機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中改進(jìn)的CAD技術(shù)應(yīng)用探討

劉亞楠（許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 許昌 461000）

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機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中改進(jìn)的CAD技術(shù)應(yīng)用探討

劉亞楠
（許昌職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 許昌 461000）

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，如今我國(guó)機(jī)械工藝的應(yīng)用非常廣泛，特別是隨著CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使原本粗糙、簡(jiǎn)單的機(jī)械工藝設(shè)計(jì)更為科學(xué)和細(xì)致，而且有效降低了機(jī)械工藝設(shè)計(jì)工作人員的工作壓力。CAD技術(shù)能夠進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)和數(shù)值的運(yùn)算，同時(shí)還能夠進(jìn)行圖像的立體展示，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)能夠更進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)機(jī)械工藝的發(fā)展。本文主要分析了CAD技術(shù)原理及特點(diǎn)，并針對(duì)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中改進(jìn)的CAD技術(shù)應(yīng)用途徑進(jìn)行了研究和探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)；CAD技術(shù)；技術(shù)原理

隨著全球逐漸走向智能化、信息化時(shí)代，如今在很多行業(yè)和領(lǐng)域都需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)工作，如在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)能夠簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)操作，提高設(shè)計(jì)效率。CAD技術(shù)主要是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，可以設(shè)計(jì)和顯示復(fù)雜的機(jī)械數(shù)據(jù)模型，并能夠通過(guò)仿真技術(shù)進(jìn)行針對(duì)機(jī)械圖樣的檢測(cè)。目前我國(guó)CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)用還存在一定的問(wèn)題需要改善，以期促進(jìn)其能夠更加符合機(jī)械工藝設(shè)計(jì)要求，從而推動(dòng)我國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。

1 CAD技術(shù)原理及特點(diǎn)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，CAD技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要應(yīng)用軟件之一，隨著計(jì)算機(jī)的普及和推廣而受到了人們的廣泛應(yīng)用，特別是相關(guān)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，如機(jī)械工藝設(shè)計(jì)。CAD技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)能夠有效改變老舊的設(shè)計(jì)模式，以其簡(jiǎn)單化和提高效率的優(yōu)勢(shì)迅速受到設(shè)計(jì)工作人員的喜愛(ài)。機(jī)械工藝設(shè)計(jì)主要是指根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，即需要通過(guò)相關(guān)的參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)過(guò)程，即利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)信息的處理，以滿足自動(dòng)化設(shè)計(jì)要求。

CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)用主要為讓機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員利用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械繪圖，機(jī)械設(shè)計(jì)圖一般包含線框模型、表面模型和實(shí)體模型等三種。很多CAD軟件都具備簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)體系，在方便機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員設(shè)計(jì)工作的同時(shí)，提高設(shè)計(jì)工作效率。一般CAD軟件包含常見(jiàn)的基本結(jié)構(gòu)體系有球體、長(zhǎng)方體、圓柱體、圓錐體和楔形體等，機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員完善利用該基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系則能夠提高工作效率。CAD技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械圖像的設(shè)計(jì)，因此其還可以進(jìn)行修改，具有操作簡(jiǎn)便性，應(yīng)用廣泛性等特征，如今已經(jīng)逐漸發(fā)展為設(shè)計(jì)工作人員必須具備的技術(shù)。另外CAD技術(shù)的三維模型建模功能得到了機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員的廣泛利用，該功能能夠?qū)⒍S圖樣轉(zhuǎn)換為三維模型，甚至還可以利用3D打印機(jī)將設(shè)計(jì)模型直接打印出來(lái)，更加直觀的展示。機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員可以通過(guò)三維CAD技術(shù)和3D打印，明確觀察到設(shè)計(jì)樣式的結(jié)構(gòu)、大小等參數(shù)，對(duì)于存在錯(cuò)誤得到地方可以及時(shí)進(jìn)行更改，避免增加產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

雖然目前CAD技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，但能夠發(fā)揮CAD技術(shù)所有功能的設(shè)計(jì)單位不多，仍然有很多設(shè)計(jì)人員只是將CAD技術(shù)進(jìn)行基本圖樣的設(shè)計(jì)，甚至還有些設(shè)計(jì)單位進(jìn)行只利用CAD技術(shù)進(jìn)行平面設(shè)計(jì)，沒(méi)有真正發(fā)揮CAD技術(shù)的作用，單純將其作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具。

