机械cad范文

机械cad范文第1篇

论文摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。

1CAD技术的发展

CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。

产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。

以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。

2三维CAD技术在机械设计中的优点

通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:

2.1零件设计更加方便

使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。

2.2装配零件更加直观

在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。

2.3缩短了机械设计周期

采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。

2.4提高机械产品的技术含量和质量

由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。

3CAD技术在机械设计中的应用

3.1零件与装配图的实体生成

3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。

对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。

3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。

3.2模具CAD/CAM的集成制造

随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。

一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。3.3机械CAE软件的应用

机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。

4CAD前沿技术与发展趋势

4.1图形交互技术

CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。

4.2智能CAD技术

CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

4.3虚拟现实技术

虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。

参考文献

[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.

[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.

[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.

[4]葛海霞,刘村.AutoCAD2004/2005辅助设计[M].上海:上海科学普及出版社,2004.

机械cad范文第2篇

关键词：机械制图；机械CAD；技术要求；结合分析

1、引言

由机械制图的定义可知，机械制图是表达工程设计意图的重要技术文件，是工程开始之前最重要的准备工作。如果说人类的语言是文字，那么工程与机械制造界的语言就是机械制图。掌握了先进的机械制图技术才能绘制出高质量的机械图样，而拥有高质量的机械图样，才能更加精确和完整地表达出工程的要求和注意事项，才能更快地发现问题、解决问题，才能保证工程顺利地进行。经过大量的机械制造和建筑行业调查研究之后，我们发现，将机械制图与机械CAD有机地结合起来可以最大限度地提高机械图样的精确性和完整性。因此，本文围绕机械制图与机械CAD的关系，以及两者结合的必要性和具体措施展开研究，目的在于促进机械制图技术的发展，更好地指导工作的进行。

2、关于CAD技术

近年来，伴随着互联网的普及和计算机技术的迅速发展，CAD技术也越来越广泛地应用于机械制图。传统的机械图纸仅仅依靠手绘，其工作量比较大，绘制过程中也难免会出现一些容易忽视的错误，而绘制机械图纸是一件整体性较强的工作，各部分密切相关，一旦出现错误，修改难度比较大。而CAD技术以AUTOCAD软件为平台，只要打开软件，正确无误地输入相关信息之后，利用自身专业知识，在软件的辅助之下，可以快速准确的完成机械图样。CAD技术具有以下优点：2.1覆盖面广，可据此了解机械的零件形状及大小，组装要求以及机械性能。2.2耗费时间少，在计算机技术的辅助之下，大大减少了机械制图的时间，缩短了设计周期，极大地提高了工作效率。2.3性能高，CAD技术能应用于各种机械制图，技术水平高，能处理各种图形图像信息、设计各种现代化信息工程以及建立三维立体模型。2.4还原性强，CAD技术会以一种形象、逼真的形式展示产品，可以极大地开发设计者的思维。

3、机械制图与机械CAD的关系

在传统的机械制图中，人们都是利用大脑自身的空间思维能力，将脑海中的三维模型绘制出来，但是大脑顾及的方面毕竟是有限的，难免会顾此失彼造成图纸的错误。而CAD技术就相当于机械制图的一次重大革新，它是利用计算机技术，输入相关数据，在专业的制图软件的平台上完成制图，然后以三维立体的形式将产品展现出来，对照机械制造的要求进行检查，审核通过后方可采用。总之，机械CAD是机械制图的一次革新，是机械制图的延伸与进步，其在很大程度上促进了机械工程的发展。

4、机械制图与机械CAD结合的必要性

机械制图常用的有右视图、俯视图以及断面图。视图是按照正投影法，即机件向投影面投影得到的图形，由视图的定义可知，视图表达的主要是机件外部的形状，而机械内部轮廓则用虚线表示。剖面图则是假想机械被切开，展示的是机械内部的结构；而断面图则适用于杆状结构断面形状的展示。综上所述，我们不难发现机械制图展示的仅仅是大概的图形，而机械中众多精细的零件得不到详细的描述，比如说，齿轮、弹簧、螺纹、花键等等。而机械CAD制图则不会出现此类情况。将机械制图与机械CAD有机地结合起来，能达到优势互补的目的，促进机械工程的进步。

5、机械制图与机械CAD的结合分析

将机械制图与机械CAD技术相结合并不是一句空话，具体实施措施可以从以下几个方面展开：5.1内容方面机械制图研究的是阅读和绘制基本图样的方法和原理，其主要是有关正投影的相关理论。而机械CAD制图是一种计算机绘图工具，它把显示屏当做画板，把鼠标和键盘当做铅笔，另外，机械CAD还有众多的绘图工具，三维立体模型。在绘图效率和绘图质量上有明显的优势。但是，机械CAD并不能完全替代机械制图，因为其本质上只是一种制图软件而已。而软件的运行主要依赖于机械制图的基础理论知识以及制作规范和标准。换句话说，两者内容上的结合就是制图的理论知识和计算机技术的结合。5.2技能掌握方面虽然当今机械制造行业使用较为广泛的是机械CAD制图，但是专业制图人员还是应该掌握机械制图的方法。以机械CAD为主，以机械制图为辅，通过机械制图巩固知识，再应用于机械CAD制图。5.3应用方面机械制图中的点、线、面等几种几何构图可以利用机械CAD快速地建立主视、俯视等视图；另外，还可以通过三维模型的着色功能将点、线、面融入到三维实体中，可方便分析不同位置的线、面投影。

结束语

总而言之，将机械制图和机械CAD有机地结合起来有着十分重大的意义，两者的结合也就是计算机制图与机械制图的结合，是传统机械制图的一次飞跃，两者相辅相成，共同促进了制图软件和理论学科的双赢发展。

参考文献：

[1]陈桂芬.计算机绘图与机械制图融入式教学的探讨与实践[J].无锡职业技术学院学报.2005(04)

[2]覃志文.机械CAD与机械制图的结合在机械制造中的应用[J].山东工业技术.2014(13)

[3]高红英,刘军旭,袁惊滔.CAD与机械制图“融合式”教学改革的探讨[J].成都工业学院学报.2015(04)

机械cad范文第3篇

关键词：CAD教学；机械制图

中图分类号：G642.4 文献标识码：A

一、CAD概况

CAD即计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD），这是一种以计算机图形学为基础，涉及工程分析、数据管理与数据交换、文档处理、以及软件设计等方面的综合性新技术，成为一种用计算机系统辅助人们对产品或工程设计进行显示、修改、输出的一种新的设计方法。自20 世纪70 年代以来， 计算机辅助设计（CAD）技术发展十分迅速， 80 年代初，它已发展成为工程设计界实用的工具，目前它在世界范围内得到了相当广泛的普及和应用。据统计，我国CAD 方面的人才在1978 年仅为5600 人，经过这几年的大力发展，目前大约有50万人。在国外，早在80 年代美国就拥有CAD 方面人才50 万人，日本就有30 万人。到现在，假如我国达到国外的水平，则CAD 人才约需100 万人。这就要求我国各类工科院校必须普及CAD 技术的基础教育，为科研和设计战线以及企业输送新一代的设计人才，为CAD技术在我国的普及应用及早奠定人才基础，所以，CAD 技术教育势在必行。随着计算机技术的日益普及，特别在机械专业教学中，《Auto CAD》这门课程也迅速普及开来，这对于机械课程的教学起到了极大的促进作用,彻底改变了传统的教学方法,教学效果明显提高,学生学习热情高涨。

