機械制圖中CAD技術的運用探討

葉青

柳州職業技術學院 廣西 柳州 545000

引言

傳統意義上的機械制圖所使用的工具無非就是尺子、鉛筆及圓規等，通過這些工具的運用，方可形成設計人員的一種基本語言，即工程設計圖，它主要通過描繪出二維的工程圖像，便把已經規劃好的三維工程模塊加以準確描述與概括。而在信息技術快速發展的今天，計算機技術得到普及，計算機輔助設計也就是CAD技術便應運而生，在多數制造領域和行業中起著十分重要的作用。

1 機械制圖和CAD技術的簡要分析

1.1 CAD技術簡要概述

CAD系統中包含有軟件系統與硬件系統，其硬件系統主要包括圖形輸出設備、圖形輸入設備、個人計算機和工程工作站等設備，正是因為有了它們的加入，才使得CAD系統變得更加完整，而軟件系統分為輔助模型、CAD軟件等。在計算機技術不斷更新換代的背景下，僅憑硬件系統作為技術基礎已無法對CAD技術的發展發揮促進作用。現階段，CAD技術已逐漸成為從業人員必備的一項知識技能，在具體的工作中，要求設計人員必須依托計算機技術的力量，對計算機輔助軟件加以掌握，從而完成制圖任務[1]。與傳統的紙質繪圖方式相比，CAD技術簡化了工程圖紙設計的煩瑣流程，并且在機械制圖期間，CAD技術的運用能夠整理與繪圖有關的數據庫，同時對數據進行分析、評估，在設計人員需要時還能夠檢索相關信息，供其進行信息交流，有效減少相關人員的工作量，提升工作效率。此外，在制圖的過程中可以實現草圖和工作圖像之間的切換，此切換更具隨意性。CAD技術是基于傳統制圖的優化與改進，其發展前景需要得到該領域相關設計與技術人員的大力支持與關注。

1.2 機械制圖簡要概述

與傳統繪圖方式相比，機械制圖自身的基礎功能與手工繪圖基本相似，然而，CAD技術的整體操作更加趨于便捷化、智能化和簡單化。機械制圖可以與實際的生產加工需要相結合，以此來完成手工圖紙的制作，里面所包含的各個指標與參數都能夠為后期工作提供有力依據和參考，所以特別要求在具體的制圖期間必須具備數據信息的準確性，從實際需要出發，在圖紙上準確標注出相應的技術標準，同時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復現，確保后期工作的有序、順利開展，相關人員也可以將其理解成加工再生產的一種詳盡說明。此外，在機械制圖過程中，產生的數據具有較高的精確度，對此應嚴格按照設計人員的設計思路和工程規劃完成相應的設計任務，對產品或設備構造清晰明了地加以體現，以此突出機械設備在加工生產過程中的價值地位。

2 CAD技術和機械制圖的關系

首先，CAD技術可以為機械制圖提供強大的理論支撐，綜合考慮邏輯思維與繪圖習慣，充分把握繪圖的精確度，確保設計圖紙與相應數據實現有機統一。此外，CAD技術可以按照實際需要細化工程參數，通過計算機輔助的形式完成制圖工作，使繪圖工作得以順利開展，將CAD技術與機械制圖有機結合起來，能夠進一步獲得預期的理想效果。其次，CAD技術將制圖的理論知識內容有效融合起來，在此基礎上可以提高相關參數的標準，兩者是相互作用、相互影響的關系。為此，現階段機械制造行業應當高度關注CAD技術的運用，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出機械內部零部件的空間尺寸，利用現代化技術的方式，能加快機械設計的預期目標達成率，進而加快相關企業的發展步伐。最后，CAD技術方面的知識體系和傳統繪圖方式密切聯系，在具體的工作中要求技術人員具備較強的空間想象力，比如，在計算機中對構件平面進行解剖展示等。

3 CAD技術在機械制圖中的運用優勢

3.1 便于操作，容易上手

CAD技術貫穿于機械制圖過程的始終，其重點內容在于零部件的設計。CAD是對機械制圖的補充軟件，軟件中不但包含新零件的設計，而且還擁有多種設計模板資源，為相關人員提供模板參考，也可供設計人員改裝設計零部件。同時，此軟件可以對零件之間的耦合性能進行確認，實現零件的可靠裝配。

3.2 有著較高的制圖精確度

機械制圖的精確度已達毫米，而傳統的手工制圖則無法消除此類誤差，CAD技術能夠確保設計人員所繪制圖形的準確和精密，所以在精確度標準較高的工程項目中，CAD技術仍然得到有效的運用。設計人員在繪圖期間科學運用此軟件，可以最大限度地使繪圖的精確度有所提高，進一步符合設計需求。

3.3 可循環利用制圖成果

在過去的一段時間內，不同的工程項目難以實現零部件的循環再利用，然而，CAD技術的出現打破了這一常規現象，其軟件自身就能夠建立多樣工程項目的零件素材庫。設計人員在使用時可以隨時調用相應的零部件。當對一種零件進行設計后，零部件素材庫中就會生成其制圖成果，可以實現自動保存的功能，在遇到其他類型的工程項目時，按照工程項目對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中進行搜索，適當地進行修改[2]。

4 CAD技術在機械制圖中的具體運用

CAD技術在機械制圖中的運用，有利于更新傳統的設計方式和設計手段，沖破傳統設計的束縛，在很大程度上擺脫傳統設計過程中的弊端和不足，創新設計理念與思維，將現代化設計有機融入產品當中，有利于促使機械制造行業的長期穩定發展。

