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CAD技术在工业零部件设计中的应用及发

展*

0引言

计算机辅助设计简称CAD，是利用计算机强大的计算功能和高效的绘图处

理能力，辅助工程设计人员对产品进行设计分析、修改和优化。它综合了计算机

知识和工程设计知识，随着计算机硬件性能和软件功能的不断提高而逐步完善。

目前在绘图领域，以美国Autodesk公司开发的AutoCAD软件应用最为广泛。

它具有强大的绘制平面图形和三维图形、尺寸标注、图形渲染及图形输出功能，

利用它能方便、快捷、准确的绘制出要求的图形。CAD技术应用比例最大，为

实现无图纸制造提供了可能，设计人员以计算机为工具，对产品进形设计和绘图，

既降低了劳动强度，也提高设计质量和效率。

1AutoCAD绘图软件进行机械设计的优点

1.1设计工具集中化

计算机作为设计工具代替了传统设计工具，如图纸、笔、直尺、圆规、三角

板等。其工作界面显示了常用的绘图命令、编辑命令和标准工具条，只要鼠标点

击所需命令就可以进行图形绘制，其他命令可通过菜单直接调用。

1.2提高工作效率

计算机是善于复制和修改的能手，可减少大量的重复性工作，提高作图速度。

改变了传统手工作图中既费时又费力的缺点，无需在制图之前进行大量的准备工

作，改变了手工修改图纸擦出和重新绘制的繁琐过程。只需要设计人员熟练掌握

软件的操作方法，熟悉其命令的用法并能将其灵活应用就可以了。

1.3管理方便

利用计算机软件对图形可进行不留痕迹的修改，传统的图纸修改往往会影响

图纸的美观性及清晰性。图纸的保存方便永久节省空间，只需要建立合适的文件

夹和正确的文件名，将相关联的图形文件集中管理，便于查找和改进。改变了传

统图纸保存容易破损的命运，并节约了图纸所占的储存空间。

［1］

2CAD技术在机械生产中应用的优点

2.1提高质量

应用CAD技术可以提高产品设计的质量，缩短设计周期，可及时发现设计

问题，无需对着大量的图纸寻找相关要素。产品设计者只需考虑产品设计的结构、

功能是否满足要求，不需花费大量时间和精力去考虑设计图纸的线型、剖切位置

等设计要素。可通过三维CAD与二维对的相互转换功能，直接由三维自动生成

符合国家标准的二维视图，利用设计中心可方便的完成装配图的绘制。

2.2节约成本

利用CAD技术可以降低产品装配修改次数，提高生产效率。对有些加工精

度要求特别高的制造业，产品数量大、规格种类多，应用三维CAD设计软件装

配，可直观地反应各组成零件的配合情况，也可以通过观察模拟装配的运动过程，

及时发现问题并做以纠正，不仅提高了装配装设计的准确性，而且减少了修模次

数，从而节省了生产成本。

2.3灵活性、便利性高

利用三维CAD技术可以快速完成装配体的变型设计，因为所有零件模型均

以数据的形式储存在计算机中，只需在其基础上，根据系列产品的不同要求进行

结构的修改、增加、删除，就可以准确地完成新装配的设计。利用三维CAD的

设计软件高级渲染功能和仿真模拟动画输出功能，把已经设计出的产品和各零部

件模型以实体结构真实呈现，或者将产品各构件之间的运动关系以仿真动画形式

表现出来，模拟产品的实际工作状态。客户通过观察零件效果图和装配运动动画，

可更深刻了解产品的结构和功能，弥补利用传统图纸进行描述所带来的不便，有

助于产品销售，树立企业品牌形象。

［2］

3机械制图中三维向二维转换的案例

以绘制轴承座为例，设计者可根据设计要求在AutoCAD三维绘图环境中进

行建模，获得如图1所示的效果图。为了加工方便，利用关联关系，将三维模型

直接转换为二维视图，其转换过程如下:打开模型空间，将左下角移至坐标原点

(0，0，0)，转换至布局并双击视口内部，调出实体工具栏和视图工具栏。

图1CAD绘制的轴轴承座三维效果图和三视图

将当前视