二、机械CAD教学现状

众所周知，在机械专业中开设《机械CAD》课程是为了让学生将机械制图和CAD结合起来，实现从手工绘图到计算机绘图的转变。当前,机械制图与《机械 CAD》是两门独立的课程。在以往的教学实践中,我们往往仅以CAD绘图能力作为重点目标进行培养,仅仅把CAD作为一种手段、一种技能在讲授，忽视了学生的识图能力和空间想象能力培养，这种教学状况是有失偏颇的。因此，在CAD教学中，我们仍然要转变观念，树立正确的教学目标，探索新的教学模式和教学方法，将CAD 融入课堂教学，提高学生的空间思维能力，从而掌握扎实的制图理论和熟练的计算机绘图技巧。

三、机械CAD的教学目标

我们知道，机械制图课程就是研究绘制和阅读机械图样的原理和方法的一门专业基础课，它的目的和任务是：学习正投影的基本理论，掌握阅读和绘制机械图样的基本知识,基本方法和技能，培养空间想象能力。目前，我校使用的《Auto CAD2008》是美国AutoDesk公司推出的计算机辅助设计软件的最新版本,它以其强大的二维绘图功能、增强的三维建模功能、直观的使用方法、稳定的性能和便利的交互式操作风格赢得了广大用户的喜爱，是当今科技工作者用得最多的CAD软件之一。它主要研究的是如何利用各种指令绘制各种图样，从而实现计算机辅助作图的目的。当然, Auto CAD里的绘图工具比手工绘图工具丰富多了，许多手工不能绘制的图形，计算机能绘制出来。比如CAD三维模型，它取代了手工制图方法，但并没有取代制图理论和制图的一些标准规范。相反，它是在机械制图理论标准下开发出来的绘图软件，并极大丰富了制图理论，而且还增加了CAD制图标准。

因此，对工科机械类学生来讲，CAD课程当然首先是要培养学生运用Auto CAD进行机械制图的能力。我们将Auto CAD可以看作是一种绘图工具：显示器可以看作是图板和图纸，鼠标和键盘可看作是铅笔、直尺和圆规，但这是不够的。如何通过CAD课程学习，提高识图能力和空间想象能力，培养良好的思维习惯和工作习惯更应该是我们关注的教学目标。

四、机械CAD教学思考

分析和了解CAD这门课程在机械专业中的地位和作用之后，我们结合学生的实际情况和培养目标,制定合理的教学内容和计划，采用科学的教学手段和方法，让学生将CAD这门技术有机运用于机械制图中。

（一）机械CAD的教学要注重机械制图和CAD技术的结合

机械制图是机械类专业的一门传统课程，为了更好利用计算机系统，组织实施好整个教学过程，许多有经验的教师都认为必须将机械制图和CAD两者内容相互渗透，紧密结合。在机械制图中利用 CAD 进行观察――想象――分析，使学生具有表达机械部件和零件结构形状，识读和分析各种图样（核心是零件图和装配图）的能力。如在零部件的表达方法中使用 CAD，可以进一步提高学生的读图能力；又如剖视图是表达复杂机件的一种方法，学生很难想出实体形，因此利用 AutoCAD 三维建模，观察零件，用剖切平面把零件模型剖开，观察内部的结构形状，从而可以比较和选用不同的剖视方法，画出不同的剖视图，避免了学生学完剖视后各种剖视方法不能灵活使用的弊端，提高了学生分析问题和解决问题的能力。同样，在CAD教学中运用机械制图的识图、绘图和空间想象方法，又可以促进CAD教学。如在采用 CAD 绘制二维图的练习过程中，学生不可避免地会发生由于读不懂图而造成的绘图困难，教师可先利用形体分析法和线面分析法进行形体分析，而后展示三维模型。如此的反复训练，学生的空间想象能力和形体分析能力得到大幅提升。

（二）机械CAD 教学手段要多样化

CAD 教学手段和方法是保证教学质量的一个十分重要的因素。CAD 教学不同于一般理论课的教学，它具有较强的实践性，教师如果按照常规的方式教学，很难收到良好的教学效果。特别是计算机绘图等一类技能性培养的课程，如果不结合软件设计的自身特点进行教学，难免会使师生双方对教学内容感到枯燥和乏味，直接影响到最终的教学效果。因此，改革传统的教学方式是提高CAD 教学水平的有效手段。

总结教学实践，要特别强调如下教学方法：

第一，理论与实际相结合的方法。要以学生为主体，注重实际的操作能力的培养，在理论与操作讲述中要结合实际的例子，使学生可以在较短的时间内“即学即用，即查即用”。

第二， 由浅入深的方法。这种方法是将每项任务都以简单的操作步骤和图例方式讲述，学生可以“照葫芦画瓢”做好手中的事情，当学生具备了基本理论和基本操作能力之后，再进行较复杂的训练。例如，三维作图是Auto CAD中重要且相对较难的一部分，它要求一方面培养学生的空间想象力，另一方面也要学生熟练地使用用户坐标系和三维绘图命令。因此，采取由浅入深的教学方法，以简单的三维形体为教学切入点，在三维空间中直接去认识和感知空间几何元素，直观、形象，易于学生接纳。在起始教学中可画一些立体图供学生观看，并让学生模拟着画一些简单的比较接近正等测的草图。通过示范，学生能很快画出棱柱、圆柱、 圆锥等基本几体的轴测图。通过练习，学生对各种基本体的轮廓有了了解，初步树立了空间概念。然后再画一些组合体，将各种基本形体合理运用，真正行之有效地提高和发展学生的空间想象力和创造力，促进课程教学核心目标的实现。

第三，全程辅导方法。在短课时内，要把软件的所有内容一一讲透是十分困难的，因此，要在任何时候为学生提供学习建议和在线帮助。 在改进教学方式的同时，尽量采用多媒体和电脑形象化教学，多演示，多互动，这样可以更加充分地引导学生思维，激发学生的学习热情，使教学内容更为直观生动。

（三） 机械CAD 教学要加强实践环节

上机实践是学生学习CAD 技能的重要环节。CAD 教学如果让学生只学不练，那只能是纸上谈兵，很难培养学生的实际工作能力。因此，CAD 课程的课时安排中应充分考虑上机的实践环节，保证学生有一定的时间去实践所学的内容，使课堂上学过的东西得以充分地吸收，从而达到学以致用的目的。

