机械cad篇1
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（ComputeraidedDesign,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，《autoCaD》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《autoCaD2008》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,autoCaD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autoCaD进行机械制图的能力。我们将autoCaD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autoCaD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aUtoCaD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。
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在各大高职院校的机械类专业，机械制图作为机械类专业极其重要的一门课程，主要培养学生绘制、阅读机械图样的专业能力，是学生的必修课程之一。机械制图使用的工具主要是以下三种：圆规、直尺和铅笔。利用这些工具，就能书写工程师的语言――工程图。工程图的描绘是所有工程设计当中非常重要的一个环节，利用二维图像的描绘，将已经设计好的三维立体工程模块进行准确的描述。
随着计算机的普及应用，计算机辅助设计（CaD）开始大放异彩，在几乎是所有的制造领域，都发挥着重要的作用。在工程设计愈发复杂的今天，绘制工程图已成为一项复杂、繁琐且需要足够耐心的工作，人工方式已经很难满足商业需求。所以，在绘制工程图时，利用软件中丰富的工具，可以完成人工无法完成的部分，提高工程师制图的质量和效率。因此，实际教学中，将机械CaD教学与机械制图有机的结合顺理成章，是顺应时代的发展潮流和社会发展趋势的明智之举。
2机械CaD和机械制图的关系
2.1机械制图是基础支撑虽然机械CaD在机械设计中具有人工无法媲美的强大功能，但是，究其本质，只是一款辅助设计软件。如果没有机械制图的基础知识提供支撑，缺乏机械制图所必须的基本素质，仅想利用计算机软件就完成一份优秀的设计图样，是不可能的，计算机还没有达到能替代人工思维的水平。所以，机械制图的学习是基础，只有在机械制图的课程中，借手工制图培养好学生扎实的制图知识，完全理解机械制图中所包含的原理和方法，才有可能利用计算机辅助工具，完成一份优秀的设计。
2.2机械CaD是提高设计质量和效率的有力保障作为一款通用图形软件，将原来的手工方式，转变为计算机方式，制图效率提高了10-20倍。在机械制图传统教学中，大量的宝贵时间被浪费在手工制图的过程中，必然会造成理论分析的缺失，就有可能导致学生难以理解机械制图当中所包含的原理和方法，绘制图像仅仅是照猫画虎。引入机械CaD制图，将原本需要制图的大量时间缩短，为老师进行理论分析和学生理解制图所包含的原理方法提供了时间保证。
3实现机械CaD教学和机械制图一体化教学的重要性
机械制图作为机械专业非常重要的基础课程，在以往的机械制图课程中，制图原理、制图技巧往往是学生学习的重点和难点，要想熟练掌握机械制图，必须要花费大量的时间去练习。但是，随着课改的推进，机械制图课程的课时被明显压缩，学生应该掌握的知识、要熟练的技能等要求，并没有下降，反而有所提升。在这样的环境下，如何在有限的时间内，让学生完全掌握需要熟练应用的知识，非常重要。将机械CaD教学和机械制图结合后，很好的解决了学生学习时间短和需要大量时间练习的矛盾，避免了因需要大量时间练习制图而失去学习兴趣，明显提高制图效率。
4实现机械CaD教学和机械制图的一体化教学的对策
4.1教学内容的结合在过去的课程教学安排中，机械CaD教学和机械制图是作为两门课程，分别进行教授。机械制图作为培养学生识图、制图能力的课程，对学生的空间想象能力有着较高要求，仅仅依靠老师在课堂中讲述，缺乏形象生动的演示，难以调动学生学习的积极性。在机械CaD的教学中，又缺乏针对性，虽然学生能完成软件功能的操作，但是却无法利用软件完成机械制图工作。所以，在教学内容上，将机械CaD教学引入机械制图当中来，把CaD当做机械制图内容中的工具来讲解。这样不仅节省了机械制图的教学时间，也给机械CaD的教学树立了目标。
4.2课程安排的结合在课程安排上，要将传统的机械制图课程，安排在机房，以保证机械CaD的教学环境得到满足。用电脑的显示屏、鼠标和键盘，来代替学生手中的圆规、直尺和笔。对两门课程，结合起来共同教授，彼此为依托，以机械制图为主线，以CaD教学为辅助，让学生在理解机械制图的基础上，充分使用计算机软件，不仅可以完成机械制图的任务，在这个过程中，也熟练的掌握了CaD软件的使用。把传统的机械制图课时和机械CaD教学课时融合，共同延长机械制图和机械CaD的学习时间，两门课程学习相互穿插、辅助，两门课程课时相加，可达到1+1>2的效果。
4.3在实践中学习学习掌握的知识，只有在实践过程中，才能得到真正的理解和升华。学校可以安排学生进入企业，或者把企业的诉求带入课程实践中，让学生用掌握的制图知识和CaD工具，完成企业任务。这样带入的实际案例，不仅使学生深刻感知企业的人才需求，更能帮助学生理解和升华机械制图和机械CaD制图的知识。
