机械CAD 与机械制图相结合在机械制造中的应用研究

李永甲

（金昌市理工中等专业学校，甘肃 金昌 737100）

在机械制造领域，由于近年来的不断变革和创新，以往的制造方法和生产手段已经不能适应产业发展的需求，必须实事求是，深刻地理解与把握机械设备制造工艺的有关要求，确保制造阶段工序质量与技术水平，基础条件要充分。同时，从机械制造行业的可持续发展角度来看，将机械CAD 和机械制图结合起来，可以将各种技术的使用和绘制流程进行简化，在实施过程中配备专门的技术人才，提高制图的质量、效率和技术水平，从而产生更大的经济效益和社会效益。

1 机械CAD 与机械制图概念及关系

1.1 概念

机械制图，就是把设计师的创意展现出来，把机械的尺寸、结构、技术要求、原理等进行直观地展示，以及各种领域、人员都能方便地进行交流与沟通。机械制图最大的特点就是图样的多样性，在制图过程中，会涉及大量的文字、符号、数字等，需要对每部分进行细致的记录，为实现机械设计的全面性、细致性等奠定了基础，也是每位工程人员都需要具备的基本技能之一。因此，对技术人员的专业能力和技术水平都有极高的标准。

机械CAD 是以计算机技术在机械制图中的运用为前提，属于计算机软件的范畴。从功能的类型上来看，可以分为设计功能和基础功能两部分。它的独特之处在于它本身的基础功能，与常规的机械制图方式一样，在实际操作中所涉及的范围更广，需要对各种信息数据、数字标识、文字标注等进行细致的记载，从而为机械制造的发展奠定了坚实的基础。

1.2 关系

根据对机械制图与机械CAD 含义的分析，可了解到二者不同特性，有关二者关联探究，应从过去手工制图方法为突破口，会运用到图纸、尺子、签字笔、直尺等物品，比照机械CAD，则属于一种用绘图软件，可制作出“三维立体”模型，对各个线段精确测量，仅需根据其“尺寸检测”专用工具就可以，有利于多方位对机械图形进行浏览、围绕、探究，可以从细节方面解决机械图形的完整性。与此同时，机械制图方法创新，要以手工制图为核心基础，依靠新技术，并对其进行逐步完善，使二者能自然融合。

除此之外，在二者融合的条件下，机械CAD 技术无法单独存在，需与机械制图一同运用，确立机械CAD 技术应用关键和处理目标，可以对机械图型科学解决，在这个环节中具有系统化专业技术人员，确保机械制图任务圆满完成。与此同时，制图工作人员也对手工绘图内容和关键点进行整体性把握，要具有较强的逻辑思维能力、良好的制图习惯，能主动学习机械CAD 技术，只有自身基本能力极强，才能保证该项技术应用的合理化、规范化。

2 CAD 在机械制图中的应用

2.1 在画法几何中的应用

由于在常规的机械绘图中，有些点、线、面的投射看起来不是三维的，其主要原因在于它没有具有可视化和直观的特性。CAD 技术可以有效地避免此类问题，CAD可以建立主视、俯视、左视和西南轴测四个视点。利用CAD 技术，可以更直观地看到这三个点的投影，也可以利用图形的实体效应，来构建立体的三维模型。在三维的模型中，可以对三个基点进行解析，使三个基点更加直观地融合到实体中。

2.2 在读组合体视图中的应用

机械设计中的组合视图通常是由多个部件组成的，在设计人员依靠机械CAD 技术的时候，机械CAD 可以通过系统软件的三维模型来进行组装，在设计的时候，可以选择一个基础的立体结构，通过旋转纵向轴来调节所需的角度，随后进行详细位置的移动，不管设计的组合形式复杂与否，都可以根据机械CAD技术进行精确的设计。