五、机械制图和CAD课程相互关系的探讨

机械制图是机械类专业的一门传统课程，CAD这门课程相对较年轻，为了更好的利用计算机系统，组织实施好整个教学过程，可以将机械制图和CAD 两门课程有关内容结合起来，运用于机械制图和CAD的相关教学环节，使两门课程的教学互相促进。如：机械制图中的“图样画法”中插入“画剖视图的有关命令”；“零件图”中插入“使用AUTO CAD 进行尺寸标注”；“标准件、常用件”中插入“图块”等等。这样一来，既保证了该课程体系的相对完整性，又突出了计算机绘图的优点，并调整了一些重复或不必要的内容。又如：将建立三维实体造型作为一种教学的辅助手段，尝试让学生用三维实体造型的方法自制实体模型，为分析形体、想象形体、培养空间思维能力开辟一条新途径。实践证明，将《机械制图》与《AutoCAD》两门课程有机结合的教学改革，能很好地激发学生的学习兴趣，有效地提高学习效率。教学中两门课程相互贯通，使传统的机械制图课程显示出极大的活力。当然，两门课程的有机结合需要认真研究，目前合二为一时机尚不成熟，但整合的趋势是明确的。

参考文献

机械cad范文第4篇

1.1对于CAD不同的人有不同方面的理解，很多人认为CAD就是在工程设计中使用计算机进行计算和分析得到最终结果，另外部分人认为是通过计算机的控制绘制图纸，这些认识对CAD的具体功能来说都是片面的，CAD的使用具有很多方面的发展，需要我们不断的研究和完善，从而提高CAD在机械设计中的应用和工作效率。

1.2CAD系统是指依赖于CAD技术设计起来的，CAD系统是CAD技术的集中表现。一般的CAD系统包括计算机、设备等系统软件构成的基础，以及含有分析软件和数据库等支撑层和应用层。CAD系统可以实现对于计算分功能，完成和完善产品设计规划，进行二维图像交互以及三维几何造型的图像处理功能，同时还可以警醒数据的管理和数据的交换，文档制编辑等一系列功能。

1.3随着科学技术的发展，在CAD的技术应用程序中,计算机的加入使得软件应用有了大跨越的发展，与传统的设计方式不同，CAD在设计方案进行时更为高效、迅速和准确，并且能够更好的进行产品的优化和完善，对于产品质量的提高具有很大的推动作用，并且计算机在CAD的应用中起着相当重要的作用，计算机的应用形式化了整个CAD的设计过程，虽然CAD的基本应用核心是软件技术，但是计算机的应用使得CAD技术能够实现图形的绘制、机械的制图以及数据的替换等，另外CAD还需要的另一个组成部分是支撑软件，例如计算机的操作系统、程序设计语言、图形系统等都是CAD的支撑软件部分。

2CAD的优势

2.1CAD的使用使得机械设计的过程更为简便和高质，通过CAD的应用,机械设计产品与传统设计方式相比质量明显上升，于是CAD、CIMS技术广泛应用到各个行业当中，不仅如此，三维CAD技术的应用能够根据产品的具体特点而进行优化和完善，并且可以进行虚拟的技术设计，表现方式更为直观和形象，这种方式对于机械设计来说能够大幅提升设计质量，所以CAD设计的优势就明显的体现出来，大型公司中加工产品不断完善，充分科学的利用CAD等技术软件，使得设计效果更好质量更高，大幅提高了设计水平。

2.2传统的设计方式工作量大，一旦某个步骤出现问题会导致整个设计都要进行检查和更改，CAD设计改善了这个问题，CAD设计软件的应用极大的缩短了机械设计中的时间消耗，对于机械设计的效率大幅提升，尤其在三维设计工作中，CAD的应用能够根据参数自我调整，从而大大降低工作人员的工作量，大幅度的提高工作效率，降低工程成本。

2.3另外CAD的应用使得装配零件更为便利，在配置零件过程中直接使用CAD软件中的资源进行查找，另外零件之间的装配信息也能直接查询，并且系统具有一定的自检能力，当装配出现不合理的情况下系统会发出提示，避免后续工程的影响，另外系统有一些具有隐藏功能的零件，想要看清内部结构的运转时可以采取隐藏部分零件，从而清晰的进行检查，并且CAD具有系统演示的功能，在零件完成之后可以在投入使用之前进行机械运转的动态演示，根据演示效果进行评估和检查，在演示过程中系统也会进行检测，在出现问题之后就会报错，从而可以直接在设计上修改，避免投入生产之后的成本浪费。

3CAD的应用

3.1其中CAD建模方式主要体现在装配图和零件的实体建模表面模型、线框模型以及实体模型。对于简单的零件，CAD技术的应用可以进行分割处理，通过分割之后变成一些基本模型，这些基本模型的三维组合通过布尔运算公式的计算最终实现清晰的三维实体模型。

3.2对零部件进行设计、检查。针对于三维CAD系统,针对于相邻的零件位置、形状可以设计出新的零件。在这个条件下,它还能确保新零件的饱和度。使用三维动画技术可以将全过程的构造展示出来。

3.3提高机械产品的技术水平和质量依据三维CAD技术,虚拟设计出现的问题也可以轻而易举的解决。此外,我们可以利用信息技术和机械产品彼此融合的典型特点,加上三维CAD技术来合理的计划生产以及相关的工作,为机械产品提供全新的平台。

3.4随着计算机技术的快速发展,CAD技术也有了长足的进步，系统的智能化很大的推动了计算机技术的应用，三维CAD技术逐渐应用到设计当中，并且不断的向着集成化、系统化和智能化发展，计算机作为CAD系统的基础，计算机辅助设计以及交换格式等的规范化促进了CAD在机械设计中的进步，其中有数据模型设计中的常用软件系统STEP体统，CAD技术本身也在不断的发展和提高标准，在设计工程中通过计算机和CAD技术的共同完善逐渐实现了三维CAD的设计系统，并且该系统也在不断的完善和发展，在三维设计的集成化应用时会同时应用到计算机的数据库一级硬件、图像处理等软件，并且异地设计三维等概念也会不断的发展和运用，智能化CAD的设计将会更实际的应用到机械设计当中。

4结语

计算机技术和CAD系统的不断发展完善了传统的机械设计方式，CAD技术使得计算机应用到机械设计的工程中，我国的CAD技术发展迅速，但同时也存在很多的不足，我们需要不断总结经验吸取先进理念，更好的促进CAD技术在机械设计上的应用和发展。

机械cad范文第5篇

摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。

关键词：机械设计；CAD技术

1CAD技术的发展

CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。

产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。

以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。

2三维CAD技术在机械设计中的优点

通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:

2.1零件设计更加方便

使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。

2.2装配零件更加直观

在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。

2.3缩短了机械设计周期

采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。

2.4提高机械产品的技术含量和质量

由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。

3CAD技术在机械设计中的应用

3.1零件与装配图的实体生成

3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。

对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。

3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。

3.2模具CAD/CAM的集成制造

随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。

一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。

3.3机械CAE软件的应用

机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。

4CAD前沿技术与发展趋势

4.1图形交互技术

CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。

4.2智能CAD技术

CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。

4.3虚拟现实技术

虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。

参考文献

[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.

[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.

[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.

[4]葛海霞,刘村.AutoCAD2004/2005辅助设计[M].上海:上海科学普及出版社,2004.

