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CAD技术在工程设计中的用法

CAD（ComputerAidedDesign，计算机辅助设计）出现在20世纪

60年代，是美国麻省理工大学提出的交互式图形学的研究计划。最

初，CAD的应用只是出现在汽车制造、航空航天等大型GS。随着电子

设备和软件系统的快速发展，CAD也得到了广泛应用。经过长时间的

发展，CAD技术不断改进和完善，也进行了许多的创新，从最初的二

维绘图设计到现在的3D立体绘图设计。现今，CAD已经不再是简单地

用于设计绘图方面，它已经进入到了设计者专业知识中更“智能”的部

分。

?1AutoCAD概述

?在工程制图中使用CAD后，不但能提高绘图效率，而且可以创

造良好的经济效益。随着CAD软件的广泛应用，掌握CAD软件的基

本操作和绘图技巧是每个设计者的必修课。AutoCAD是工程制图人员

普遍使用的绘图软件，下面就结合AutoCAD软件，对CAD软件进行

简单介绍。

?2CAD在工程设计中的优势分析

?设计人员的劳动强度降低，绘制的图形精确干净。传统的手工绘

图，设计人员经常需要使用不同的画笔、三角板、曲线尺等工具不断的

交替更换，并且一不小心就会出错，这时修改的话不但费时费力，很有

可能会使得图形变得脏乱不堪。但是使用CAD绘图就不会出现这些问

题，你只需要手中一个鼠标即可。

?可以提高二维绘图工作的效率。CAD软件对为用户提供了各种

各样的模版，设计者可以在绘图过程中直接调用。在用CAD进行复杂

图形设计时，设计人员只需要调用以往使用的信息，对其中的个别零件

进行重新设计和绘制，这就使得工程设计的效率得到了大大提升。

?更加符合设计人员的设计过程。CAD技术能够保障遵从人类的

设计思维，随时随地地更改设计，使得设计师可以走一步看一步的梦想

得到了实现。一般的机械设计师在设计时总是先构思后表达，由于脑海

中构思出的产品形状是三维的，因而直接建立反映产品真实几何形状的

三维实体模型自然是理想的表达方式。CAD技术的应用可使机械设计

师更加专注于产品设计本身，而不是产品的图形表示，符合机械设计师

的创新意识，有利于设计的连续进行。由于CAD三维设计得到的三维

立体图具有直观、易于理解等特点，不仅能促进机械设计师的思维深

入，而且也便于与他人进行交流。

?3CAD技术在工程设计中的应用

?CAD利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。它

被广泛地应用在工程设计CAD项目的管理、初步设计、分析计算、绘

制工程、统计优化等方面。下文就CAD技术在工程设计中的应用进行

分析。

?3.1实现了实体建模

?在CAD技术出现以前，设计人员只能凭借自身的想象来构思设

计方案，随着CAD技术的出现和发展，使得实体设计这一想法得到了

实现。计算机中的图形就犹如活生生的实物一般出现在人们眼前，设计

者设计的零件可以在计算机中动态地转动，可以进行虚拟的切割、打磨

和焊接。设计者在与他人交流时一些复杂的图形难以用语言来表达清

楚，这时运用CAD技术绘制的图形就可以使交流更加方便易懂。实体

建模的实现，对设计者绘画技能的要求不再那么苛刻，CAD软件为设

计者提供了一个自有标准件库和零部件数据资源库，还有特征体库、紧

固件库等，还提供了构造自由曲面的工具和方法，因此只要对模型进行

调用、编辑、修改、施加约束或复合操作，就可构造出需要的工件。

?3.2智能CAD技术的应用

?随着CAD技术的发展和人们需求的不断提高，人工智能等各类

技术逐渐融入到CAD系统中，形成了各种智能CAD系统。知识的应

用使CAD系统的“设计”功能和设计自动化水平大大提高，对产品设计

全过程的支持程度大大加强，促进了产品和工程的创新开发。智能

CAD在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库，能

够为设计者在设计方面提供一些专业的知识与帮助，同时可以根据设计

人员的意图和要求智能地设计图形、优化设计方案。现代设计的核心是

创新设计，人们正试图把创新技术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。

?3.3三维CAD技术的应用

?传统二维设计中一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、

圆、弧、文本……”等几何元素的集合，系统内表达的任何设计都变成

了几何图形，这样的设计往往缺乏立体效果。同时传统设计中，仅仅是

依靠已有的资料进行借鉴和改造，设计常规，易给人一种呆板的感觉。

而三维CAD技术的应用，就可以使方案在设计阶段充分利用专家系统

及现代科技新理论，可以在软件中建立各种机构，进行构型对比和设计

创新。同时