機械工藝設計中CAD技術的應用

（承德技師學院教學機加工廠，河北 承德 067000）

機械工藝設計中CAD技術的應用

石鳳武

（承德技師學院教學機加工廠，河北 承德 067000）

機械工藝設計中，CAD技術應用普遍，且發展空間廣闊。機械科研人員要依據自身工作背景，對CAD技術進行熟練掌握及應用，以推進我國機械工程設計。本文主要對CAD技術進行論述，分析其特點，闡述其在機械工藝設計中的應用優勢，提出具體應用方法，實現機械工藝設計及生產水平的提升。

機械工藝；設計；CAD技術；應用

目前機械設計應用日漸普遍，機械設計繪圖也已經由最初的二維向三維轉變。施工單位及相關技術人員要認識到在機械工藝設計中應用CAD技術的重要性，明確具體實施方法，為機械工藝設計及發展提供良好的技術及工藝依托。

1 CAD技術概述及特點

1.1 CAD技術概述

CAD技術主要經計算機輔助設計。計算機網絡功能強大，高速運算與圖形處理能力兼備，能夠為設計工作提供輔助，使相關項目及產品設計和分析更加科學、合理，達到最佳技術應用及設計效果。該項技術極為先進，有助于產品質量提升，而且能夠實現技術革新，屬機械工藝設計中的重點內容。具體實施方法是將CAD軟件安裝到計算機上，科學論證及分析設計工藝及產品，實現仿真優化模擬，滿足工藝需求。

1.2 CAD技術機械工藝設計特點

科技背景下，CAD系統得到了全面優化，其能夠改進和提升產品設計質量及速度，使具體實施過程中的技術含量不斷提高，并對原有機械設計應用方式進行改進，消除機械工藝設計中的不足。具體應用特點如下。

（1）對各項信息進行完整處理。機械工藝設計問題處理中，CAD系統屬核心技術。不僅能夠使技術結構更具模塊化特征，也能夠滿足產品特性。具體而言，即依據產品設計要求及過程，對系統進行深層次理解，為準確的信息及產品使用過程具備清晰的認識。

（2）優化產品及工藝設計效果。將CAD技術應用到具體設計工作中，可以三維立體方式，對產品進行呈現，從而在展示過程中發現不足，并予以糾正，有助于產品革新，并實現產品質量提升。將CAD技術應用到機械工藝設計中，可對設計產品進行立體化展示，實現產品設計優化。

2 機械工藝設計中CAD技術優勢

2.1 提升機械設計工作效率

在機械設計工藝中，選用CAD技術，能夠提高生產效率。經實際數據比對之后，應用CAD技術在機械設計過程中，實施機械模型構建，能夠依據設計者需求，仍依照原樣，對無改動部位進行有效應用。將CAD技術應用到機械設計中，能夠提升產品設計質量及速度。

2.2 提升產品技術含量

科技的快速發展及生活水平的提高，使人們對機械工藝設計提出了很高的要求。產品性能很大程度上取決于設計過程中的技術含量。當前，CAD技術在機械工藝設計中應用越來越廣泛，使設計過程更具技術保障。例如，受力分析法和優化分析法等，均被應用到該過程中。因而，在機械產品設計中，對該技術進行優化應用，有助于機械產品設計質量及效率提升，為各項工藝實施奠定良好的基礎。

2.3 實現機械設計變量化和數據化

機械產品設計質量與變量化和數據化實現具有很大關系。其繪圖畫樣中，應用到的工具有筆、圖紙和尺子。倘若出現局部變動，整個設計圖紙無效，需重新繪圖。因此，最終設計圖紙往往是通過不斷重復、修改后得到的，工作量大，效率低。CAD技術背景下，設計人員可執行相關產品設計，僅在計算機中輸入相關產品信息，計算機會依據相關數據，對產品基本模型進行自動生成。倘若需要對相關產品進行修改，設計人員僅修改部分數據即可，以降低工作人員工作強度，提升產品設計工作效率，使產品模型更具精度及質量保障。

2.4 促成CAD/CAM技術集成

CAD技術的升級和發展，使機械制造行業生產設備已經由普通機床轉化為了數控機床。單個零件設計生產更具集中化特點。CAD/CAM系統組成模塊極為豐富，包括圖形編輯、三維繪圖、曲線造型、數控加工、仿真模擬、有限元分析等，其載體為工程數據庫，依據實體造型得出工程數據，功能比較多樣化。CAD/CAM系統集成能夠避免工作人員借助該技術，實施零件設計，經數控加工后，出現雷同情況。二者的集成，使模型更具數字化和集成化特征，縮小零件設計與實際生產應用間的差距。