机械cad范文第6篇

1CAD技术的基本概述

CAD是一款非常受欢迎的绘图软件，被广泛地应用于各个行业领域当中去，深受各个行业的喜爱。CAD技术的广泛应用，不仅大幅度的提高了各个行业的工作效率，而且还很大程度上提高了设计的质量。目前，CAD应用最为广泛的领域是机械设计。CAD在被各行各业领域应用的同时，既促进了CAD自身功能的不断完善又提高了相关设计人员的专业设计水平。由于CAD可以进行编制作用，故CAD拥有较高的自动化程度，从而既可以很大程度缩减人们在设计时所耗费的大量时间又可以操作具有简便性。

2优点

2.1CAD使机械设计更加精准，更有可靠性

三维机械设计既可以赋予颜色、体积、重心等多种信息给设计对象，还可以针对对象的几何特征进行描述，从而达到对所要设计的对象的几何特征和物理模拟更加准确、更加全面可靠，进而能够充分表达设计者头脑中的想象的实体。

2.2用CAD进行装配零件的过程中可以更加便于观察和检测

在生产一个产品之前需要先把各个零件装配起来。而当我们在利用CAD进行零件装配的过程中，我们可以直接利用CAD的资源查找器，CAD的资源查找器可以很快给予显示，从而可以很大程度节省我们的时间和精力。若在利用CAD进行零件装配的过程中发现有不当之处，CAD的资源查找器就会立刻进行检查，发现问题后立即对每个零件进行适当的调整，从而保证设计的合理性。同时我们在机械设计中可以利用CAD进行运动仿真，从而使我们能够看到机器运动的全过程。CAD除了能够观察之外，还可以对产品进行相关的检测，从而降低机械设计过程中因忽略某些因素而导致设计失败的几率。

2.3CAD可以使机械设计师

在设计过程中节省更多的时间，从而将更多的精力和时间放到产品设计当中当我们在进行机械产品设计的过程中，我们可以利用CAD三维设计中的布尔运算等功能对我们头脑中所想象机械产品的外形轮廓进行设计，从而使我们在设计过程中节省更多的时间，让我们将更多的精力和时间放到产品设计当中。除此之外，三维CAD系统具备高度转型的设计能力，可以通过快速重构的形式来获得一种新型的机械产品。[2]2.4符合人的设计过程的思维方式CAD三维实体模型能够直接建立反映产品真实几何形状。机械设计师在设计时可以将更多的时间和精力去构想头脑中所要设计的机械产品的空间结构以及尺寸要素等。同时通过CAD三维实体模型，可以将头脑中的实体的立体图在CAD的三维空间里可以直接观察，从而可以和他人进行交流探讨，相互学习。

3缺点

（1）CAD基本是用来出工程图标注之类的，进行三维建模，使得设计不是特别直观。（2）CAD其本身不适合作三维建模，因为用它作的三维图（立体图）形，不能进行修改其形位尺寸，如要修改它得重头来过。（3）CAD智能化不高，比如CAD画了一条线不能修改长度了，修改其形位尺寸完全是静态的，不能建立系列零件的零件表及配置，不能使相似零件可得多种尺寸的零件，如法兰、轴承等，画出一个不能得到系列性的法兰、轴承等。（4）不能进行应力分析、运动模拟……软件自身的功能不仅被其他智能化软件所包含，而且还被超越如solidworks包含了CAD的功能，因为solidworks内含工程图功能，可以代替CAD。solidworks还可以做钣金，3D建模，有限元分析等一些工业设计的技术功能。

4结束语

在当代，计算机电子科学技术得到了巨大的发展，各种机械产品正逐步向智能化迈进，AutoCAD广泛应用于工程图样的绘制以及机械设计领域当中。利用CAD可以绘制各种建筑专业的施工图，在我国当代的发展起到了重要的推动作用。虽然我国各个领域都在不同程度上采用了CAD技术，但与发达国家还有一定的差距，先进的技术是发展生力的强大动力，我们应该与时俱进，加大对CAD技术的学习应用和发展。

作者:李孟克 党建国 孙旺 范浩东 单位:中北大学

参考文献

[1]廖奇.CAD技术在现代机械设计中应用分析[J].军民两用技术与产品，2016（20）.

机械cad范文第7篇

关键词 机械工业；CAD技术；机械制图

中图分类号TH126 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）78-0053-02

教育改革是我们津津乐道的话题，当前整个中国都处在教育改革的变革期，高等教育也不例外。机械制图作为机械专业学生应该具备的专业和职业素养，其课程改革对于提高我国制造业的从业人员水平和机械类学生在参与社会竞争的核心竞争力意义深远。本文基于现代CAD技术的发展状况，窥探这些变化对机械制图课程教学的影响。

1 CAD技术的发展概况

利用投影法表达我们的设计意愿从而形成图纸应用于工业生产已经有200多年的历史。20世纪50年代以来，计算机辅助设计技术的发展以及在图像显示领域的快速发展，推动计算机逐渐取代人工制图成为绘制工程图纸的主要工具。最初CAD的使用只是用计算机模拟手工绘制，当前CAD技术进展到了可以在计算机硬件平台上在其软件支撑下建立完整的三维几何模型的阶段。准确的定义CAD技术是以计算机作为主要的操作工具，以其软件支撑位平台来生成和运用各种数字信息与图形信息以进行产品的设计和制造。而我们培养的机械人才储备在今后的生涯中大都从事机械设计和制造类的工作，无论是从提高我们学生的竞争力还是就整个机械行业而言， CAD技术不可避免的对机械制图课程产生了重大的冲击和影响，同时也对机械制图的教学工作产生了机遇和挑战。目前通用的CAD软件主要是美国Autodesk软件公司成产的AutoCAD。基本上高等院校都开设了这种软件的教学工作，但是其实际效果就不甚理想。这个值得我们思考？

很多人都认为处于变革期的我们需要选择一种温和的教育改革方式。而机械制图教学改革，需要的只是从原来的教学学时中抽出一部分时间来进行计算机制图的教学，或者是在书中抽一部分版面注明各个章节图形的计算机绘图绘制方法。笔者却以为这种改革不是我们所需要的，也不能满足时代的要求，我们需要的是一种全新的视角。目前，无论是设计工厂还是研究院所对CAD软件的使用大都停留在二维绘图的水平，这种水平的利用只是采用计算机这个媒介代替手工绘图，基本上对CAD技术的理解也就限于制图。其实这是对CAD技术的一种误解，这对我们的教学有相当的阻碍，以至于很多机械专业的学生对CAD的认识存在误区。当然这个误区是我们在实际使用时的局限性形成的思维定势。同样，在20世纪70年代和20世纪0年，这种方法确实为我们的生产效率和生产效益带来了积极地效果，对我们的生产积极性也起到了提高的效果。所以这种CAD的低端应用被广泛的接受和认可也是有一定的道理的。但是面对21世纪，这种简单的转化显然是不足以满足要求的。