2.3 在剖视图中的应用

为了得到零件更精确的描述，需要对零件进行横断面的处理，所以在绘制图纸时，如果出现了大量的凹槽和孔洞，通常会采用剖视图的方式来表示。横切面的创建通常是设计师根据设计的构件进行想象而形成的，因此，在截面上都有几条虚线构成。由于横截面上的线条过多，所以很难看清，而通过机械CAD 技术，可以建立不同的零件模型，然后根据零件的剖面进行切割，这样就可以直接观察零件的内部结构，并可以选择不同的切割机构进行解剖。

通过机械CAD 技术，可以进行各种零件的截面图，从而避免在剖面图中对用户的直观使用造成的影响，这样可以更好地对剖面后各部位的实际尺寸进行分析。

3 机械CAD 制图的优势

3.1 可大大提升制图工作的效率，增强制图质量

机械CAD 技术利用计算机处理、改进、计算图形和模型，减少了手工制图中大量烦琐的工作，能够有效缩短制图时间，机械CAD 可以使用各种方法创建直线、圆形、多边形、样条曲线等基本图形，同时还可以方便地绘制水平直线和垂直直线，有助于获取几何图形上特殊点的对象捕捉功能，实现面倾斜线在各个方位的跟踪等。非常容易地克服人工绘制解决不了的难题，使生产结构复杂的精密零件变得可行。

3.2 抓住设计要点，显示图样三维效果

机械CAD 可以生成3D 立体或平面的模型，使得图像更直观，更容易暴露出问题所在，方便设计师进行修改和完善。通过对模具样品的实际几何形状进行三维实体建模，可以使设计者对设计产生更为直观的认识，使设计者能够集中精力在产品上，确保产品设计的创新性，为后续的设计提供良好的依据。

3.3 高精度条件的实现，为下一步的生产打下了坚实的基础

与人工绘制精度相比，机械CAD 所得到的尺寸精度要高很多，而且机械CAD 软件还具备了自动的图形调节与比对的功能，比如，可以在组装的条件下进行新的产品零件的开发，也可以根据邻近的零件形状和位置来进行设计和修改，从而防止因个别零件的精度偏差而造成组装失败。在零件环境的查找器中，可以在完成机械零件造型设计的同时，把零件的所有指令都罗列出来，它可以清晰地看到完成零件的每一个步骤，而且还可以通过动画将零件造型的全部过程进行回放。通过资源查询程序中相应的指令，可以进行零件的更改。

4 机械CAD 与机械制图相结合的重要性

在当前的工业生产行业的机械制图中，仍存在少数传统的制图方式，如圆规、铅笔、三角尺等人工制图，其制图困难，比例不易把握，造成图形出现了较大的偏差。机械CAD 是指运用计算机以及图形设备，帮助设计工作人员实现机械制图。在机械CAD 进行机械制图的过程中，通过计算、对比、分析各种制图方案，最终得出最佳的制图方案。由于在制图过程中，所生成的海量的数据和图表可以被即时存储到计算机系统中，从而实现了对图像的迅速提取，而且在人工机械制图时，需要将草图转变为工作图，需要极大的工作量，而采用机械CAD 技术可以显著地减少手工转换的工作量，大大地增加了工作的效率。在机械制造中，制图是关键的技术环节，如果出现错误，将会对正常工程运行产生很大的不利作用。机械制图与机械CAD 技术的有机结合，可以显著地改善制图的质量和效率，对机械制造工作具有很大的推动作用。

5 机械CAD 与机械制图相结合在机械制造中应用的注意要点

5.1 建立机械CAD 与机械制图相结合为基础的机械制图标准

在机械制图中应用机械CAD 技术，必须把绘图原理、绘图方法、投影变化理论等机械制图知识与CAD 绘图操作结合起来，而这种理论在CAD 绘图软件中的表现就是要求绘图技术人员具有丰富的想象和对复杂的图形进行分析的能力。但由于实际情况不同，机械制造中的制图技术人员的专业技能参差不齐，导致使用CAD 绘图软件时技术人员所绘制的图形质量和形式有很大差异，因此，必须将机械CAD 和机械制图有机地融合起来，从而促使有关技术工作者主动学习和掌握机械CAD 和机械制图的技术理论，从而提升自己的制图水平。

