機(jī)械工程設(shè)計(jì)CAD技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

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摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，綜合國力的提升，我國相關(guān)科技技術(shù)也快速發(fā)展，很多新興技術(shù)層出不窮，尤其是機(jī)械工程設(shè)計(jì)方面尤為明顯。近幾年，我國機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域萌生了一種應(yīng)用性極強(qiáng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，即cad技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，極大地拓展了設(shè)計(jì)師本身的設(shè)計(jì)范圍和領(lǐng)域，而且，通過CAD技術(shù)的應(yīng)用，可以給予設(shè)計(jì)師更有力和直觀的設(shè)計(jì)界面，幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)操作。同時(shí)，CAD技術(shù)本身的技術(shù)特點(diǎn)，可以讓設(shè)計(jì)師在電腦上就可以對初步的組件進(jìn)行形態(tài)設(shè)計(jì)，并可以借助一定的渲染軟件將該組件進(jìn)行渲染，從而讓設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)初期就可以看到初期的形態(tài)效果。本文就以CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行探討，為相關(guān)的機(jī)械工程設(shè)計(jì)師提供參考。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù)；機(jī)械工程設(shè)計(jì)；發(fā)展與應(yīng)用

CAD技術(shù)本身屬于一種特殊的軟件技術(shù)，而且這項(xiàng)技術(shù)已誕生很久，廣泛應(yīng)用于我國的設(shè)計(jì)領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域。近幾年來，機(jī)械工程設(shè)計(jì)也加大了CAD技術(shù)的應(yīng)用力度，這主要取決于CAD技術(shù)的快速發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，CAD技術(shù)也有了很大的變化，比如說，現(xiàn)代的CAD技術(shù)不僅僅只是以二維形式來對空間范圍進(jìn)行劃分，而且可以通過該軟件進(jìn)行一定程度的3D模型創(chuàng)立，再加上CAD和當(dāng)下絕大多數(shù)的3D軟件有著很強(qiáng)的兼容性，可以讓設(shè)計(jì)師在進(jìn)行二維圖形建立的同時(shí)，并加以3D模型的初步成型，以此來幫助設(shè)計(jì)師對機(jī)械工程組件的問題和體態(tài)進(jìn)行更完整的分析。

1CAD技術(shù)

CAD技術(shù)全名叫作計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，就是利用計(jì)算機(jī)或者某些特殊的圖形設(shè)備來幫助相關(guān)的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)工作，依靠這種特殊的設(shè)計(jì)軟件，可以讓設(shè)計(jì)師擺脫大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算。因?yàn)閷τ跈C(jī)械工程設(shè)計(jì)來說，大多數(shù)的機(jī)械組件都會涉及大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算，而作為人不可能十全十美，對于數(shù)據(jù)的運(yùn)算自然會出現(xiàn)一定的誤差，而一旦出現(xiàn)誤差，就很可能導(dǎo)致機(jī)械工程組件的偏差，最終使產(chǎn)品無法正常使用。如果借用計(jì)算機(jī)來代替設(shè)計(jì)師進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算，那么可以在節(jié)省大量時(shí)間的同時(shí)，對方案進(jìn)行最優(yōu)分析。同時(shí)，依靠CAD技術(shù)，還能讓設(shè)計(jì)師對模型進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)和構(gòu)建。最關(guān)鍵的一點(diǎn)，就是CAD技術(shù)本身由于是搭載于計(jì)算機(jī)內(nèi)部的，這就使得CAD技術(shù)所設(shè)計(jì)的各種重要數(shù)據(jù)是可以實(shí)時(shí)存放到計(jì)算機(jī)庫當(dāng)中的，因此，當(dāng)設(shè)計(jì)師想要對該數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用時(shí)，可以第一時(shí)間從計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行快速檢索和抽取，以此來方便設(shè)計(jì)師進(jìn)行后續(xù)的機(jī)械工程設(shè)計(jì)作業(yè)。一般來說，機(jī)械工程設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，通常會進(jìn)行草圖的繪制設(shè)計(jì)，然后再將初步的草圖轉(zhuǎn)化為工作圖，而這一步如果由人工來完成，將會相當(dāng)困難，并且這項(xiàng)工作對于數(shù)據(jù)方面的要求也相當(dāng)高，而如果交給計(jì)算機(jī)，可以有效地解決這一問題，并且，通過計(jì)算機(jī)完成的數(shù)據(jù)操作，可以保證數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，借助CAD技術(shù)，可以讓計(jì)算機(jī)自動生產(chǎn)最終的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖形，讓設(shè)計(jì)人員更為直觀地對設(shè)計(jì)進(jìn)行查看和判斷以及進(jìn)行后續(xù)的修改工作。隨著我國科技技術(shù)的不斷進(jìn)步、CAD技術(shù)的更新，使得現(xiàn)代的CAD技術(shù)已經(jīng)和傳統(tǒng)的CAD技術(shù)有著很大的不同，諸如，現(xiàn)代的CAD技術(shù)有著更多人性化的操作理念，諸如圖形的放大、縮小、平移、復(fù)制、選擇、旋轉(zhuǎn)等各種各樣的詳細(xì)編輯操作都可以做到，同時(shí)，近幾年的CAD技術(shù)還可以讓設(shè)計(jì)師進(jìn)行更加人性化的操作，以此來達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。