那么现代CAD技术的应用应该达到的效果是什么呢？其实我们现代CAD技术的主要目的和任务就是三维建模。在一个有严格数字定义的条件下，比如一个严格界定的线条。一个严格定义的平面，基于此我们设计出我们的数字三维实体。这个三维实体是可以实时修正的，我们可以修改其中的数字条件和约束条件，从而得到我们所预想的结果，满足不同客户对不同产品的设计要求。可能首先的三位数字建模对我们存在认知和操作上的挑战，但是这个设计的结果能带我们的效率是纯粹的计算机取代手工无法达到的效率。这是CAD技术的趋势，也是我们制图人员必须要顺应的潮流。结果是我们就可以基于此进行满足各行各业所需要的产品的设计、开发、制造和分析。我们可以很灵活的修改参数和约束，不需要每一个产品都重复以前的设计过程，大大的提高我们的设计效率，缩短每一次的设计周期。

我们可以实时的根据客户的需要和满意度来调整我们产品的三维构型，直到客户满意为止。这样的设计过程应该是最理想的设计过程，我们充分的应用了软件的平台，节约了我们的精力却取得了相当的效果，可以说是事半功倍。

2 大多高等学校机械制图的教学方法

现代机器的生产过程实质就是许多零件的装配过程，而零件的生产和制造都是基于设计图纸。可以说，设计图纸既是用户意愿和要求的表达，也是行业内交流和沟通的通用语言。因而设计图纸是一个工厂或者设计部门的重要技术资料，甚至是一个机构赖以生存的基础所在，所以设计图纸被形象的比喻为“工程界的语言”。比如现在我们需要生产一个产品，首先我们需要根据用户的使用要求来设计产品的总装图和所有涉及到的零件图，然后根据加工条件选择适当的工艺方法，有时基于有限的加工条件和环境还要对图纸进行适当的修改，然后是机械加工阶段制造出所有需要的零件，再按总装图装配完成。这就是传统的机械加工方法。因此机械制图课程成为高等院校机械专业的教学内容。这是一门必修的专业基础课，使我们绘制图纸和阅读图纸的基本功。其主要内容是基于投影法和“机械制图”国家标准研究机械图纸的绘制和阅读。现在几乎所有开设有机械专业的高等院校都教授《画法几何与机械制图》，课程由画法几何和机械制图两部分组成。画法几何主要内容是图示法和图解法，所谓图解法就是研究在二维平面上表达三维空间形体的方法；所谓图解法就是研究在平面上利用图形来解决空间几何问题的方法。而机械制图旨在加强学生的造型和绘图的能力；加强学生的组合体构型设计能力；加强学生的零件构型设计和装配体构型设计能力；加强学生的徒手绘图能力。在教授这门课程时，大多数高等院校侧重与画法几何的教学，在机械制图上安排的时间不足，导致学生在学习后面部分时学习积极性不足，学习效率低下。

3 CAD技术对机械制图教育改革提出的要求

从应对高速发展的CAD技术和参与激烈的就业竞争的角度出发，传统的机械制图教学难以满足21世纪对人才素质和水品的要求，无疑改革是我们的出路和通途。我们需要更新教育思想，改革教学内容，结合机械设计过程和产品开发流程综合安排，比如采用多媒体教学或者探索改变机械制图的教授方法，更快更好的达到我们的教学目标。具体来讲，应该转化教学重点。在教学工作中强调机械制图的重要性，寻找画法几何与机械制图平衡点，加强学生对形体的抽象思维能力。特别是学生的构思能力，这将之间影响学生未来工作的制图能力，同时这也是当今世界计算机辅助设计技术迅速发展对机械制图教学和机械行业提出的时代要求。当前在机械生产和开发设计的过程中，CAD技术在整个过程中处于的主导地位，所以机械制图的课程改革需要也必须顺应这个时代和技术的洪流，这样我们的教学才是有价值的，才是有意义的，也只有这样我们才能造就这个行业未来的领军力量。

CAD技术是当前世界上科技领域的前沿课题，是21世纪机械工业的核心技术基础，是每一个机械行业人应该有的基本素养。为了适应市场的变化和日趋激烈的就业竞争，作为高校的机械制图教学，应该密切的关注CAD技术的国际发展趋势和潮流，积极地引导学生靠近潮流，顺应潮流，同时我们需要不断地拓展和丰富我们的实践教学，提高学生的竞争力，使学生能适应时代和世纪的挑战。

参考文献

[1]何方文.计算机辅助设计AutoCAD教程[M].广州：华南理工大学出版社，l998.

[2]董国耀，李莉.关于图学教育改革与发展[D].面向21世纪的图学教育——第十二届全国图学教育研讨会暨第三届制图CAI课件演示交流会论文集，2000.

机械cad范文第8篇

关键词：CAD /ICAD 变形设计 三维CAD 机械设计

引言

随着工业技术的发展和激烈的市场竞争，产品更新换代越来越快，产品的设计周期越来越短，现代CAD技术也在沿着信息集成――过程集成――企业集成的道路发展。传统的CAD技术以计算为基础，处理符号推理（方案设计、评价、决策、结构设计等）工作很困难，在机械设计工作中符号推理有着举足轻重的地位，因此必须引入人工智能方法，采用专家系统技术，发展智能CAD（Intelligent CAD， ICAD）技术，以适应创造性设计的要求。ICAD是一种由多个智能体（或称专家系统）与多种CAD功能模块有机集成的支持产品设计的复杂系统。

基于以上认识，结合近年我校机械设计课程体系、课程内容以及立体化教学模式的改革和重点课程建设，在近两届学生机械设计课程设计和毕业设计实践中，笔者主要从机械设计课程设计的设计方法和手段的改进等方面进行了大胆的改革与实践，逐步实施了从手工绘图到二维AutoCAD的应用最终到变形CAD/ICAD（三维CAD）的过渡，在学生中起到了积极的作用，在提高学生的设计能力和综合素质方面收到了较好的效果。

在机械设计中引入ICAD技术，可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题，缩短产品开发周期，具有巨大的经济效益和应用前景。下面分析目前支持概念设计与变型设计的CAD理论、方法和存在问题及三维CAD/ICAD关键技术。

1 产品概念设计及关键技术

概念设计是从产品开发需求到功能原理解的映射过程。为完成从需求到概念产品解的设计过程，产品概念设计要通过需求分析(RA)――需求形式化（RF）――辨别、抽象问题（IP）――过程分解（PD）――功能分解（FD）――子功能分解（SFD）――功能元分解（FED）――原理解答搜索（SS）――原理解答组合（SC）――方案评价（PE）等一系列推理步骤，得到概念产品方案（CP）。

计算机对概念设计阶段进行支持，主要包括以下几项关键技术：

1.1产品信息建模和功能推理技术

现有的CAD信息建模技术中，几何信息占有统治地位。随着信息建模技术的发展，这种现象在逐渐发生变化。在支持概念设计的建模技术中，功能信息应代替几何信息占主导地位。因为几何信息的构筑对象是零件，信息只能隶属于零件，而功能往往表示两个以上零件相互作用的结果。为了与后续设计过程相兼容，几何信息在概念设计阶段的产品信息建模中也必不可少。

在概念设计阶段的集成产品信息模型综合了功能、几何和设计意图建模技术。其结构体系如图1。

为方便设计修改和变形设计，在概念设计阶段产品信息建模中还要考虑到设计意图建模。设计意图记录了设计人员的思维过程，包括功能到功能的分解、功能到结构的转化和结构约束求解过程，描述了满足设计需求的几何形状和技术参数是如何产生和确定的。