2 機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中改進(jìn)的CAD技術(shù)應(yīng)用途徑

隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械工藝也取得了一定的進(jìn)步，如數(shù)控機(jī)床、機(jī)械加工中心等構(gòu)造均在不斷發(fā)展之中，因此CAD技術(shù)作為機(jī)械工藝設(shè)計(jì)工作中的主要工具，其也必須隨著科技的進(jìn)步而不斷發(fā)展。傳統(tǒng)CAD技術(shù)主要是進(jìn)行簡(jiǎn)單的制圖，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，如今CAD技術(shù)已經(jīng)逐漸向數(shù)值化、智能化和高度化方向發(fā)展，如CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）等，甚至兼容CAM 和CAE的新技術(shù)也逐漸被研發(fā)。

2.1 改進(jìn)CAD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

CAM/CAE技術(shù)作為比較新穎的設(shè)計(jì)技術(shù)，其主要能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的信息化和智能化，且還能夠針對(duì)人為機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙存在錯(cuò)誤的地方進(jìn)行自動(dòng)修改，即其能夠充分了解機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員實(shí)際需求，從而進(jìn)行全面的檢測(cè)，改進(jìn)錯(cuò)誤的地方。另外機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員還能夠創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并確保設(shè)計(jì)過(guò)程的即時(shí)性，促進(jìn)了機(jī)械工藝的創(chuàng)新性發(fā)展，因此改進(jìn)CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)用具有促進(jìn)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的作用。

2.2 改進(jìn)CAD技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

雖然傳統(tǒng)CAD技術(shù)的功能已經(jīng)比較全面，但隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和CAM/CAE技術(shù)的發(fā)展，CAM/CAE技術(shù)更能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)工作的完善。為了避免機(jī)械工藝設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，傳統(tǒng)平面設(shè)計(jì)方式逐漸被淘汰，主要是由于平面設(shè)計(jì)難以充分展現(xiàn)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中包含的數(shù)量眾多的零部件，同時(shí)也難以明確零部件的實(shí)際位置。而利用CAM/CAE技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)立體模型的構(gòu)建，是所有的零部件及其位置都清楚的顯示，減少錯(cuò)誤的發(fā)生率。而且改進(jìn)CAD技術(shù)還能夠結(jié)合信息技術(shù)，將應(yīng)用在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和共享，以達(dá)到重復(fù)利用和提高工作效率的目的。

另外改進(jìn)的CAD技術(shù)還能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)材料的評(píng)估，即能夠利用CAE技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)韌度、材料組成和碰撞問(wèn)題的動(dòng)態(tài)分析，在降低成本的同時(shí)，確保設(shè)計(jì)材料能夠在機(jī)械生產(chǎn)中得到完善應(yīng)用。而且根據(jù)不同要求開(kāi)發(fā)的CAM/CAE技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)方面具有針對(duì)性，從而有效使機(jī)械工藝達(dá)到設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)管理統(tǒng)一化的目的。改進(jìn)CAD技術(shù)能夠有效提高設(shè)計(jì)效率，從根源上減少機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。此外改進(jìn)CAD技術(shù)的數(shù)據(jù)信息保存工作能夠在創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)中得到良好的應(yīng)用，即機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員需要將部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，而另外零部件設(shè)計(jì)則可以直接應(yīng)用保存的數(shù)據(jù)信息，從而實(shí)現(xiàn)提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率的作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)智能化、信息化、自動(dòng)化過(guò)程成為機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員非常關(guān)注的問(wèn)題，而CAD技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工藝設(shè)計(jì)工作中的主要計(jì)算機(jī)工具，良好利用其改進(jìn)技術(shù)CAM/CAE技術(shù)能夠有效實(shí)現(xiàn)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)自動(dòng)化。目前我國(guó)CAD技術(shù)與國(guó)際水平仍然存在一定的差距，因此我國(guó)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)CAD技術(shù)的改進(jìn)研究，如CAM/CAE技術(shù)有效提高機(jī)械工藝設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度，確保零部件設(shè)計(jì)更加精確。

參考文獻(xiàn)：

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.027

作者簡(jiǎn)介：劉亞楠（1985-），男，河南許昌人，本科，助教，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造。