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CaD软件拥有二维和三维绘图的功能,但是设计人员更加偏爱三维设计,主要是它的效率高,速度快,成本低。主要表现在三个方面:首先,机械设计效率提高,周期变短。机械设计的零件需要在反复的设计失败和错误中不断进步和完善。比如,在零件需要配合设计时,为了保证零件能精确配合,可以用三维软件同时设计两个零件进行装配,避免单独设计引起的装配失败,三维技术能有效完成零件配合设计,当设计配合不合理时只需要对零件部分做微小的改变,零件的大部分信息没有发生变化。另外,CaD具备变型设计的功能,能将不同零件部分进行重构,设计一个不同的产品。如此,CaD技术能大幅减少设计时间,提高生产效率。其次,在CaD中装配零件方便直观。该功能能监测到静态和动态下,零件之间是否发生干涉或者在运动过程中是否出现碰撞,从而及时对设计方案进行更改,运用不同的装配关系进行实验装配,CaD软件中的资源管理器能有效记录装配路径,如果装配不正确,能直观显示装配不合格的位置,同时软件还具有隐藏功能,将部分零件隐藏,能清晰的看到内部结构的装配及运动情况。另外软件还能进行运动演示,将静态和动态配合下无法发现的问题在运动中进行检测,观察是否跟其他部位产生干涉,保证零件设计的正确性,避免零件未经过周密的论证生产出来导致报废。最后,提高产品质量,提升竞争力。机械设计产品与CaD技术结合,能提升设计者的设计思路,能进行干涉检查,受力分析,产品优化提高设计质量。另外,现在CaD软件都具备了较好的在线加工能力,利用Cam进行零件加工,能保证产品跟设计图样的一致性,保证产品质量。
2在机械设计中常用的CaD功能
第一,CaD实体建模。目前,CaD建模最主要的有三种方式,实体、表面、线框。比如在aUtoCaD中提供了多种实体建模方式,最基本的有立方体、圆球体、柱体、锥体等。一般零件都可以通过这些模块进行结构分析,设计时,对基本造型进行分解分析,然后采用布尔运算对零件进行三维造型。另外,零件三维实体建立后,调用运动分析模块对零件功能进行分析。对于零件装配,可以通过采用三维编辑功能,让零件按坐标要求进行装配,完成设计任务。第二,集成制造。科学技术的不断进步,CaD软件也在不断发展和强大,制造向数控化方向发展,设计向计算机方向发展,Cam/Cae也正在向计算机方向发展。一个完整的CaD/Cam软件集成了三维造型、图形编辑、曲面造型、仿真加工、受力分析、在线加工等的功能。这些模块的运行都是建立在全面的工程数据库基础上的。第三,机械设计Cae软件的发展。Cae软件主要是承担后期分析处理的任务,解决零件设计是否合理。比如产品零件结构是否优化,受力分析是否合理,运动特性分析,静态和动态特性分析等等。
3CaD技术在机械设计中的发展方向
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随着经济发展和科技进步,现如今不断涌现更多种类的CaD软件,在原有基础上不断更新换代,电脑科技的发展提高了CaD的性能,降低了产品价格。CaD软件采用现代信息技术、网络技术和多媒体技术等最先进教育技术手段,将最实用的设计和节能传送给学生,极大地缩短学生在企业实习过程中为企业设计产品的时间。其中欧特克公司的autoCaD和创成式工程图设计的三维CaD最着名,这两种在我国机械制造专业CaD教学中有着广泛应用。
二、提高高职院校机械制造专业CaD教学效率的改革措施
1.平面CaD为辅,三维CaD为主
学生使用和学习autoCaD软件时,大部分学生仅局限于软件的基本操作,但是真正的机械绘图能力却十分欠缺,教学中应引入Catia软件进行辅助性指导,因为Catia软件相对比较基础,以平面绘图为主,主要由草图设计、零件设计、装配设计、工程制图等四部分组成。学习过程中,学生在Catia平面设计软件辅助下,逐渐深入学习autoCaD,对提高空间想象力有着很好的辅助作用。即使是十分复杂的零件,在产品设计过程中,学生可以拆成各种小零件,先采用Catia进行最基本模型建立,从平面二维图逐渐向三维零件进发,再通过三维零件转到平面工程图,在平面和立体不断转换中,学生能不断提高空间想象能力。
2.将moodle教学平台应用于CaD教学过程中
教育部在高职院校改革中明确指出要“加大课程建设与改革力度,增强学生职业能力”、“把现代信息技术作为提高教学质量的重要手段”,目前moodle教学平台在很多学校有着十分广泛的应用,将moodle引入CaD教学过程中,能更有效地促进学生学习。moodle教学平台有着多种教学模式,教学过程中教师可以灵活变换使用。如斯金纳的“程序设计”教学方法十分适合高职学生使用,主要有以下五个基本原则:小步子原则、积极反应原则、即时强化原则、自定步调原则和低错误率原则。由此可见,moo-dle教学平台能进一步分解CaD操作步骤,利用计算机技术引导学生主动学习,即时让学生确认反应正确与否,通过个体化教学方式更好地因材施教,在moodle平台的使用中很好地降低学生的错误率,保持学生学习CaD软件的活力和兴趣。
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关键词：三维CaD二维绘图机械制图
机械制图是用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。其优点是工程信息全面，其缺点是其表达以二维图形为主.最多附以具有三维视觉效果的二维图，使学习和使用者对工程图的理解有一定的困难。不可否认，在相当长的历史时期，它在工业生产中发挥了巨大的作用。然而，随着近些年计算机辅助设计软件三维功能和产品信息可视化技术的不断增强和扩充，使得在工程各领域直接用三维造型描述物体的结构和形状、进行创新设计成为可能。由于用三维实体描述工程对象的方式更符合人类的认知过程，因而较二维投影图更具优越性。如果从三维建模入手进行结构设计，其设计中利用计算机三维建模系统所提供的各种工具造出设计所融入机械制图的教学中，无疑将大大降低机械制图的学习难度，能尽快地把学生引进门。虽然制图教材中也适应技术发展的需要。在课程教学内容中添加了CaD术相关内容，但大多数都以二维CaD技术的形式出现，其出发点还与基于二维视图的教学模式相同，只是用计算机代替了学生的绘图笔，使用者必须对二维绘图的方法有较全面的理解和应用水平？，对学生工程模型的构建能力的培养并没有太大的作用。
一、机械制图教学体系的发展方向
目前一些企业已经将三维设计为主导的现代的产品设计和制造信息的描述应用于机械产品的设计与生产过程中，然而在教学中依然采用以“画法几何+机械制图+计算机绘图”为主线的教学内容和模式，明显地落后于设计部门和企业的产品设计对学生专业素质的要求。改革机械制图的课程体系和培养模式，是目前丞待解决的问题。机械制图课程的要从根本上转变以二维投影图为主线的教学体系，重新构建以三维表达为主、二维工程图为辅的现代工程图学教学内容新格局。