1.2设计全过程的集成

设计是一个渐进和反复的过程，对于支持设计全过程的CAD系统应具有以下特征：

①要支持Top-down设计方式，就必须以概念设计得到的草图为基础进行后续设计。在后续设计中，前一步设计方案将成为约束来控制后续设计的进行。

②设计意图在一定程度上反映了设计对象的整个历史过程，因此设计意图信息在设计过程中的继承使设计人员随时针对某个零件或结构调整其设计意图，从而方便修改和再设计。

③要支持Top-down设计方式，面向装配的建模技术是必需的，为支持从概念设计到详细设计的全过程，不同设计过程的几何建模技术应互相兼容。

2 支持变形设计的CAD理论和方法

变形设计是关于设计方法和过程的一种分类定义，是指提取已存在的设计和设计计划、作特定的修改以产生一个和原设计相似的新产品。Pahl和Beitz最早将设计分为初次设计(original desugn)、适应设计(adaptive design)和变型设计(variant design)，并指出在实际的设计工作中大约70%属于适应性设计和变型设计。变型设计如此重要，要求CAD系统能够支持这种设计方法，但目前CAD系统对这种设计方法的支持程度还十分有限，因而有关变型设计的理论和方法成为CAD技术研究的一个重点。目前支持变型设计的理论和方法主要有：

2.1基于装配模型的变型设计理论

目前的CAD系统建立产品几何模型是从零件建模开始的，这种方法难以表达产品的功能信息、装配信息和设计意图。装配建模旨在建立完整的描述产品装配信息的数据模型，不仅表达零件几何信息，还可以通过零件之间的装配关系反映产品的功能要求和设计者的设计意图。常用的描述零件之间装配关系的数据模型有两种：关系模型和层次模型。装配模型比较符合人们的自然设计过程，是一种良好的变型设计方法。近年来国内外对装配模型及建模方法进行了深入的研究，但目前还未形成完整的理论体系和实用的建模手段。

2.2 模块化变型设计

模块化设计是以功能分析为基础，通过功能相同而用途不同的各模块组合实现各种基型产品和变型产品。模块化设计可以使产品设计制造周期大大缩短，使产品具有更大的灵活性和适应性，使产品具有很强的市场竞争力。

模块化设计是建立在模块的定义和组织管理基础上的，对特定的产品模块的划分、模块与模块之间的装配关系是预先确定的，不能随意改变，因而限定了其使用范围。

2.3 基于特征的变型设计理论

特征设计是面向产品设计和制造的全过程，以几何模型为基础并包括零件设计、生产过程所需的各种信息的一种产品模型方案。它允许设计者通过组合常见形体（如槽、筋、凸台、键槽等）来完成产品的设计，而不是抽象的点、线、面。系统提供用不同属性值实例化特征的能力，一般常用的形状特征由系统特征库提供，许多系统还可由用户自定义特征扩展特征库。

特征技术的发展给产品变型设计提供了一种手段，用户通过对一系列特征的实例化和特征自动维护达到产品变型设计的目的。特征技术存在的问题：①用户设计使必须采用系统预定义的特征设计产品，使概念设计、技术设计完全受加工方法的限制；②特征设计用于变型设计时，一般和参数化相结合，但特征间的交互作用对特征的影响和设计过程特征有效性的维护，是这种方法的致命缺陷。

2.4基于参数设计和变量设计的变型设计

参数设计一般是指设计对象的结构形状比较定型，可用一组参数来约定尺寸关系。生产中常用的系列化、标准化设计就是属于这种类型。变量设计是设计对象的修改需要更大的自由度，通过求解一组约束方程来确定产品的尺寸和形状。

参数设计和变量设计适用于产品的初始设计和定型设计，使产品设计图纸可随某些结构尺寸的修改和环境变化而自动修改。在变量设计中需着重考虑的是约束满足（Constraint Satisfaction Problem， CPS），设计一个高效的约束求解器是变量设计的难点。

2.5基于实例推理技术的变型设计理论

国内外基于实例推理技术（Case-based reasoning， CBR）研究分为两类：一类是设计支持系统，该系统是一个浏览器，提供给用户众多实例，按新的设计要求自动选取一些实例供用户选择，实例修改由用户和系统交互完成。另一类是自动设计系统，希望找到自动修改实例的方法。

以上变型设计理论和方法均不同程度地解决了变型设计中一些重要问题，达到了一定的要求。有待进一步解决的问题：研究能够表达设计意图、支持产品设计全过程的产品数据管理技术；提供对已有产品资源的有效组织和管理手段和多层次的变形方法，充分利用企业现有资源；研究有效的支持变型设计的人机协作环境。

3 机械设计实践的现状和存在的问题

目前，CAD技术主要以二维绘图软件AutoCAD为代表，在机械设计实践中只是教会学生操作和绘制简单的零件图，而用AutoCAD绘制装配图以及进行有关的工程分析是非常不便且很难实现的。为此，为了能够方便地绘制装配图，在机械设计实践教学和毕业设计中逐步地采用了ICAD、开设CAD等二维绘图软件作为绘图工具，辅助完成零部件设计。图2所示为用AutoCAD绘制的齿轮轴的二维装配图。随着技术的发展，CAD技术正从二维CAD向三维ICAD过渡，有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维ICAD转换，并取得了巨大的经济效益和社会效益。企业需要掌握三维CAD/ICAD技术的专业人才，掌握三维CAD/ICAD技术已成为工科院校毕业生最基本的要求。因此，在机械设计实践教学中采用三维CAD/ICAD技术，已成为我们现在机械设计实践教学改革的重要内容和亟待解决的问题。

4 三维CAD/ICAD关键技术

三维ICAD造型技术也称建模技术，它是CAD技术的核心。三维ICAD以三维造型设计为基础，只要形成了三维模型，各种二维视图唾手可得。三维CAD/ICAD技术在产品的三维造型、虚拟状配、工程图生成、动态干涉检验、机构运动分析和动态仿真、有限元分析等方面带来了革命性得突破，提高了设计效率和设计质量。三维设计的真正意义不仅仅在于设计模型本身，而是设计出模型的后处理工作。它的基本思路如图所3所示。

三维CAD/ICAD技术主要包括以下内容：三维造型/三维设计、计算机辅助工程分析、机构运动分析/仿真、装配干涉检验、三维转二维、图样档案管理等。利用这种全过程的三维CAD/ICAD系统完成设计以后，不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求，而且使各方面的指标（强度、刚度、重量和成本等）都达到最佳状态，这是计算机辅助设计和辅助工程分析的根本目的。

结论

CAD系统必须支持产品的设计全过程，解决概念设计模型和结构设计模型兼容性和互补性，为大量存在的变型设计提供支持。在机械设计中引入ICAD技术，不仅要支持三维设计信息模型，还应研究支持二维设计的全过程产品设计模型，对企业已有的产品信息进行改造和重建，提高信息资源的利用率。

基于参数化设计和装配模型的智能设计框架为解决ICAD技术中的问题提供了一种有效途径，使产品数据管理和设计过程紧密结合起来，提高了ICAD系统对概念设计和变型设计的支持能力。

参考文献:

[1]赵艳霞，李军，卢正明编.Auto CAD 2004中文版.高等教育出版社.

