計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用

洪子健

摘 要 隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD在實(shí)際應(yīng)用中日益廣泛，本文主要介紹了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，并對(duì)目前國內(nèi)企業(yè)機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)過程中三維CAD系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問題進(jìn)行了分析。從產(chǎn)品開發(fā)的實(shí)際需求和產(chǎn)品特點(diǎn)與軟件功能出發(fā)，對(duì)企業(yè)應(yīng)用三維CAD過程提出了改進(jìn)方案，最后介紹了三維CAD技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 三維CAD

中圖分類號(hào)：TP30 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1三維CAD的簡介

首先CAD技術(shù)以實(shí)用的零件實(shí)體建模優(yōu)勢(shì)和簡便的產(chǎn)品造型修改和實(shí)體裝配圖的生成被用在機(jī)械設(shè)計(jì)的多個(gè)方面設(shè)計(jì)軟件為三維建模提供了多種工具，可通過對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，將其分解成若干基本體，對(duì)基本體進(jìn)行三維實(shí)體造型，之后再對(duì)其進(jìn)行交、并、差等運(yùn)算，便可得出零件的三維實(shí)體模型。

三維CAD在建模中一般使用參數(shù)化建模，整個(gè)建模的步驟和產(chǎn)品的外型尺寸被參數(shù)化，這些參數(shù)是與產(chǎn)品的造型直接關(guān)聯(lián)的。若要對(duì)尺寸或造型進(jìn)行局部的更改，只需要更改相關(guān)參數(shù)，整個(gè)造型將被自動(dòng)更新。這樣不僅大大減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，還保證了產(chǎn)品外造型的延續(xù)性。

2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中的現(xiàn)狀及問題

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中扮演著正面積極的角色，它從以下幾個(gè)方面促進(jìn)了生產(chǎn)的效率：首先，應(yīng)用CAD技術(shù)可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，真正做到輔助設(shè)計(jì)二維CAD技術(shù)雖然可以幫助設(shè)計(jì)人員把圖紙畫得規(guī)范、漂亮，提高繪圖效率，而且以后的圖紙修改及管理也很方便。而應(yīng)用三維CAD進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以方便地設(shè)計(jì)出所見即所得的三維實(shí)體產(chǎn)品模型，所有零件的三維模型可以放在一張圖內(nèi)；利用三維CAD提供可以方便、快捷地對(duì)三維模型進(jìn)行模擬裝配和干涉檢查，對(duì)重要零部件進(jìn)行有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。其次，使用三維CAD設(shè)計(jì)工裝，則可以克服傳統(tǒng)繪圖的缺點(diǎn)，直觀地看到各組成零件的配合情況，甚至可以通過模擬工裝的運(yùn)動(dòng)過程，在工裝投入制作之前發(fā)現(xiàn)不合適的部位及時(shí)修改，從而提高了工裝設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，減少了修模次數(shù)，從而節(jié)省了生產(chǎn)成本，產(chǎn)品制造周期也縮短了。再次，應(yīng)用三維CAD能夠快速進(jìn)行變型設(shè)計(jì)，往往同系列的產(chǎn)品工裝結(jié)構(gòu)基本相同，只是尺寸不同，而不同系列的產(chǎn)品工裝雖然結(jié)構(gòu)不同，但工裝中的某些零件結(jié)構(gòu)相似，只需稍做改動(dòng)。再就是應(yīng)用三維CAD能夠提高產(chǎn)品宣傳的效果。

雖然CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛的用于各個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中并日趨成熟，但不可否認(rèn)的是在一些領(lǐng)域仍存在問題。其原因有以下幾點(diǎn)：其一，未能真正實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)計(jì)。目前很多單位用CAD軟件可以做出三維模型，但是并未真正實(shí)現(xiàn)運(yùn)用三維CAD軟件進(jìn)行整體空間設(shè)計(jì)和受力分析，還停留在平面圖設(shè)計(jì)方面。其二，精通CAD技術(shù)的人員匱乏。三維CAD系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、多樣的系統(tǒng)，并不是每個(gè)設(shè)計(jì)人員都能很好地掌握，更何況大部分設(shè)計(jì)人員并沒有接受過CAD的應(yīng)用培訓(xùn)，對(duì)CAD的多數(shù)功能知之甚少，他們完成的設(shè)計(jì)很可能就存在一些缺陷。

3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)給工作提供了便利，但其自身還需不斷完善，同時(shí)也在向著以下幾個(gè)方面發(fā)展：圖形交換技術(shù)，一個(gè)直觀的、智能化的工作界面，智能化圖標(biāo)菜單、實(shí)時(shí)生成的造型、動(dòng)態(tài)提示指引等一系列人性化的功能；智能CAD技術(shù)，把創(chuàng)新方法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中，用智能設(shè)計(jì)、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造；虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品，可以從人機(jī)工程學(xué)角度檢查設(shè)計(jì)效果，可直接操作模擬對(duì)象，檢驗(yàn)操作是否舒適、方便，及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的碰撞等問題，及早看到新產(chǎn)品的外形，從多方面評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。

綜上，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展到今日，其二維繪圖轉(zhuǎn)向了三維設(shè)計(jì)，這是質(zhì)的飛躍。應(yīng)用三維CAD系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，從根本上改變了過去手工繪圖、憑圖紙組織整個(gè)生產(chǎn)過程的技術(shù)管理方式，設(shè)計(jì)構(gòu)思的表達(dá)由二維圖紙演變成能在計(jì)算機(jī)模擬顯示零件三維實(shí)體模型的虛擬產(chǎn)品，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率，從而不僅縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，而且降低了生產(chǎn)成本。這項(xiàng)技術(shù)必將提高產(chǎn)品的競(jìng)爭力，使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭中獲得生存與發(fā)展。因此，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在生產(chǎn)中正在并將持續(xù)扮演著重要的角色。為了使我國的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在不久的將來能趕上發(fā)達(dá)國家的水平，并能同步增長。為了提高數(shù)字化產(chǎn)品在國際市場(chǎng)的競(jìng)爭能力，我們必須深入研究數(shù)字基礎(chǔ)理論，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研發(fā)研究。

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