三维CAD技术在机械设计中的应用（二）

tybqq

　　二、关于2D图形的绘制
　　"CAD"的"D"是什么的问题长期以来没有共识，其原因有三：一是多年以来CAD软件属于较幼稚的系统，其能力较弱，事实上AutoCAD R9之前的版本只适于画2D图形：二是相关软件开发商中往往缺乏工程设计经验，不能深刻理解实际设计过程和具体加工方法：三是机械设计是各种设计中比较麻烦和比较不规范的，而其中比较容易做的事也就是画2D工程图。实际设计中，2D绘图工作中包括抄图，但重要的是创建新结构的图形表达方法。譬如说设计一根车床主轴，在开始构思时，说不准应有几段台阶，各有多长。开始制定的粗略数据，很可能在以后的设计过程中被修改得面目全非，只是到了设计快结束时，主轴的参数才真止明确下来，所以说实际上零件具体参数并不是在设计一开始就能确定的。一般的设计过程，总要经过方案草图、装配草图、拆零部件图、正式总装图这样的四部分绘图工作。因此说2D图形绘制的方法是辅助绘图而非辅助设计。
　　因此工程师盼望着CAD技术在辅助设计方面的用处。实际上AutoCAD在2D图形处理中的几何设计功能极强，精度也非常可靠，在掌握了操作技巧或者用不太复杂的AutoLISP程序辅助一下，就能解决许多数学解析法难以解决的工程数据求解问题，所以笔者认为，"Design设计"才是应用CAD的真正益处，它能有效地提高设计质量。
　　三、从三维开始设计是必然趋势
, i" Z0 x  Z) k5 p5 d1 |　　人在现实生活中看到的3D实体，是有颜色、材料、硬度、形状、尺寸、位置等概念的实体，甚至是带有相当复杂的运动关系的3D实体。由于以前的表达手段有限，在机械制图中人们不得不共同约定了与第一象限平行正投影的规则，用几个相关联的2D投影图表达自己的3D设计。这种信息表达是不完整的，而且绘图、读图要经过专门训练，如果能直接从3D概念开始设计，这样的3D模型就能表达出设计构思所需的全部几何参数。只有从三维开始设计，CAD软件对设计的辅助作用就会很容易扩展和贯穿到产品开发全过程。
　　从3D开始的设计，仍然需要2D工程图的表达，而且要遵守传统设计的规范，因此作为CAD基础软件，必须具各从3D白动生成2D的工程图。并且具有双向关联的能力。以此为基础，进一步进行应力应变分析、零件质量属性分析、空间运动分析、装配千涉分析、数字控制可加工性分析、准确的2D工程图生成、外观色彩和造型效果评价、装配产品爆炸图、产品设计数据管理等一系列的需求都应能充分予以满足，这才是CAD技术对设计全过程的有效的辅助，而且是有明确技术效益和经济效益的CAD.因此，传统的以2D工程图为主的图形设计的资料管理将变成3D设计数据的保存和管理，从而使高职院校的机械制图课就可以大幅度删减，尽量保留学生的3D原始概念，随之而来的是2DC程图的画法也应随之大幅度简化。
% ^% K1 ~+ r$ Q; Z( V* H/ _; Z5 G$ f: R　　美国Autodesk公司的产品INVENTOR是目前的很好用的软件之一。它是建立在AutoCAD2002的基础上，具有AutoCAD的全部2D图形处理功能，并且增加了大量针对机械设计的支持功能。它对于3D造型，是基于特征、基于尺寸约束和儿何约束的参数化造型方法，有较好的3D与2D双向关联的能力。对于3D曲面，有良好的造型、修整功能。INVENTOR的另一大特色是为其他公司的应用软件集成到特定的用户环境下提供了相当方便的二次开发接口，这也是对传统AutoCAD开放结构的有效继承和发展。
# a5 ]' e' E! e0 t$ A/ C4 a　　对于复杂的投影线生成，漏标尺寸，漏画图线的问题，在INVENTOR中是很容易解决的、在INVENTOR中，并不直接生成2D工程图，而是首先绘制草图，仅对某些标注尺寸而要人为作些修改和补充。
　　正确可靠的2D投影线，意味若拜易画错的复杂投影和漏画图线的事不会发生了，对于标尺寸的问题，在INVENTOR中是自动解决的，如果对3D造型的尺寸约束不完格，INVENTOR会提示你缺少若干个尺寸或几何约束，因此很少会漏标尺寸。
文章关键词：