二、面向产品信息的计算机描述规划教学内容
机械产品或工程对象的描述是传统内容与新体系的共同出发点。课程改革应围绕产品的信息化描述为核心，引入三维CaD设计方法组织教学内容，将产品信息化描述的理论、方法、技术结合起来，故课程内容的选择原应本着：①以形体的计算机描述展开教学，在保证绘制和阅读机械图样基本内容的同时，注重创新设计能力的培养；②引入特征造型和参数化造型技术，强调与产品设计的联系与统一；③强调用三维建模思想分析问题解决问题，强调轴测投影和透视投影；④通过三维构型分析突出形象思维能力和形状的创新设计能力；⑤通过工程结构和标准培养学生工程素质和工程实践能力。
三、以机械产品三维表达为主导的教学实践
1.深入浅出的教学模式。建立三维模型库，强化三维形象思维能力
应本着“设计为主导，能力为目标”的原则组织教学。以“体”为中心展开教学，按照以形体三维表达为出发点建立多面正投影图、轴测图及透视图的概念，再由三维形体抽取其上的点、线、面进行投影分析，画出二维图形开展教学。机械制图是学生在大学接触到的第一门工程技术基础课，为了增加学生空间形体储备、增强形象思维能力，我们建立了基于inventor的虚拟模型库，根据授课内容运用三维造型与二维表达的关联性，统一性制作多媒体课件，将三维设计理念融入教学过程，通过实例演示三维形体与二维视图的对应关系，使学生直观理解二维图形的表达方法。
2.面向整个课程体系及工程应用的教学内容
传统的机械制图教学组织严谨，注重基础理论的完整性，但缺乏与生产实际的联系，往往使制图课等同于画图课，也就是说在专业技能的培养方面是有缺憾的，在开发学生的创新性思维方面也明显不足。而依靠目前具有三维造型功能的软件，完全可以按照产品表达的需要生成工程信息全面的三维实体图和二维工程图，而且利用三维实体向二维工程图的映射和关联，可方便地进行特征尺寸的修改与编辑，体现了图形表达与生产过程及产品设计过程的紧密联系。
3.三维“构型”能力和图形表达能力在机械制图课程中的重要地位
计算机三维可视化为从概念设计到计算机集成制造提供了信息模型，产品图形的生成过程在一定程度上反映了产品的设计过程，这一基本需要决定了三维“构型”能力和图形表达能力在机械制图课程中的重要地位。以实际生产对象为背景、产品设计过程为线索组织组合体教学，必须强调三维模型的构形方法和组合体的形体分析法。实践证明，采用三维造型的常用特征建模方式和实体结构的计算机逻辑描述（布尔运算），进行三维复杂形体的组合和拆分的描述，对于帮助学生理解各种表达方法的综合运用及视图中各种表面关系画法非常有效。
计算机可视化技术的发展对机械制图课程改革提出了更高的要求，同时也注入了新的内涵和外延。把三维建模技术融入到机械制图教学中，注重二维视图与三维实体模型的有机结合，使机械制图课程立足于计算机图形科学的发展之上，体现了教学目的与现代设计思想的统一，使机械制图教学方法与实际结合得更加紧密，无疑对培养机械专业人才工程素质、知识结构以及创新能力具有深远意义。
参考文献：
[1]王志忠等.机械制图教学新体系初探.高等工程教育研究，2003，5.
[2]张启明.CaD技术.人民交通出版社，2005，9
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【关键词】三维CaD技术；机械设计；特征；应用
进入二十一世纪，人类的科学开始迅速的发展，经济全球化、信息网络化、社会知识化的深刻发展都大大改变了人们的生产生活方式。科学技术的日新月异给人们带来的是知识不断的发展和社会的深入进步，人们只有不断更新自己的思维方式，紧随着时代的步伐，才能够适应社会的变化。对于机械设计行业同样如此，三维CaD技术的出现，为机械设计的发展提供了新的思路。
1.机械设计和三维CaD技术概述
所谓的机械设计，是按照使用功能的要求，分析机械的工作原理、运动方式、力传递方式以及能量传递方式，在此基础上设计每一个零件的材质、形状、尺寸，并将它们转化成具体的能够作为制造依据的描述。
三维CaD技术，是计算机技术和电子技术为基础的建模技术，是由二维CaD技术发展而来的。目前这种技术已经广泛应用于各个行业，尤其是机械制造业。使用三维CaD技术进行机械设计，能够有效减少对于人力、物力、财力的消耗，在减少生产成本的同时提高产品的质量，既满足了客户的需求又为本企业打响了口碑。
2.三维CaD技术的特征
2.1缩短机械设计周期
三维CaD技术的应用，能够有效提高机械设计的效率，显著缩短机械设计的周期，为使用者创造更大的经济效益。在开发设计新的机械的过程中，三维CaD技术可以记录一定的信息，允许操作者在原有信息的基础上进行改动。换句话说，只要新的机械的工作原理与现有的机械差不多，就可以直接借用现有的设计，在此基础上进行一定的更改，这样就直接提升了机械设计的效率。
2.2提高机械产品进程
三维CaD技术赋予了三维模型的渲染与着色功能，也就是说在模型建造完成之后，可以直接对其着色，预先了解机械的外观，这对于设计决策、审批周期与产品开发进程来说可以起到一定的推动作用，提高机械产品的进程。
2.3实现一体化目标
传统的二维设计工具只能够设计平面的图形，对于机械内部的结构则难以表达，就算设计出来了也非常的复杂。而利用三维CaD技术，能够从三维的角度直接设计机械结构，不仅更加直观，而且对于操作人员的要求也比较低。当然三维CaD技术还可以直接输出DXF等多种标准文件实现共享，给工程设计带来了诸多益处。
3.三维CaD技术的机械设计的影响
3.1充分发挥机械设计的创造性
在传统的设计中，开发新的机械，其实就是对原有机械的仿造或者是改变，仅仅是改变了原有机器的尺寸，对局部进行了一些更改。因而很多机械都趋于同质化，难以让使用者觉得耳目一新。依靠三维CaD技术，可以充分结合现代科技新理论，构建不同的结构，制造不同的机械。三维CaD技术减少了相关工作人员设计的难度，有利于充分发挥机械设计的创造性，设计出有特色的、有技术含量的产品。
3.2实现制造过程中全面信息化