2CAD技術(shù)的基本技術(shù)組成

目前來說，我國當(dāng)下機(jī)械工程設(shè)計(jì)中常用到的CAD技術(shù)大致包括由四種技術(shù)，即圖形變換技術(shù)、曲面造型技術(shù)、實(shí)體造型技術(shù)、交互技術(shù)等。其中交互技術(shù)是當(dāng)下CAD技術(shù)中最主要的發(fā)展方向之一，也就是現(xiàn)在最常看到的交互式CAD系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以讓用戶在使用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，很好地使人和機(jī)器有一個(gè)極強(qiáng)的信息交流，并且，結(jié)合交互式的系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以在設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)功能的操作，諸如打樣、修改、構(gòu)思等，可以同步進(jìn)行。其次，圖形終端還能將最終的設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)反饋給設(shè)計(jì)師，讓設(shè)計(jì)師第一時(shí)間對不滿意的地方進(jìn)行修改和整合。而曲面造型技術(shù)和實(shí)體造型技術(shù)則是近幾年CAD技術(shù)逐漸發(fā)展出來的兩項(xiàng)新功能，其中曲面造型主要針對線條的曲面造型進(jìn)行研究開發(fā)，因?yàn)楝F(xiàn)代多數(shù)設(shè)計(jì)師都比較傾向異形曲線造型，傳統(tǒng)的直線造型已經(jīng)不能很好地滿足當(dāng)代設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)追求，為了滿足設(shè)計(jì)師的異形設(shè)計(jì)需求，CAD技術(shù)也相應(yīng)的做出了很多的改變，而曲面造型技術(shù)和實(shí)體造型技術(shù)就是其中的佼佼者，借助這兩項(xiàng)功能，可以讓設(shè)計(jì)師在CAD軟件中對機(jī)械工程進(jìn)行曲面造型設(shè)計(jì)，當(dāng)做完二維圖形之后，可以第一時(shí)間使用實(shí)體造型技術(shù)將設(shè)計(jì)出的二維圖形還原出來，從而展現(xiàn)最終的機(jī)械工程設(shè)計(jì)成品，以此來方便設(shè)計(jì)師進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計(jì)操作。最后一個(gè)圖形變換技術(shù)，則是當(dāng)下CAD技術(shù)中最為核心的技術(shù)，圖形變換主要是將用戶的坐標(biāo)系和圖形輸出設(shè)備相結(jié)合，同時(shí)對圖形進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、透視變換等多種操作，并且，借助矩陣運(yùn)算法可以實(shí)時(shí)地將設(shè)計(jì)師所設(shè)計(jì)出的成品第一時(shí)間展現(xiàn)出來，可以說，圖形變換技術(shù)的出現(xiàn)，是CAD技術(shù)全面拓展設(shè)計(jì)市場的劃時(shí)代變革。

3CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

結(jié)合上文，我們充分了解到CAD技術(shù)相關(guān)的概念和知識，并且一定程度上對CAD技術(shù)的基本技術(shù)組成進(jìn)行了分析，對此，為了更好地加強(qiáng)CAD技術(shù)在我國機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用成效，就需要對CAD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)探究，以此來進(jìn)一步促進(jìn)我國的機(jī)械工程設(shè)計(jì)的發(fā)展進(jìn)程。首先是CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的繪圖方面的應(yīng)用，因?yàn)閷τ贑AD技術(shù)來說，最主要的應(yīng)用方面就是繪圖，并且，這一點(diǎn)在我國的機(jī)械工程設(shè)計(jì)中有著很強(qiáng)的貼合性，借助CAD技術(shù)強(qiáng)大的繪圖能力，可以幫助設(shè)計(jì)師很好地對機(jī)械工程設(shè)計(jì)中組件的不同方面進(jìn)行繪制，并且，現(xiàn)代各種人性化交互技術(shù)，可以讓設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過程中充分體會到CAD軟件帶來的便捷，也就是說，現(xiàn)代的CAD技術(shù)在功能方面上更為人性化，更加注重設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)使用體驗(yàn)，因此，相較于傳統(tǒng)的繪圖軟件來說，CAD技術(shù)顯得更為成熟。其次就是CAD本身的建模功能，在傳統(tǒng)的機(jī)械工程設(shè)計(jì)中，一般是先繪制基礎(chǔ)的二維圖形，然后再導(dǎo)入專業(yè)的建模軟件中。而現(xiàn)代的CAD技術(shù)本身就內(nèi)置了一定的建模功能，雖然本身的功能性還無法和現(xiàn)代的專業(yè)建模軟件相比，但是，可以讓設(shè)計(jì)師在初期進(jìn)行模型的建立觀看，從根本上提高設(shè)計(jì)師作業(yè)的精確性。最后就是CAD技術(shù)的智能化技術(shù)方面，智能化是近幾年興起的一種技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)更加注重人的智能體驗(yàn)，通過不同的繪制過程帶給設(shè)計(jì)師一個(gè)完美的設(shè)計(jì)使用體驗(yàn)。

4結(jié)語

綜上所述，CAD技術(shù)在我國當(dāng)下的機(jī)械工程設(shè)計(jì)中有著極為重要的地位和作用，對此，為了更好地加強(qiáng)CAD技術(shù)在我國機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用成效，需要針對實(shí)際的應(yīng)用情況進(jìn)行仔細(xì)分析，以此來促進(jìn)我國機(jī)械工程設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

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作者：王云飛 單位：齊齊哈爾工程學(xué)院