机械cad范文第9篇

关键词：CAD；机械制图；结合

中图分类号：TH126文献标识码： A

引言

随着计算机辅助设计与制造的飞速发展，CAD专业制图软件在机械设计领域得到了广泛的应用。在机械工程当中，人们为了提高机械制图的准确性，人们就将CAD技术和机械制图有机的结合在一起，从而使得学生的专业能力得到进一步的提升。本文对机械CAD和机械制图结合的相关内容进行介绍。

一、CAD技术在机械制图中重要地位

首先，伴随着计算机技术的发展，CAD技术在机械制图中的应用也迅速推广开来，比如图形图像的处理、现代化机械工程的设计，现代化企业当中，CAD的基础知识和三维立体建模的基本技术在我们应用于计算机进行数控机床及机电一体化建模更是广泛需求。其次，CAD技术是现代制图的重要工具，它缩短了设计的周期，提高了工作效率，以一种逼真的、形象化的方式展现未来新产品。极大地开发设计者的思维，预先得知新产品的认可程度，提升新产品的成功率有非常重要的作用。最后，CAD技术是以机械制图知识为基础，学生在机械制图过程中掌握识图和制图的能力，帮助学生掌握三维图形设计和手绘图能力，树立创造性思维之后，采用计算机这个现代化工具，进行图纸设计，实现了基本理论和基本技能与现代化工具和手段的完美结合。

二、机械制图与机械CAD的关系

在机械工程发展的过程中，机械制图在其中有着十分中的作用的，它不仅是一门基础性的课程，还有利于学生能力的培养，从而使得学生的空间想象能力、分析能力得到进一步的提升。然而在传统的机械设计的过程中，人们都是依靠自己的空间思维能力，在自己的大脑中建立一个三维模型，从而通过相关的技术方法将其实体化，在对按照相关的要求，来对其进行相应的改进和完善。不过，这种传统的机械设计方法在实际应用的过程中，不仅对设计人员的专业能力有着较高的要求，而且还存在着一定的局限性，从而使得机械设计的效果受到了严重的影响。

而机械CAD技术的出现，则是在CAD技术的基础上，通过计算机制图软件，来对机械制图进行相应的绘制，这样不仅是对机械制图的一次革新，还有利于机械工程的发展，从而使得机械设计活动的相关内容逐渐向着信息化、自动化的方向发展。因此在机械制图工作当中，将机械CAD技术与之有机的结合在一起，不仅使得设计人员的综合能力得到进一步的提升，还提高了机械制图的工作效率。

三、机械制图与机械CAD的有机结合分析

CAD绘图技术的应用丰富了机械制图的教学内容，简化了机械制图的教学课程，改变了机械制图的教学方式，是制图教学的一场革命。具体的结合形式如下。

1、机械制图的内容与机械CAD结合

机械制图研究的是阅读与绘制机械图样的方法、原理，其课程目的在于学习正投影的基本理论；掌握绘制与阅读机械图样的基本方法、技能和知识，并培养学者的空间想象、分析能力。CAD是一种计算机绘图工具:把显示器当作是图板和图纸；把鼠标和键盘当作是铅笔、圆规和直尺。当然，CAD的绘图工具要比手工绘图工具丰富许多，并且CAD在绘图效率和绘图质量上也有明显优势。比如CAD的三维模型，它虽然取代了传统的手工制图方法，但它并未取代制图的理论与制图的规范、标准，相反之下，它是依据机械制图理论与标准研发的一个计算机绘图软件，不仅丰富了制图的理论，而且还增设了CAD制图的标准。当前学校所使用的教材都会存在着陈旧老化、面面俱到、实用性不强、交叉重复等各种缺点，难以适应当下机械制图课程教学的需求，因此，应对其课程的内容进行调整与改革，以“够用、实用”为原则，将机械制图与机械CAD的相关内容进行有机结合。

2、机械制图的课程与机械CAD结合

在机械制图与CAD的教学实践过程中，应打破常规课程的专业性、系统性，强调实用性原则；减轻学生们的负担，提高课程的教学质量；以绘图为教学手段，以培养学生的看图能力以及空间想象能力为主要教学目标。过去的实践教学中，通常是以培养学生的CAD绘图能力为重点，但基本没有学生从事绘图工作，大部分学生都是在流水线上操作，只需要他们会看图即可。在教学实践中，教师将两门课程结合起来一同讲授，要互相穿行，课时比例按1：3进行，以CAD为主，机械制图为辅，先讲机械制图，后讲CAD，以机械制图为主线在整个课程中贯穿。在讲CAD时，要将机械制图国家标准贯穿始终，用以CAD带动机械制图，每节CAD课程，都要将机械制图的简要进行简单的介绍，特别是要根据机械制图的知识建立CAD三维立体图，以深刻地体会其作法。

3、教学方法与手段的融合

有效利用多媒体教学、网络教学等多种现代化教学手段，采取先演示、再分析，得出方法，最后鼓励学生动手绘图的路线。在多媒体教学过程中，首先，采用媒体效果全方位展示设计的产品，观察模型特点，这样图文并茂，可以突出教学重点；其次找出设计方法，而后老师在动态展示图纸的设计过程，帮学生理清设计思路，做到了分解教学难点，深入浅出，让学生可以更容易理解和接受。另外，构建网络教学平台，学生可以方便地获得任课教师所具有的的全部教学资源，方便课前预习，课后复习，同时通过计算机网络，学生可以了解行业对技术需求的动态、拓展专业领域知识的视野，激发自主学习的能动性。最后，老师可以采取观摩教学的方式，带学生到实习工厂参观，以实物或图样为教具，教师要带领学生多到实习工厂现场教学，以实物、图样为教具，以真正的生产线作为学生的学习平台，加深学生头脑中监理三维立体图形的概念，提高探索知识解决实际问题的热情，做到理论与实践的结合，为日后走上工作岗位打下坚实的基础。

4、CAD绘图软件在机械制图各方面的应用

Auto CAD在机械制图中的应用可从多方面来阐述：装配图绘制是机械制图中的一个重要方面，在制图中培养对装配体的结构关系、连接构造、零件装配等的感性认识是一项难点，Auto CAD绘图软件可进行三维实体建模，进而实现对装配体的模拟装配，模型准确展示了装配体各部分的形状结构，并能清晰的表达出各零件构造间的动力连接关系等。

剖视图是表达零件构造的常用图，当零件构造含有较多的孔槽结构时通常会使用剖视图展现零件的剖切面以展示更全面的零件构造，剖视图一般含有较多的交叉重叠线条，形体较为复杂，利用Auto CAD绘图软件可先建立零件模型，再使用绘图菜单下的剖切功能剖切出零件内部结构形状从而分析零件的实际形状。机械制图中的另一个难点内容是对组合体视图的信息读取，对组合体一般先进行线面分析法与形体分析法的线面特征分析，分析组合体的基本几何体投影与线面投影。组合体通长是由切割基本几何体与基本几何体组合构成，利用Auto CAD可进行三维实体建模，再根据其组合方式进行造型构造出基本几何体构造，通过建立坐标轴将各立体结构旋转到相应方向并调整位置，进而组合形成组合体。 CAD的应用使机械制图中的复杂形体可进行快捷的制作。

机械制图中的点、线、面几何构图可利用 CAD快捷的通过创建主视、俯视等视口直观的建立，通过三维模型的着色功能将点、线、面融入到三维实体中，可方便的分析不同位置的线、面投影。

结束语

总而言之，在机械设计当中，将机械制图和机械CAD有机的结合在一起有着十分重要的意义，计算机制图与机械制图相辅相成与有机结合促进了制图软件与理论学科的双赢发展。

参考文献

[1]宛勤凤.论《机械制图》教学[J].科技信息，2011年.