利用三维CaD技术，可以实现机械产品的虚拟组装以及模拟运行，这样就避免了在制造出样机后才发现存在的问题，导致人力和财力的浪费，不仅提高了机械设计的效率，还提高了机器的质量。而随着互联网的发展，机械设计已经不仅仅再局限于一个地区，如果有难以解决的问题，机械设计人员还可以通过网络直接向别人寻求帮助。
4.三维CaD技术在机械设计中的运用
4.1构建机械的模型
三维CaD技术可以构建机器的线框模型、表面模型以及实体模型。通过对不同模型的组合应用，设计者可以根据设计方案来组合各种独立的部件，能够将复杂的机械简单化，从而根据客户的需求制定出合理科学的三维方案，为接下来的制造过程提供强有力的参考依据。
4.2零部件的检查
通过三维CaD技术，可以很容易地模拟零部件在机械运行时的工作状况，由此来检测能量的传递效率，在此基础上设计新的零件。而通过模拟技术，还能够让相邻零部件之间实现良好的结合，避免盲目开发导致的不实用和材料浪费。
4.3实体装配图的生成
在机械模型设定完成之后，三维CaD技术可以对系统运行中的资料进行分析，得出机械中各个零部件合理的装配过程，分析最高效的装配过程，为实际生产提供依据。
5.三维CaD技术在机械设计中存在的不足
5.1没有真正实现辅助设计
很多企业对于三维CaD技术的应用仅仅停留在初级阶段，也就是建立一个三维模型，获得机械的最终组装的效果。而事实上三维CaD技术可以做的事情还有很多，通过对于机械运行的模拟、机械各个零件组装的模拟，可以更好地调整组装过程，提高生产效率，这对于实际的生产是很有意义的。企业对三维CaD技术的认识仅仅停留在辅助绘图纸之上，没有充分发挥三维CaD技术的各种功能，自然也就难以凭借三维CaD技术实现自身的跨越式发展。
5.2没有专业的设计人员
三维CaD技术是一项复杂的技术，如果想要灵活地运用三维CaD技术进行机械设计，对于相关设计人员的专业素质要求较高。而事实上很多企业的设计人员都没有全面了解和掌握三维CaD技术，再者企业也不注重对于相关技术的技能培训，因而再利用三维CaD技术进行机械设计时，都仅仅停留在基本的运用，也就谈不上提高机械设计的效率，为企业创造更多的效益。
6.小结
科技的发展带来了三维CaD技术的出现，而三维CaD技术的出现给机械设计行业带来革命性的变革。三维CaD技术能够充分发挥机械设计的创造性，实现制造过程中全面信息化，为企业构建机械模型，检查各零部件是否合适，找到最高效率的实体装配图。但是在三维CaD技术的推广应用过程中，很多企业都没有充分发挥三维CaD技术的辅助设计功能，专业的设计人员也较为匮乏，这就导致企业无法提高机械设计效率，创造出有特色的产品，自然也就无法在激烈的市场竞争中为自己赢得更多的市场份额。机械设计行业应该充分重视对于三维CaD技术的开发应用，唯有如此，才能够增强整个行业的实力，推动行业不断向前发展。[科]
【参考文献】
[1]张立荣.三维CaD技术在机械设计中的应用[J].煤炭技术，2011，30（2）：16-18.
[2]徐悦.三维CaD技术对机械设计的影响分析[J].价值工程，2014，（19）：51-51，52.
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CaD技术是近年来应用十分广泛的一种计算机软件，CaD是ComputeraidedDesign的简称，也就是计算机辅助设计，是由计算机完成产品设计中的计算、分析、模拟、制图、编制技术文件等工作，由计算机辅助设计人员完成产品的全部设计过程，最后输出满意的设计结果和产品图纸的一种机械设计方法。
2CaD在机械设计中应用的优势
2.1缩短设计周期
CaD技术在机械设计中应用的最大优势，便是其能够将机械设计中复杂的几何造型问题进行有效的解决。在机械设计中涉及到很多复杂的图形，通过计算机技术能够将这些简单的图形进行组合和加工，从而形成符合机械设计需要的复杂图形。同时，在机械设计中应用CaD能够自动生成截交线，有效地缩短设计周期，能够为机械设计提供更充足的时间。同时，利用CaD技术能够对机械设计产品的性能进行测试，并且根据系统数据库中的信息对产品设计的数据进行修正，从而促进机械产品设计质量的提升。
2.2提高机械产品的科技含量
市场经济的快速发展使得机械设计领域的竞争日益加剧，而通过CaD技术的有效应用能够促进机械设计产品的科技含量，使其更具技术优势，促进其市场竞争力的增强。在机械设计过程中运用CaD技术，能够有效地促进机械设计产品品质的大幅提升，同时也可以利用CimS等计算机技术，促进机械设计技术的不断优化，有效地提高机械产品的设计质量。
3CaD在机械设计中的应用现状
CaD技术在我国的起步较晚，到如今经历了几十年的发展，已经获得广泛的重视和应用，尤其是在机械设计领域中的应用，实现了产品设计方案的优化，缩短了设计周期，有效地促进了机械产品设计质量的提升。在CaD系统中，包括应用软件和支撑软件两个重要的组成部分，其中应用软件是系统的核心，常用的CaD软件如美国autoDed公司开发的autoCaD、法国matRa公司开发的eUCLiD以及我国自主研发的piCaD、高华CaD等。CaD应用软件具有很强的绘图、编辑剖面线和图案绘制等功能，能够满足用户的二次开发功能，同时很多CaD软件中也具有一部分的三维作图造型功能，具备该功能的美国autoDed公司开发的autoCaD也是当前应用得十分广泛的CaD软件。autoCaD在机械设计中能够实现专业的机械制图，方便设计人员进行交流。目前，国内机械设计领域在应用CaD技术的现状方面，主要体现在：
3.1三维CaD技术应用前景广阔
CaD技术的应用是现代机械制造领域中的一个重要的进步，其利用计算机技术为基本的开发平台，为CaD技术的应用提供空间。从当前机械制造领域的计算机技术应用情况来看，基于二维设计的CaD技术仍然占据着较大的份额，而且软件的应用也大多集中在简单的绘图而不是三维结构的设计。随着科学技术的快速发展，三维CaD技术在机械设计中的优势愈加明显。目前，CaD技术三维软件的开发商大多是国外的厂商，国内的CaD软件要想获得竞争的胜利，就必须要通过全面的服务来实现。而且国内厂商的软件设计和服务，都与我国机械设计领域的需求具有更高的相符性，所以在应用方面更具针对性。三维CaD技术的应用需要以售前的普及和售后的本地化服务为基础，并且不断地延伸。目前，国内CaD软件市场已经逐渐成为市场的主导，在机械设计领域中的应用前景也十分广阔。