5.2 严格遵循图纸设计标准

高技术含量的机械绘图是企业进行机械制造的最重要的竞争能力，它可以对产品的生产制造进行有效的优化，从而使企业的生产效率得到更大的提，因此机械制图的质量十分关键。机械制图工作人员在使用机械CAD制图技术完成制图后，使其设计标准与生产图纸设计要求相一致，从而确保生产制造的产品质量。因此，在完成设计方案后，技术人员必须对设计图纸进行检验、计算和分析，确保图纸设计满足工业化的生产需要。

5.3 注意培养高精尖机械制图人才

一般的机械制图技术人员对机械绘图的理论知识理解情况都比较高，但是，对机械CAD 软件的理解却不深，所以很难将机械制图与机械CAD 技术完美地融合在一起，无法有效发挥机械CAD 制图软件所具有的独特优势。

为了解决这一问题，机械制图技术人员在熟练掌握机械制图的基本理论知识的前提下，加强对机械CAD 软件技术的学习，机械制图的相关技术人员必须认识到，在不久的将来，用计算机辅助设计的方法将取代传统的人工制图而发展。同时，企业还要选择一些具有熟练的手工绘制技术人才，对其进行专业的CAD 制图技术训练，以提升技术工作人员在机械CAD 和机器制图的联合应用中的绘制水平。

6 机械CAD 与机械制图结合的方式

6.1 CAD 中机械绘图原理结合方式

将机械制图中的手工绘图与机械CAD 中的原理、方法、投射变形等原理的密切结合，需要有较强的机械制图技能支撑和辅助。机器制图的相关工作人员应具有较强的对空间的想象力和对图案的解析能力，以保证机械制图工作的顺畅进行。

机械CAD 作为一种新型的计算机辅助制图软件，需要将其与人工绘制的基本原则相结合，才能够使机械CAD 技术的作用能够充分地利用。

6.2 协调二者结合应用的模式

机械制图模块是保证机械设备制造行业持续稳定地提高生产率和品质的重要环节。在熟悉机械制图的基本理论和相应的软件运用后，才能从事机械产品的生产和加工。在机械制图与机械CAD 相融合的应用中，要达到一定的技术水平，严格遵守设计图和标准，保证机械产品的生产品质。这就需要机械制图的具体操作人员从传统的手工机械设计的基础上，正确地转化为机械制图，并利用机械CAD 技术的优点，使机械制图工作的要求达到最大程度，以保证机械制造生产的平稳进行。

6.3 优化协调二者结合应用模块

尽管机械CAD 制图软件可以将机械制图原理、制图方式以及其他制图方法有机融合在一起，设立了规范化的机械制图管理体系。但是，这一机械制图设计方法在实践应用的过程中，二者的协调控制模块作用并没充分运用出来，这也是导致机械制图与机械CAD 内容无法维持一致的原因。因此，机械制图工作人员务必提升自身的制图专业知识的储备，保证机械制图设计的品质合乎机械设备制造的需求。此外，机械制造企业应为机械制图工作人员提供更好的机械制图设计环境，建设一支高水平的机械制图团队，为机械制造企业的可持续发展打下坚实的基础。

6.4 机械制图与机械CAD 穿插使用，相辅相成

在掌握机械CAD 基本原理、基本方法、专业技能和专业知识的基础上，运用CAD 技术进行绘图，机械CAD虽然代替了传统的手工绘制，但它必须严格按照图纸的理论、标准和规范来完成，并且机械CAD 的绘制速度快、质量高，弥补了传统的工程图纸的缺陷。两者的交叉运用、相互关联，最后以科学原理和准确标准为中心，构建一套高精度、高效能的机械设备的工程绘图系统。

7 结语

随着时代的发展，机械CAD 与机械制图的融合是不可避免的，在未来，将会出现机械CAD 与机械制图融合取代传统的手工制图的方式，使传统的手工制图转向计算机技术方面，从而使机械制造生产工艺得到最大程度地改善，改善了企业的生产品质和效益，降低成本，推动企业的进一步发展。