)用圖像表現(xiàn)出來，能夠充分的發(fā)揮出設(shè)計師的想像力和創(chuàng)造力。而且能夠讓設(shè)計師的設(shè)計能夠滿足幾何圖形形狀要求和性能要求，讓設(shè)計達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，趨于完美。同時三維CAD技術(shù)也能進(jìn)機(jī)械制圖的實現(xiàn)，能夠讓零部件處于最佳狀態(tài)，從而實現(xiàn)機(jī)械的制造。可以說，三維CAD技術(shù)的應(yīng)用讓機(jī)械制圖實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

2.三維CAD技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1使得零件設(shè)計更加直觀

傳統(tǒng)的設(shè)計都是在紙面上進(jìn)行的，這樣的結(jié)果之一就是不能夠直接的、立體的展示所要設(shè)計的東西，只能在設(shè)計師的腦海中形成物體的三維模型。三維CAD技術(shù)很好地解決了這一問題，在設(shè)計裝配圖的時候，三維技術(shù)能夠很好的展示每一個零件的位置和裝配過程，大大提高了裝配零件的精準(zhǔn)度。當(dāng)設(shè)計完成之后，可以通過仿真運動來進(jìn)行檢驗，檢查各個裝配零件之間是不是有問題，如果出現(xiàn)問題，方便設(shè)計師進(jìn)行修改，已達(dá)到基本標(biāo)準(zhǔn)。

2.2提高設(shè)計效率，降低設(shè)計周期

隨著三維CAD技術(shù)的普及使用，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)械制圖的周期大大縮短了。設(shè)計者可以根據(jù)相鄰位置零件的形狀和性能，設(shè)計出符合要求的零件，在設(shè)計過程中，大部分的設(shè)計校本可以保留，方便在設(shè)計過程中得到校正，同時，在其他零件的設(shè)計中，如果可以使用的化可以調(diào)動相同的數(shù)據(jù)庫中的樣本，通過三維設(shè)計軟件，能夠極大地節(jié)省設(shè)計師的時間。三維設(shè)計軟件能夠讓設(shè)計的一些想法在計算機(jī)模型中實現(xiàn)良好的體現(xiàn)，提高設(shè)計效率的同時，給設(shè)計師的設(shè)計提供了更多的想法。

2.3數(shù)據(jù)保證

三維技術(shù)給設(shè)計師提供了一個良好的設(shè)計平臺，設(shè)計師的設(shè)計方案全部儲存在計算機(jī)中，整個設(shè)計過程和設(shè)計方案都得到了很好地保障，避免了傳統(tǒng)設(shè)計中的雜亂無章的問題，方便設(shè)計師進(jìn)行查閱資料，校驗零件是否合格，設(shè)計師還可以通過加密的措施，防止自己的設(shè)計數(shù)據(jù)被他人惡意剽竊。相比于傳統(tǒng)的設(shè)計過程，三維CAD技術(shù)能夠很好地保存設(shè)計過程中出現(xiàn)的一些成果，為數(shù)據(jù)安全提供了一定的保障。

3.CAD技術(shù)在機(jī)械制圖中的應(yīng)用

3.1在幾何畫法中的應(yīng)用

在實際的機(jī)械制圖工作過程中，由于要在畫面中呈現(xiàn)出越來越多的元素，因此在進(jìn)行頁面布局的時候，一定要利用相應(yīng)的光學(xué)效果處理相應(yīng)的點線面分布。CAD軟件技術(shù)可以通過輸入這些點位的坐標(biāo)，創(chuàng)建出不同的視口，可以更加快捷高速地形成空間形式的點線面，直接反映出機(jī)械的相對空間位置，實現(xiàn)出立體的投影效果。同時在CAD軟件機(jī)械制圖過程中，可以通過實體功能來進(jìn)行機(jī)械制圖三維立體的機(jī)械模型創(chuàng)建，利用著色面與著色線，選取三維模型中的面或者線，對其對應(yīng)位置的投影特征和特點進(jìn)行分析。

3.2在組合圖中的應(yīng)用

機(jī)械制圖中很多都是有幾個不同的零件組成的組合體，但是在當(dāng)前的CAD制圖軟件設(shè)計過程中，三維創(chuàng)建模型這一功能能夠?qū)崿F(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，最終確定造型平面，在此基礎(chǔ)上可以構(gòu)建出相應(yīng)的幾何結(jié)構(gòu)，根據(jù)自身設(shè)計的需要對幾何體進(jìn)行立體旋轉(zhuǎn)，直到確定所需要的正確方向，再將各基本幾何體移動到相應(yīng)的位置，完成三維模型的構(gòu)建。基于這種設(shè)計方法，即便涉及工作結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、數(shù)量再多，設(shè)計人員也能夠在短時間之內(nèi)迅速完成，極大地提高了自身的工作效率。

3.3在剖視圖中的應(yīng)用

作為機(jī)械制圖中的常用表達(dá)零件類型的視圖表現(xiàn)形式之一，剖視圖能夠很好地展示零件的許多設(shè)計細(xì)節(jié)和設(shè)計過程，幫助設(shè)計人員設(shè)計基本的曲線或者投影燈較為復(fù)雜的形體模式，對于剖視圖中出現(xiàn)的一些難度較大的線條交叉或者重疊，可以通過CAD建立三維模型，直接對設(shè)計的平面進(jìn)行整理和處理，借助三維視圖的方式多角度、多方位進(jìn)行比較和觀察，能夠提供更為完備的數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)。

3.4在裝配過程中的使用

機(jī)械制圖不單單是每一個零件的設(shè)計和開發(fā)，更多的是一個一些具有完整功能的零件開發(fā)，這就需要把每一個零件進(jìn)行組裝起來，形成一個具有完整功能的裝備。通過CAD軟件，能夠很好地讓每一個零件進(jìn)行模擬，在裝配的基礎(chǔ)上進(jìn)行基本的設(shè)計和修改，幫助設(shè)計者和使用人員全面地了解各裝配部件之間的結(jié)構(gòu)和關(guān)系，了解機(jī)械裝配之間的動力傳輸途徑，分析不同機(jī)械結(jié)構(gòu)和配件之間所產(chǎn)生的物理關(guān)系。

4.結(jié)語

利用三維模型的直觀性、形象性、易修改等特點，將三維建模技術(shù)與機(jī)械制圖的教學(xué)結(jié)合起來，可以使學(xué)生的空間想象能力、空間分析能力得到提高，可在使學(xué)生掌握知識的同時，實現(xiàn)教師與學(xué)生的良好互動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從而使學(xué)生的綜合素質(zhì)得到進(jìn)一步提高，使他們能更好地適應(yīng)社會需要。CAD也很好地縮短產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計周期，當(dāng)前CAD技術(shù)也要不斷進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展，實現(xiàn)機(jī)械制圖的自動化，提高工作人員的工作效率。軟件使用者要不斷加深自身的知識，加強(qiáng)對當(dāng)代設(shè)計技術(shù)的有效利用，促進(jìn)機(jī)械制圖工作水平的提高。

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