3.2促进产品实体的生成
应用CaD技术能够实现三维建模，主要包括线框模型、表面模型和实体模型三种方式。在当前很多具有建模作用的CaD软件中，都包含了具有建模作用的技术体系，对于机械产品中简单的零件，也可以实现结构的分析，通过结构分析对机械产品设计进行三维实体造型的模拟，再根据模型进行测试和计算，便可以得到符合设计要求的实体产品的生成。在实际的应用过程中，首先要对零件的几何结构和轮廓要素进行分析，并且将其作为三维建模的依据，通过基本体的全面旋转，最终将各个零件的实体造型按照所需要的位置进行装配。
3.3CaD技术在机械设计中的不足
在CaD技术的应用过程中，与设计人员的综合能力有着密切的关系，因此很多情况下，只能通过技术软件实现简单的效果图。有些制造企业在CaD的采购和应用方面缺乏系统的方案，容易导致一些资源的闲置，使得企业的效益受到影响。
4CaD在机械设计中应用的趋势
4.1集成化
为了促进CaD在机械设计中的有效应用，必须要促进CaD技术的集成化发展，并且将机械产品的设计过程和生成过程进行有效的结合和管理，有利于促进产品设计质量的提升。在实际的应用过程中，需要将CaD与Cam进行有机的结合，将CaD在机械设计中的应用成果进行充分的体现，从而实现机械设计的自动化。通过CaD的集成化技术发展，能够构建一个完整的、快速的机械产品设计和开发系统，同时在并行工程运行环境下实现机械产品设计的测试与调整，从而促进机械产品的规模化生产，促进机械制造企业竞争力的增强。
4.2智能化
当前，在CaD技术的应用过程中，仍然需要结合人员的操作才能完成，对于设计师的操作有着一定的依赖性。同时，由于人为因素的存在，使得机械设计过程中容易产生各种误差，对机械设计的科学性产生不同程度的影响。因此，未来CaD技术的应用，必须要向着智能化的方向发展，并且积极地引进人工智能系统和专家指导系统，为CaD技术的发展创造更坚实的技术支撑。通过人工智能系统的应用，能够根据机械产品设计的需求，对相关的数据进行判断和推理，并且做出相应的决策，从而为机械产品设计提供更完善的数据基础。在专家系统中收录了大量的专家经验，通过专家技术的应用能够促进机械产品设计水平的大幅提升。
5结语
机械cad篇8
关键词：cad；机械制图；教学融合
时代的发展，科技的发展，使得很多行业有了翻天覆地的变化，其中计算机技术的普遍应用是当今时代的趋势和现实。比如设计行业，不论是平面设计，三维立体影像设计，由cad软件进行的工业辅助设计，以及网络及多媒体设计等都和计算机技术紧密地联系在了一起，相对于传统的徒手绘制而言，计算机以其快捷，便利的优越性，为设计师提供了充分的技术手段，它将人们从过去诸多繁杂的劳动中释放出来，人们可以更快捷，更准确，更有效的处理各种文字，图形，图像等信息。
autocad辅助设计软件，是计算机技术与传统行业相结合的产物，笔者在课程教学中的一点感受，与大家共同探讨。
机械制造与控制专业均属于国家职业教育的重点建设专业，许多职业教育学院的机械制造、焊接（教改专业）、机电一体化等重点专业都同时开设有《机械制图》、《cad》两门课程，并成立了《机械制图》、《cad》合并课程教学小组。如何培养出具备使用cad/cam/capp等软件、实施工艺、数控编程、设备管理、质量检测和产品销售等技能的机械制造工艺人员和机械加工设备装配与维修人员,是值得认真研究的课题。www.133229.Com
以信息技术为代表的高新技术的快速发展，以极大的广度和深度渗透到机械装备制造业，与之相融合，使机械装备制造业发生深刻、巨大的变化。目前，cad技术在计算机、交通运输、机电、工民建……专业方面应用广泛。cad课程是否需要《机械制图》,两者之间应怎样融合、促进、发展，怎样深层次的学好cad，依据笔者多年现场实践经验及学校教学工作实践认为：
一、机械制图在cad中的必要性和重要性
1.随着计算机的发展cad技术在机械制图中得到了普遍应用及推广，cad技术的发展推动了计算机图形图像类和现代化机械工程的发展，特别是现代机械工业中数控机床及机电—体化技术和计算机精确建模的需求，更需要cad的基础知识和三维立体知识。
2.cad技术的发展不仅是计算机图像类的基础，也是机械制图现代化的体现，而且是开创思维发展的工具。它是提高了各类设计效率，缩短工作周期，加速新产品开发的实用技术。
3.cad技术是现代化制图的需要，它作为计算机辅助设计软件具有甩图板功能，但仍然需要有机械制图知识的支持，机械制图是训练学生的识图和制图的能力，是培养学生思维，树立三维图形和动手绘图能力的课程，是cad技术中必不可少的重要基础。如果没有机械制图知识，即使会使用cad，也将仅仅是一个描图员，因为也不可能创造出新的应用图形及机械图纸。
二、《机械制图》与《cad》联合课程模式
（一）课程思路。
以《cad》课程为技能主线，以《机械制图》课程为应用课题，有机地穿插与安排技能模块，贯穿全部课程，以动手绘制图纸能力，实际识图能力为目标，强调课程实用性及现实性，适当选取必要的理论课程内容，以实际动手应用能力为主，提高学生的兴趣所在，培养技能型熟练工种人才。
技能型人才的培养取决于学校，在专业课的教学中，虽然必须重视计算机绘图，但不提倡完全甩掉图板绘图，还应适当地强调按照实际的机械零部件，训练学生的实际动手绘图、识图能力。如果只是用计算机绘图，将不容易在头脑中建立起三维立体图形的概念，在实际绘图时不容易找到图形所对应的点、线、面。结合机械制图的实例来进行实际动手绘图、识图，能更好的在头脑中建立起三维立体图形的具体造型与形象。
摘要：在cad教学中，如何融入机械制图，两者之间的应用关系，本文以工程类教学中的cad与机械制图为例，对两者之间的融合关系进行了分析、探讨与研究。
关键词：cad；机械制图；教学融合
时代的发展，科技的发展，使得很多行业有了翻天覆地的变化，其中计算机技术的普遍应用是当今时代的趋势和现实。比如设计行业，不论是平面设计，三维立体影像设计，由cad软件进行的工业辅助设计，以及网络及多媒体设计等都和计算机技术紧密地联系在了一起，相对于传统的徒手绘制而言，计算机以其快捷，便利的优越性，为设计师提供了充分的技术手段，它将人们从过去诸多繁杂的劳动中释放出来，人们可以更快捷，更准确，更有效的处理各种文字，图形，图像等信息。