3 機械工藝設計中CAD技術的應用

3.1 繪圖部分應用

繪圖在機械產品生產設計中極為重要，CAD技術在該過程中極具適用性，能夠提高機械工程設計質量。應用該技術，使原有繪圖方式發生了改變，并使繪圖設計人員各類構想和需求等不斷豐富，使設計內容及方法，更具多樣化特征，使繪圖過程更加標準、清晰。近年來，數字化技術應用日漸普遍，且發展速度極快，CAD技術使傳統繪圖設計工作更加直觀、清晰、簡單。在機械工藝設計中，將該技術應用到繪圖過程中，既能夠提高繪圖人員工作效率，也有助于設計質量提升及工藝改進。

3.2 建模部分應用

機械工程設計中，CAD技術主要應用范疇是機械建模，其屬于機械工程設計中的核心內容。最常見的三維建模形式有線框模型、表面模型和實體模型三種。實施三維設計工作時，尤以參數化和變量化設計最為關鍵。但是，以往二維建模系統無法實施參數化設計。而CAD技術基礎體系架構極為豐富，以此為基礎，能夠實現零件模型構建。例如，系統中包含的基本體系類型很多，包括球體、圓柱體、立方體等。部分設計工藝極簡單的零件，可被分解為多個小塊的基本體，經三維實體造型和布爾運算，生成零件模型。部分零件模型較為復雜，實施難度相對較大。首先，采用正確的方式，對圖像二維幾何輪廓進行繪制，借助三維造型，得出零件模型。充分發揮CAD技術的建模作用，依據產品需求，實施模型構建，使其與產品尺寸保持一致。CAD建模有助于機械工程設計人員創造性發揮，設計人員可通過三維空間，經簡單的操作，對零部件進行修改、控制，或重新執行設計工作。當零件某一部位發生更改或變化，其他部分也會因干擾，而發生改變。因而，以CAD技術為依托，能夠使零件設計更加真實、靈活，而且能夠在具體工藝生產中，對其進行廣泛應用，最大程度降低該過程中的誤差，使零部件設計更加精準，設計周期短，效率極高。

3.3 智能化應用

在機械工藝設計中，應用CAD技術，能夠進行工程分析和結構優化。將該技術應用到零部件設計中，操作過程極為簡單，設計人員僅需要對零部件實施力學分析，并對其內部結構優化進行考量，便可使零部件符合相關質量要求及標準。CAD技術使零部件工程分析和結構優化效率不斷提升。與此同時，執行具體設計工作時，借助三維立體圖形實施虛擬模型構建，有助于對零部件相關數據進行全面分析，從而依據實際分析結果，優化和調整產品設計。該方式在復雜零部件設計及深度優化工作中極具適用性，能夠提高產品設計效率，使其更具科學性和實用性。

4 機械工藝設計中CAD技術發展前景

以計算機輔助技術為依托，設計人員可直接實施三維建模，秉承數據集合參數及設計理念，以在該界面內，對機械工藝設計過程進行全面分析和研究，以統一應用設計數據，得出更加完善的設計方案，并予以優化。CAD技術在機械工藝設計過程中的應用基礎是已經建立且完全統一的數據庫，對整體零部件及設計進行全面探析，基于長遠目標，實施工作觀察，CAD技術必將對其他繪圖軟件進行替代。

近年來，CAD技術得到了相應的改進，能夠經各項技術手段，對設計內容進行全面評估，借助動態材料，對最終組織結構具備清晰的認識，實現機械生產水平的提升。同時，設計過程也更具專業性，有助于實現整體化管理。CAD技術應用過程中，會耗費大量設計時間，也需要對機械生產質量及效率進行兼顧。增加設計次數，實施信息采集，達到最佳設計效果。CAD技術經改進后，實施新型產品設計及功能優化，在最短時間內，對相關機械內容進行構建，凸顯該技術優勢。

5 結語

綜上所述，CAD技術在我國機械工藝設計中極具應用前景。依據實際工藝背景，對該技術進行科學應用，能夠將機械工藝設計中的不良因素消除，使其質量與效率兼備。同時，該技術也有助于整體設計工作的發展及創新。設計人員要依據實際工作要求，對該技術進行科學應用，并加以拓展，使其貫穿于機械工程設計的各個環節，提高機械工程設計質量，實現設計過程優化，使其朝向智能化、精細化方向發展，全面提升機械工藝設計水平。

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TH162；TP391.72

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：1671-0711（2017）08（上）-0125-02