机械制及CAD
张维晶
[摘 要]近年来，机械CAD制图发展及其标准问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先介绍了CAD技术的关键技术，分析了在机械制图中应用CAD的优势。在探讨机械制图与CAD计算机绘图软件之间关系的基础上，结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就CAD技术在机械工程中的展开了探讨，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
[关键词]机械；CAD制图；发展；标准
中图分类号：F416.44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0339-01
1 CAD技术的关键技术
1.1 造型技术
CAD技术主要涉及几何形状的描述、分析，在三维造型理论不受限制的程度越来越大的条件下，导致传统几何的缺点越来越突出：如，描述的能力较差、信息收集的不完整，而CAD造型技术主要包括线框造型与实体造型。线框造型是一种最早的三维模型，由点、直线及曲线组成，对产品的外观进行描述并且对实体的影像进行调换控制。而实体造型主要是由立方体、圆柱体、锥体及球体等元素构成，是通过计算的方式来生产所需要的形状，并且对每种图形都有其具体的定义与解释，对机械制图的发展具有促进作用。
1.2 数据库技术
目前，我国的数据库体系尚且没有得到完全的发展，但在长期不断的努力发展中，已经取得了初步的成效，具有多种技术与功能。例如，版本管理、支持文本、图形的管理及动态的修改等，就是对一些复杂的事物进行描述与解释，从而达到机械制图的目的。
1.3 界面技术
界面技术主要包括以下几点：一是灵活性，在界面的设计中，必须满足不同用户对界面的不同需求进行设计，做到灵活的运用。二是相似性，就是指内部软件的程序與其他软件程序有相似的地方，所以具有相似性。三是直接性，对于所有传出的信息都进行严格的要求，保证其清晰准确，使外界的用户能进行及时准确的了解。
2 在机械制图中应用CAD的优势
2.1 操作简便且易于掌握
在开展机械制图过程中，通常需要设计出新的零件，而通过应用CAD软件，则可有效支持及扩张零件的制造，且操作简便，易于掌握。这是因为在CAD软件中，我们可以单独设计出新的零件，同时也可以通过模板零件，来对新零件进行改装，而且修改零件模板也十分的便捷。此外，通过应用CAD还可确保零件之间的亲密耦合，以免因为单独对零件进行设计，从而导致错误装配的出现。同时，借助CAD软件，我们还可设计一些对零件制作起辅助作用的，较为复杂的数学模型，从而充分减少制图者花费在绘图上的时间，进而促进绘图效率的提升。
2.2 具备非常高的绘图精度
在机械制图中，其精度要求达到了毫米，采取手工的方式会存在比较大的误差。而通过应用过CAD技术，可充分满足机械绘图所需的标准要求，尤其是在对精度有着较高要求的日影以及灯光照度分析等方面，有着显著的优势，而这些是通过手工操作无法达到的。因此，通过在机械制图中应用CAD技术，可充分促进制度精确度的提高。
2.3 可重复利用制图成果
以往在采用手工方式开展制图操作时，通常是无法重复使用项目之间的零件的，而通过应用CAD进行制图，则可实现不同类型项目素材库的建立。也就是说，在设计出一次零件以后，便可将其应用在后续所有需要使用这一零件的项目中，而无需重复开发出新的零件。由于此类零件可通过复制、修改等操作，进而成为新的零件，因而在极大程度上缩短了制图的时间，在充分促进工作效率提高的同时，实现了项目经验的重复利用。
3 机械制图与CAD计算机绘图软件之间的关系
机械制图是机械行业的语言工具，是设计人员进行研究项目设计的最终呈现形式，是项目加工人员对设计项目进行加工的依据。传统的机械制图是手绘的平面图，缺乏立体感，需要一些绘画技巧才能形象地将立体感表达出来，并且这样的机械制图还需要很强的读图能力，有很强的三维立体思维，才能在大脑中反映出设计项目的立体图形，并将其进行加工。CAD计算机绘图软件是现在一种普遍率很高，同时很方便操作的图像设计软件，它通过各种计算机口令进行运行，自行完成设计内容，CAD软件中的各种绘图工具很实用、很丰富，许多手工无法实现的图形、结构都可以通过CAD绘图软件中的各种绘图工具进行编辑，同时它的绘图效率与绘图质量都远比纯手工绘图要高得多。
3.1 机械制图相关知识是CAD计算机软件的理论基础
CAD机械制图软件的程序编写的理论基础是机械制图理论知识的相关内容，如绘图的基本理论、投影的相关知识、各种视图的绘制方法、国家标准规定等。只有掌握了这些内容，編写出来的计算机软件程序才对广大制图设计者又用、有效，否则若是与机械行业的相关规定不相符那么就没有使用的必要，掌握了相关内容，才能编写出实用性非常强的绘图功能，
3.2 CAD绘图软件是机械行业制图的工具
传统的纯手工制图工作是一种非常繁琐、重复率很高、工作环境非常乏味的工作。而CAD绘图软件的普遍使得很多是设计师从这样的工作中解放出来，设计师通过使用CAD绘图软件中的各种功能，将所构想出来的设想真实、准确、形象的反应在图样中，现在CAD绘图软件已经成为机械行业必不可少的工具，只有将这个工具合理使用，才能又好又快的将最初的设想绘制成完整的图像呈现出来，后期的加工人员才能根据这个图纸进行精确的加工。
4 CAD技术在机械工程中的研究方向
4.1 基于特征（feature）的实体模型创建开发
为更好地表达产品的生产管理信息与技术完整信息，运用特征建模方式，即将产品的工艺、制造信息、设计与产品的拓扑信息、几何信息结合起来。其中包含特征识别，特征映射、特征的定义和分类、特征验证、特征表达、特征数据模型等具体内容。
4.2 CAD软件集成化开发
今后集成化是CAD发展的主要方向，即把CAPP、CAM、CAE等与CAD集成到一个系统模块之下。这样没计人员就能轻松的进行各种制图、分析、计算、建模及生成数控加工指令，随时设计绘网过程，甚至可以直接驱动原型机。绘制出设计对象的三维模型。另外，采取适当措施保证各功能模块之间信息流畅，避免各模块之问阏格式转换或信息交流造成的数据丢失，也足保证集成化模块设计成功的关键。为此，设计人员尽量采用了用统一的数摄格式，减少转换和接口，这已经成为了CAD系统集成化设计的最佳方案。
4.3 变量几何技术的拓扑关系开发
在传统的参数化设计中，首先用，根据需要选定模型，给定几个参数，然后系统对参数做出反应，计算小结果。如输人长方体的长觉高，系统就会显示出一个具有该参数的长方体。在这中参数化设计中，系统首先选定了一个约束，并以此为依赖，如上述中“长方体”。这种参数化设计的约束（或者说被动约束）使得设计木身受到制约，用户很难修改约束，更无法通过约束条件来实现特定的设计目标。为此，人们设计了变量几何。通过施加达到变量化设计道德目的，这种设计的应用大大提高了参数化设计灵活性程度和应用范围，而且往往能达到特殊的设计效果。
5 结束语
综上所述，加强对机械CAD制图发展及标准问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的机械CAD制图过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1] 蒋春霞.浅谈中职机械制图与机械CAD课程的教学整合[J].快乐阅读.2016.
[2] 冯斌.中职机械制图与机械CAD课程的教学整合[J].中国教育技术装备.2017.