autocad辅助设计软件，是计算机技术与传统行业相结合的产物，笔者在课程教学中的一点感受，与大家共同探讨。
机械制造与控制专业均属于国家职业教育的重点建设专业，许多职业教育学院的机械制造、焊接（教改专业）、机电一体化等重点专业都同时开设有《机械制图》、《cad》两门课程，并成立了《机械制图》、《cad》合并课程教学小组。如何培养出具备使用cad/cam/capp等软件、实施工艺、数控编程、设备管理、质量检测和产品销售等技能的机械制造工艺人员和机械加工设备装配与维修人员,是值得认真研究的课题。
以信息技术为代表的高新技术的快速发展，以极大的广度和深度渗透到机械装备制造业，与之相融合，使机械装备制造业发生深刻、巨大的变化。目前，cad技术在计算机、交通运输、机电、工民建……专业方面应用广泛。cad课程是否需要《机械制图》,两者之间应怎样融合、促进、发展，怎样深层次的学好cad，依据笔者多年现场实践经验及学校教学工作实践认为：
一、机械制图在cad中的必要性和重要性
1.随着计算机的发展cad技术在机械制图中得到了普遍应用及推广，cad技术的发展推动了计算机图形图像类和现代化机械工程的发展，特别是现代机械工业中数控机床及机电—体化技术和计算机精确建模的需求，更需要cad的基础知识和三维立体知识。
2.cad技术的发展不仅是计算机图像类的基础，也是机械制图现代化的体现，而且是开创思维发展的工具。它是提高了各类设计效率，缩短工作周期，加速新产品开发的实用技术。
3.cad技术是现代化制图的需要，它作为计算机辅助设计软件具有甩图板功能，但仍然需要有机械制图知识的支持，机械制图是训练学生的识图和制图的能力，是培养学生思维，树立三维图形和动手绘图能力的课程，是cad技术中必不可少的重要基础。如果没有机械制图知识，即使会使用cad，也将仅仅是一个描图员，因为也不可能创造出新的应用图形及机械图纸。
二、《机械制图》与《cad》联合课程模式
（一）课程思路。
以《cad》课程为技能主线，以《机械制图》课程为应用课题，有机地穿插与安排技能模块，贯穿全部课程，以动手绘制图纸能力，实际识图能力为目标，强调课程实用性及现实性，适当选取必要的理论课程内容，以实际动手应用能力为主，提高学生的兴趣所在，培养技能型熟练工种人才。
技能型人才的培养取决于学校，在专业课的教学中，虽然必须重视计算机绘图，但不提倡完全甩掉图板绘图，还应适当地强调按照实际的机械零部件，训练学生的实际动手绘图、识图能力。如果只是用计算机绘图，将不容易在头脑中建立起三维立体图形的概念，在实际绘图时不容易找到图形所对应的点、线、面。结合机械制图的实例来进行实际动手绘图、识图，能更好的在头脑中建立起三维立体图形的具体造型与形象。
（二）实际教学中的课时分配。
1.分段式授课：比例为2:1，即《机械制图》为2/3而《cad》课程为1/3。机械制图作为一门专业基础课，其重要性对于机械类专业来说不言而喻。在分段式授课方式中打好机械制图课程基础对于教学来说是十分重要的。
2.融合式授课：将《机械制图》与《cad》融合为一门课，采用多媒体加上机练习教学方法，在讲解机械制图课程的同时掺入cad绘图的教学，使二者能够有机融合起来。这样就摒弃了传统的挂图、黑板上反复演示的缺点，让学生能够更容易理解复杂的建模、三维图形分析等等知识点。
（三）课程教法。
1.分段式授课：先讲《机械制图》，后讲《cad》，该门课按分类讲授，按各自方向讲解、各自理解接受。
优点是：分别学习各自理论较多，对各自主要命令及功能掌握较多。但教师在教学时要注意掌握不要将两门课分割，能够有机地通过实例教学与实训，对各部分的内容进行有机的联系。
机械cad首先要具备一定的机械制图的基础，能够看得懂拿到手中的机械图纸。这一步在实际的教学中，因为每一个学生在之前的学习情况的不同，使得在读图能力上的水平也是参差不齐，这就给教学带来一定的难度，所以在课程的安排上，一开始先就cad软件的各项工具进行简单的讲解和示范，先让学生们在脑海中留下一个大概的印象，然后以绘制实际的图形为主，精心的安排好每一个图形所要用到的工具，做到每一个图形有一定的针对性，针对某一些工具，这样能够让学生在绘制的过程中熟悉和理解这些工具，又避免了一个图涉及到太多的工具而使得学生产生混乱无所适从。
通过这些简单的图形，学生能够熟悉cad中的各种使用工具，知道这些工具怎么用，有些什么样的作用和效果，达到这一步之后，cad的教学就开始进入第二个阶段——复杂图形的综合应用。之前一个阶段为的是让学生掌握工具的使用方法，但这些工具什么时候使用，一些图形使用什么方法做是最快捷方便的，学生们还没有概念，有些学生拿到一个图他们有无从下手的感觉。这时候，在教学时，第一个要做的是给学生演示制图的过程，教会他们分析的过程。在绘制之前，先给学生们分析图形的构成，一个复杂的图形通过分析将其解构成一些简单的图形，比如一些零件的弧面是由多个圆弧相切连接起来的，这时候就要给同学分析哪里到哪里是一段，哪里到哪里又是一段，同时也要给出分析，这些圆弧用工具画的时候怎么做，是直接圆还是直接圆弧，如果是圆又要看哪一种作圆的方法才能做出来。分析完图形的构成之后要给学生灌输作图的流程，从中心线开始，先外后内，先易后难，让学生养成一个良好的作图流程习惯对制图的速度和准确性都有着很好的效果。
分析完成之后，要将制图的过程演示出来，所以先由教师来做，因为之前的分析过程的存在，所以在制作的时候常常利用提问的方式来加深学生们对图形制作的理解，做到一些关键的部分，让大家回忆分析过程时讲解的方法，然后在演示完毕之后，让学生们自己绘制一遍，实际练习和感受，这是无论怎样详细的讲解也无法代替的。
通过一段时间的演示练习，在学生掌握良好的情况下就可以进行第三个阶段——自主绘图，在这个时候，学生对制图的方法过程都有了一定的理解，现在要培养的则是学生的独立思考能力了。这个时候，以学生自己练习为主，老师单独指点为辅，培养学生的独立分析能力和做图能力，必须让学生自己去画，让他们学会自己读图分析，自己去想如何使用工具去实现，在他们独立制图的时候，他们才会发现各种各样的问题，引发他们的思考，这时候老师所要作的一个是启发他们，而不是代替他们去做，再者就是解答他们遇到的各类问题，提出各种可能，纠正一些不正确的方法。