[2]刘立新，苏静．基于机械制图AutoCAD教学方法的研究与实践[J]．张家口职业技术学院学报，2010年．

机械cad范文第10篇

【关键字】机械制图、CAD、绘图能力

在机械类专业中《机械制图》是一门对阅读和绘制机械图样的原理与技术进行研究的专业基础课程，该课程的主要目的是帮助学生培养绘图和读图的能力，提升学生对于机械样图的感知能力以及空间思维能力。然而随着现代科学技术的发展，计算机在教学、生产中的广泛运用，传统机械制图教学模式受到了前所未有的冲击、挑战。在新的环境下，传统的教学理念、教学方式、教学手段急需更新以适应新时期教学发展的需求。CAD与机械制图课程的结合，是机械制图教学历史上一次重大的突破，此举不仅满足了新技术的要求，还迎合了时展对于人才培养的要求。

一、机械制图教学中CAD运用前后的对比

1.传统的机械制图教学

传统的机械制图教学课堂缺乏生机和活力，从教学内容到教学方式，无一不让人感到枯燥乏味。同时传统教学中仅仅从抽象的二维平面所给的信息来获取作图技巧和投影知识给日常教学带来了较大的难度，学生的学习进程缓慢，教师的教学进程慢、效果差，容易给学生带来疲劳感和厌恶感。有限的教学资源和图幅使得相对较为复杂的图形无法绘制，教师也难以向学生展示制图的奥妙。

另外传统制图教学中频繁的黑板粉笔画图，既浪费了资源与时间又消耗了教师的大量精力，可谓是得不偿失。并且随着教学任务的增加，教学课时显得尤为紧张，因此传统的制图教学方式显得更加难以满足教学的需求。

2.CAD运用后的机械制图教学

今天，借助于计算机的普及与辅助设计软件的飞速发展，表达方式早已不再局限于传统的纸质图纸和实物模型，计算机辅助设计软件成为了工程技术人员必须掌握的一种基本工具。作为机械制图的一种重要辅助设计软件――CAD在机械制图教学中要很大的必要性，CAD在机械制图教学中得到运用后，一方面节约了教学时间，提升了课堂的教学效率，减小了教师的教学强度；另一方面CAD的运用使得教师可以将一些三维图形的绘制过程展示给学生看，有利于培养学生的学习兴趣和空间想象能力。

3.机械制图的教学现状

在传统的教学模式下，教师都是采取在黑板上画图等较为落后的方法授课，好多图形难以形象的表达出来，也导致了学生难以理解，因此机械制图的教学现状并未取得预期的效果。所以，改变这一现状的有力武器，便是CAD在机械制图中的运用与发展。

二、在职业院校机械制图教学中CAD的必要性

1.增加了学生对于图形的感知认识

准确的理解、解读一个图形是绘图的第一步，也是最为关键的一步。而走好此步，则要求学生对于图形有较好的感知认识，这也是机械制图教学中的难处所在。此过程除了要求教师协助学生以最快的速度构建起空间概念，还要求学生实现体与面之间的相互转换。因此，对图形有较好的感知认识是尤为重要的。传统教学中依靠挂图、模型、绘制的图纸难以满足上述要求。然而运用CAD技术制作而成的多媒体课件进行课堂教学，并通过CAD软件进行绘图，极大的提高了课堂教学的效率。

2.增强了学生的绘图能力

当下无论是企业工作，还是工厂生产尺规作图的时代几乎都已结束，日常教学中也不必再要求使用丁字尺、图板、圆规、三角尺等作图工具进行习题册上的习题作图了，大作业、复杂的图形可以在计算机房进行完成，学生可以自己在上机的过程中把它完成。因此关于装配图、零件图等方面的内容，教师应当让学生进行上机操作，进行零件图的绘制，由零件图拼画装配图和装配图拆画成零件图。以使学生尽快的掌握CAD软件的应用，同时也达到该部分的教学要求。

3.激发了学生的学习兴趣

社会经济的发展对文化工作的要求越来越高，而机械制图作为抽象且复杂难学的课程之一，成为众多职校师生所头疼的问题，缺乏必需的实践经验和相对专业的理论知识，师生在教学学习的过程中都缺乏一定的激情和兴趣，所以，普遍存在着老师教学难、学生学习难，教学质量与学习效率普遍很低的现象。但是，经过调查研究发现，学生对CAD的学习兴趣空前高涨，因此结合实际，在教学过程中使用CAD，把复杂抽象虚拟的理论知识简单化、具体化，从而在一定程度上降低了学习的难度，同时又能够促进学生的学习热情与兴趣，有助于机械制图课堂效率的提高。

4.迎合了时展的趋势和实际生产的需求

科学技术的发展，给计算机的发展带来了前所未有的机遇！虚拟仿真技术、三维设计以及计算机网络集成技术等科学技术的飞速发展，极大程度上改变了传统的绘图观点，也使得机械教育与计算机的联系越来越密切，使得机械制图教育越来越符合现代化的发展，满足信息化、技术化时代的要求。因此，在职校机械制图教学过程中使用CAD教学，有利于改变传统的教学观念，利用现代化信息技术对教学内容与手段进行及时的更新与设计，改革教学方法，同时还为学生学习提供了计算机辅助设计的观念，有利于提高学生的综合素质，增加他们对现代化信息技术在机械制图中的认识与了解。

总结

以上所述是本人在当前情况与条件下对职校机械制图教学中CAD运用的必要性的理解与探讨，经过研究分析发现，借助CAD技术进行教学的开展，与传统的教学方法相比具有较大的优越性。在现代信息化时代，紧跟时代潮流才不会被社会所遗弃。因此，在未来的职校机械制图教学发展过程中，CAD的应用将越来越成为提高教学质量与学习效率的必要手段之一，成为老师和学生都欣然接受的教学方法，体现了教学发展与时展相结合的趋势，同时也体现了教学方法的先进性，是图学发展的必然需求之一。 由于水平有限，本人对这一问题的研究仅限于此，期待众专家学者们提出有关机械制图在职校教学运用必要性的更深一层次、全面深刻的探讨和见解。

参考文献

[1]姚银梅.机械制图教学中CAD运用的必要性[J]. 新课程学习（中） 2013（11）

[2]林锦榕.浅谈机械制图教学中CAD运用的必要性[J]. 福建建材 2007（08）