4.1 運用CAD技術繪制基礎機械形狀

CAD技術在機械制圖中的運用首先涉及的就是基礎的形狀繪圖方面。目前，在機械制圖中包含的形狀繪制有橢圓形、多邊形、長方形等，在使用CAD技術繪制基本形狀期間，設計人員必須根據相應的規則進行排列。采用CAD技術繪制多邊形時，可圍繞POLYGON相關指令達到自動化制圖的目的，同時還可對POLYGON+4進行命令的輸入，在此過程中的數字4是多邊形的邊數，可按照實際需求相應地換成其他數字，并且選擇一個中心點作為形狀的支點，設置完成之后就能夠生成相應的多邊形形狀了。對于橢圓形的繪制，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，而I則是確定等角圓。設置好一系列相關的參數之后，對其所構弧線加以確定，設置環節便可完成。

4.2 運用CAD技術進行圖形的標注

在利用CAD技術完成機械制圖的過程中，需要標注的地方有很多，也必須標注圖中的相關圖形，并且還需要標注角度、半徑、測量值及刻度等相關要素。第一，在做具體的線性標注時，通常使用DIMLINER執行指令，選擇相應的菜單欄，根據設計人員的實際需要，考慮是否添加文本、規格、尺寸等條件，通常情況下，在機械制圖中的垂直圖和水平圖會運用此標注。第二，關于直徑標注的執行命令以DIMDIAMETER為主，選擇菜單項對光標進行拖動，就能夠直接顯示出直徑符號。第三，在CAD軟件的標注過程中，對于引線標注可采用DIMANGULA的執行命令，對于基線標注可使用DIMBASELINE的執行命令。

4.3 運用CAD技術完成裝配與剖視

在對機械構件的實施環節進行構造的過程中，應與剖視圖的運用相結合，正是因為剖視圖可以充分體現構件的復雜情況，所以現階段在機械制圖方面被廣泛應用。基于CAD技術的優勢作用，可以模擬演示各個配件之間的架設、安裝情況，對繪制的組合體設計出整體的造型，完美地展現出機械配件和內部構造，有助于設計人員對曲線與投影等線條的設計[3]。此外，針對相關的復雜線條，比如，應用于機械加工圖紙的交叉與重合等線條的設計，要想讓施工人員掌握或了解設備安裝或架設的基本情況，則首先需要確立各項指標與參數，那么就要使用剖視圖，在機械生產的加工環節中能夠對構件的內部構造、空間環境進行仔細的觀察，以防因設計不到位而導致原先的設計被推翻的問題。

4.4 運用CAD技術建立組合視圖

機械制圖具有一定的系統性，其自身的特點要求對多種幾何元素加以組合，把相對應的幾何元素排列在一定規則的方位之中，建立與設計目標相符合的幾何結構，這樣有利于搭建三維立體模型[4]。在設計此系統模型時，如果使用二維制圖軟件展開相關的操作，就難以達到預期的理想效果，但是采用CAD技術可以建立組合視圖，依托其強大的技術功能，使設計人員在有限的時間內順利完成既定目標的繪制，不僅可以有效提升設計人員的工作效率，還能縮短設計周期，一舉兩得。

4.5 運用CAD技術對圖像進行存儲

CAD技術具有快速制圖、錯誤率低、高效率的特點，運用其技術能夠直接通過計算機加工和設計圖紙，更加高效地完成精準制圖的工作，使得后續施工工序難度有所降低。此外，CAD技術還可以存儲、傳輸圖紙材料，設計好圖紙之后，設計人員可以把圖紙數據保存到U盤中，這樣查找起來更加快捷、方便，有利于其長期保管。使用計算機保管的圖紙資料，可以實現CAD技術與機械制圖有機融合，在一定程度上避免圖紙資料缺失和紙張破損，保證紙質資料的完整性。

4.6 運用CAD技術集成制造系統建模

CAD技術在機械制圖中的運用，可以將多個基礎幾何體結構相區分，對零部件的建模流程進行簡化與分解。在模型建立完成后需要借助相關的草圖工具對實體模型進行繪制。比如，對數控加工裝置采用程序控制的方法，從各個角度觀察與改進零部件的基礎結構，相關設計人員應當充分發揮其自身的主觀能動性，形成發散性思維，從而使機械設計效果處于理想狀態[5]。此外，可以運用CAD技術編程來完善產品的模型，比如某些機械模具的生產制造，經過相關人員給予檢查，確定合格后，才能直接產生統一、固定的數控程序，同時通過數據接口傳送至相應的數控設備當中，提升企業的生產力，促進企業經濟效益的最大化。

4.7 運用CAD技術繪制多維圖

由于機械產品本身的特征，導致在其產品設計期間需要經過大量的數據處理和核算，這一工作環節在傳統的機械設計領域中，必須由二維圖進行相應的處理，然而，在此處理過程中，不僅難以確保其數據處理的準確性，還將耗費大量的時間和精力，這不符合現代工業發展的基本要求。在利用CAD技術進行機械制圖的時候，可以盡可能多地采用有效的繪圖方法應用于本領域。比如，使用最多的交瓦式制圖，它可以更好地實現各種基本圖庫的轉化，再輔之以簡便性的操作，可有效提升數據的準確性。

5 結束語

我國的信息化技術水平不斷發展，計算機CAD技術在各大領域得到了廣泛的應用。CAD技術在運用于機械制圖的過程中，需要特別重視與現代化技術的融合，應秉持發展的理念，積極探索創新技術方法，對CAD技術運用于機械制圖的優缺點進行分析，充分運用CAD技術來規避機械制圖的風險問題，并結合市場實際需求，拓展與更新相關的技術運用范圍，明確各個零件的結構與關系，只有這樣才能更好實現企業效益的最大化。