在这期间你还会发现很多学生们的奇思妙想，制图是一个灵活的作业，没有一个固定的做法，有着各种途径去实现，在教学中你也会通过学生的练习去发现很多没有想到之处。
2.融合式授课：将两门课作为一门课讲授，按1:3比例讲，先讲《机械制图》，后讲《cad》，以《cad》为主，《机械制图》为辅，以《机械制图》为线贯穿始终，在讲《cad》时与《机械制图》结合起来，时时不忘《机械制图》国家标准，用《cad》带动《机械制图》，每讲一节cad时，对机械制图作相应的简要介绍，尤其是要按照机械制图知识建立三维立体图形去体会cad作法，在cad作图完成即初步检验图形，并应留一定量的作业，全部要用cad来完成，最后训练出来的是能够结合机械制图且熟练掌握应用cad的人材。融合式优点：两者兼顾，既应用了机械制图国家标准又适应了cad的先进性，既在头脑中建立了三维立体图形，又应用计算机绘制了图形，并且可以较早甩图板绘图。使学生结合机械制图作图法，进一步深入与透彻理解cad命令。
三、教学中应注意的问题
1.在《机械制图》教学中，要注意新国标，简化画法，特别是视图的正确性画法。以突出动手能力和实用性为主线，对画法几何部分要适当选取一定幅度的适用内容，不必强求理论体系的完整性。
2.在《cad》教学中，要注意细节与精确的实际技能项目。典型的特定技能如：极轴追踪，极坐标，尤其是一些标注上的要求和各项设置问题，一定要严格训练学生以机械制图国家标准为准，不要标错和画错。这些关键性的应用技能与技巧，教师要通过多层次、多方位的训练，使学生切实地掌握。例如：图形合并（pedit）命令，是一个非常重要的命令，当与机械制图的实际应用实例想结合对照进行教学后，学生感到真正学深学透了。
专业课教学应当有针对性地培养相应技能型人才，将《cad》与《机械制图》真正的有机融合在一起，有利于人才的培养。有利于职业教育与产业结构调整密切相关，职业教育与本地的产业紧密衔接，相辅相成。
参考文献：
【1】姜毅平.《cad》与《机械制图》课程的有机融合.
机械cad篇9
关键词：现代；机械设计；三维CaD技术；优势；应用分析
1三维CaD技术
三维CaD技术，是基于计算机辅助设计的一种更深层次新兴技术，由核心的软件系统与物质基础的硬件系统两个重要部分构成，在制造技术中极具先进性。同时，三维CaD技术具有直观性、安全性的特点。从目前的发展情况来看，三维CaD技术发展势态非常好，较高水准的硬件条件可确保设计过程中的零差错，而在软件方面也能够满足及适应现阶段的发展需求。
2CaD在机械设计中应用的优势
2.1缩短设计周期
CaD技术在机械设计中应用的最大优势，便是其能够将机械设计中复杂的几何造型问题进行有效的解决。在机械设计中涉及到很多复杂的图形，通过计算机技术能够将这些简单的图形进行组合和加工，从而形成符合机械设计需要的复杂图形。同时，在机械设计中应用CaD能够自动生成截交线，有效地缩短设计周期，能够为机械设计提供更充足的时间。同时，利用CaD技术能够对机械设计产品的性能进行测试，并且根据系统数据库中的信息对产品设计的数据进行修正，从而促进机械产品设计质量的提升。
2.2提高机械产品的科技含量
市场经济的快速发展使得机械设计领域的竞争日益加剧，而通过CaD技术的有效应用能够促进机械设计产品的科技含量，使其更具技术优势，促进其市场竞争力的增强。在机械设计过程中运用CaD技术，能够有效地促进机械设计产品品质的大幅提升，同时也可以利用CimS等计算机技术，促进机械设计技术的不断优化，有效地提高机械产品的设计质量。
3CaD在机械设计中的应用现状
3.1三维CaD技术应用前景广阔
CaD技术的应用是现代机械制造领域中的一个重要的进步，其利用计算机技术为基本的开发平台，为CaD技术的应用提供空间。从当前机械制造领域的计算机技术应用情况来看，基于二维设计的CaD技术仍然占据着较大的份额，而且软件的应用也大多集中在简单的绘图而不是三维结构的设计。随着科学技术的快速发展，三维CaD技术在机械设计中的优势愈加明显
3.2促进产品实体的生成
应用CaD技术能够实现三维建模，主要包括线框模型、表面模型和实体模型三种方式。在当前很多具有建模作用的CaD软件中，都包含了具有建模作用的技术体系，对于机械产品中简单的零件，也可以实现结构的分析，通过结构分析对机械产品设计进行三维实体造型的模拟，再根据模型进行测试和计算，便可以得到符合设计要求的实体产品的生成。在实际的应用过程中，首先要对零件的几何结构和轮廓要素进行分析，并且将其作为三维建模的依据，通过基本体的全面旋转，最终将各个零件的实体造型按照所需要的位置进行装配。
3.3CaD技术在机械设计中的不足
在CaD技术的应用过程中，与设计人员的综合能力有着密切的关系，因此很多情况下，只能通过技术软件实现简单的效果图。有些制造企业在CaD的采购和应用方面缺乏系统的方案，容易导致一些资源的闲置，使得企业的效益受到影响。
3.4机械零件实体建模过程中的应用
鉴于三维CaD技术具有直观性、立体性的优点，计算机三维CaD系统为机械零件的实体建模提供了三种模型，即线框模型、表面模型、立体模型。在三维CaD技术软件中，一般会自带一些简单的图形，如圆形、楔形体、圆柱体、立方体等，设计者可以利用系统功能中的布尔运算，将自带的图形进行一系列的排列组合及运算，以构造出一些复杂多样性的结构，最终在结合设计者的心中想法来设计出心中的图案。在经过一系列操作之后，设计者根据机械设计方案来进行机械零件的实体建模，进而得出机械产品零件的三维实体模型。
3.5生成实体装配图过程中的应用
在完成机械零件的试图建模之后，就要生成实体装配图。在这个过程当中，设计者可通过三维CaD技术软件的三维编辑功能来完成，根据设计方案将各个独立性的机械部件进行排列组合，尤其是那些复杂零部件在分析其所在坐标及运动位置后，进行合理排列组合，以获得新的部件。而后，利用三维CaD系统中的数据分析、曲面造型、立体构筑等功能进行机械零部件的装配，最终完成实体装配图的生成，从而确保机械设计方案的顺利形成，便于设计方案的进一步实施。
3.6模具集成制造过程中的应用
机械设计的最后一道程序便是模具的集成制造，根据设计方案来制造与生产出实际的机械产品。当然，在机械产品的模具集成制造过程中同样离不开三维CaD技术的辅助与支持，机械设计工作人员结合利用模具CaD技术与模具激光快速成型技术来进行模具集成制造。设计工作人员通过三维CaD系统中的多个功能模块来构建工程数据库，充分结合三维CaD技术与机械Cae软件，以保证机械实体造型的合理性、可行性，最终促进模具集成制造的顺利进行。
4CaD在机械设计中应用的趋势
4.1集成化
为了促进CaD在机械设计中的有效应用，必须要促进CaD技术的集成化发展，并且将机械产品的设计过程和生成过程进行有效的结合和管理，有利于促进产品设计质量的提升。在实际的应用过程中，需要将CaD与Cam进行有机的结合，将CaD在机械设计中的应用成果进行充分的体现，从而实现机械设计的自动化。通过CaD的集成化技术发展，能够构建一个完整的、快速的机械产品设计和开发系统，同时在并行工程运行环境下实现机械产品设计的测试与调整，从而促进机械产品的规模化生产，促进机械制造企业竞争力的增强。
4.2智能化
当前，在CaD技术的应用过程中，仍然需要结合人员的操作才能完成，对于设计师的操作有着一定的依赖性。同时，由于人为因素的存在，使得机械设计过程中容易产生各种误差，对机械设计的科学性产生不同程度的影响。因此，未来CaD技术的应用，必须要向着智能化的方向发展，并且积极地引进人工智能系统和专家指导系统，为CaD技术的发展创造更坚实的技术支撑。通过人工智能系统的应用，能够根据机械产品设计的需求，对相关的数据进行判断和推理，并且做出相应的决策，从而为机械产品设计提供更完善的数据基础。在专家系统中收录了大量的专家经验，通过专家技术的应用能够促进机械产品设计水平的大幅提升。
5结语
综上所述，随着科学技术的快速发展，CaD技术将向着更加集成化和智能化的方向发展，在机械设计领域中发挥重要的作用。CaD技术在机械设计领域中的应用，能够有效地提高机械设计产品的质量，并且实现机械产品的规模化设计，提高机械产品设计的技术含量，促进其市场竞争力的提升。总之，CaD在机械设计领域中的应用，能够促进机械产品设计水平的全面提升，而且有着十分广阔的发展前景，在促进我国机械设计持续发展方面发挥着重要的作用。
参考文献
[1]李秋娟，张兵.论CaD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].化学工程与装备，2010，（3）.
[2]范红.论CaD在机械设计中的应用[J].才智，2011，（22）.
机械cad篇10
关键词：机械设计CaD发展
二维CaD(ComputeraidedDesign)是我国机械行业目前应用最普遍的技术，然而，传统的二维CaD只是起到了电子图版的作用，因为它没能解决设计中最困难的几个问题，如：复杂的投影线生成、尺寸漏标、机构运动关系分析、设计的更新与工程管理等。所以，二维机械CaD没有做到真正的计算机辅助设计。随着计算机性能的提高，信息处理的智能化，机械设计手段正从二维CaD向三维CaD过渡，有相当一部分企业已完成了从二维CaD向三维CaD的转换，并取得了巨大的经济效益。相对于二维系统而言，三维系统才是真正的计算机辅助设计。
一、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：
（一）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。
（二）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。
（三）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。
（四）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。
二、三维CaD技术对机械设计的影响
三维CaD技术从根本上改变了机械设计的进程和质量，引进了现代设计概念，克服了传统设计带来的弊端，使机械产品的设计与生产发生了深刻的变化。
（一）更强调创新机械设计
传统设计中改型设计多，只能改变现有产品中某些尺寸，或只能消化某些产品，仿照生产，因此无法实现创新构思，使得产品从根本上没有质的飞跃。而三维CaD技术在方案设计阶段，充分利用专家系统及现代科技新理论，建立多种机构进行构型对比，立体感强、效果逼真，更能激发设计人员的新颖构思。
（二）设计过程的并行化和智能化
随着局域网和internet的普及，绝大多数人已认识到，网络将是21世纪发展的首选工具。一个大中型产品的设计不是一个人或是少数几个人能够完成的，而网络将这种设计任务的并行性的可能性大大提高。三维CaD技术使得设计人员之间的交流更容易，减少了交流过程中的不必要错误，网络交流更直观。
（三）设计和生产的一体化
计算机技术在设计中的应用已从以往的绘图发展到当今的三维建模、虚拟制造、智能设计及CaD/Cae/Cam集成阶段。三维设计软件是当今最先进的CaD软件，在发达国家与工程设计有关的各个领域得到了广泛应用。比如：美国福特公司应用三维CaD技术后将新型汽车开发周期从18个月压缩到12个月，减少了90%的实物模型，减少新产品的设计更改50%以上，减少新汽车试制成本50%，提高投资效益30%。波音公司新一代777客机生产中实现了“无图纸设计”，其先进的CaD/Cam技术走在了全世界的前面。
三、三维CaD技术在目前机械设计中存在的问题
CaD技术在机械设计中的优势是非常明显的，它给企业带来了效率与效益，但在有些企业却效果不好，主要表现在：
（一）未能真正实现辅助设计
很多使用者并未实现真正的设计，目前很多单位用CaD软件可以做出三维模型，但仅仅是为了做三维效果图，并未真正实现运用三维CaD软件进行整体空间设计和受力分析，还停留在平面图设计方面。他们只是做到用计算机出图，只停留在这个阶段，就失去了作用，因为CaD是辅助设计，不是辅助绘图。
（二）精通CaD技术的设计人员缺乏
三维CaD系统是一个复杂、多样的系统，并不是每个设计人员都能很好地掌握，更何况大部分设计人员没有接受过CaD的应用培训，对CaD的多数功能一无所知，他们完成的设计很可能就存在一些缺陷。
四、发展趋势