CAD技術在機械工藝設計中的運用

張群芳

摘 要：CAD技術是作為21世紀應用非常廣泛的一項技術，為我國機械工藝帶來了革命性變化。通過引入CAD技術，能夠有效推動機械化發展，減少了傳統手工機械技術使用比例。文章首先對CAD技術展開分析，探究CAD技術在機械加工工藝中的主要問題，進而提出CAD技術在機械工藝設計中的運用。

關鍵詞：CAD技術；機械工藝設計；計算機輔助

引言

CAD技術是一種計算機圖形應用軟件，在各行各業中的應用極為廣泛，現如今CAD技術愈加成熟，極大的方便了機械工藝設計工作，受到了諸多工程師的青睞。在機械工藝設計中，CAD技術能夠有效提供三維、二維可視化設計，并通過計算機屏幕將設計效果展現出來，通過可視化三維、二維模型，能夠更加直觀的看到機械工藝設計成果，為企業決策提供有效依據。

1 CAD技術概述

CAD技術作為一種計算機繪圖工具，其主要依托于計算機技術的發展。對于機械工藝設計行業來說，CAD技術主要是針對機械工藝設計中的組成流水線、零配件示意圖為主。相比傳統的計算機繪圖軟件，CAD技術能夠一改傳統設計軟件的弊端，創新了工藝設計的方法與模式，通過現代化技術與分布理念，實現模擬設計成果，并根據施工流程，根據三維、二維繪圖來提供生產成果。

對于CAD技術來說，保障CAD設計質量需要為設計人員提供可靠的繪圖環境，將機械工藝設計圖分為三大種類，即線框模型、三維模型、實體模型。在具備機械實體建模CAD軟件中，通過配備3D打印機能夠有效根據三維模型打印出實體模型，能夠讓工作人員360°觀賞設計成果，并判斷設計內容是否滿足標準。例如在Autodesk公司研發的CAD10.1軟件中，該CAD軟件中包含了6種基本體系設計結構，進而滿足日常機械工藝設計工作。在設計中，設計師只需要將繪制圖形進行分解，通過幾個基本體系結構來完成最終繪圖，能夠提高機械工藝設計效率。

2 CAD技術在機械工藝設計中的問題與策略

雖然CAD技術作為當代設計行業中的主流軟件，但在設計應用中依然存在諸多問題有待完善，因此，想要保障機械工藝設計質量，必須要針對這些問題，提出有效的解決策略，進而提高機械工藝設計質量。

2.1 生產環節整合程度有待完善

現如今，CAD技術受計算機技術與開發技術影響，CAD技術還有待完善。雖然CAD技術在機械工藝設計中的應用非常廣泛，并已經從CAD設計轉化為整體生產的整合，但從目前整合情況來分析，我國CAD技術與機械工藝設計整合工作還處于初期發展階段，各個生產環節之間相互獨立，在各個生產模式中，必須要設計環境與生產環境模型進行獨立設計與糾正錯誤，并未全面實現CAD技術與機械工藝整合，這樣會出現很多重復設計工作，特別是與3D打印技術結合上，雖然給CAD技術與機械工藝設計整合工作提供了技術條件，但3D打印技術并未完全融入到整個機械工藝設計生產環節中。

因此，在這一問題中，必須要加強計算機整合技術，構建CAD技術、機械工藝生產、3D打印技術相互統一的系統憑條，并通過計算機技術實現一體化操作，通過“CAD技術設計——3D模型打印——機械工藝設計生產”的模式，提高生產效率。

2.2 智能化程度較低

以世界領先的Autodesk系列軟件應用來看，CAD技術的到來雖然取代了傳統繪圖設計工作，但從本質上來說是將傳統繪圖工作轉移到計算機中展開運作，很多設計環節依然需要手工操控，智能化水平相對較低，只實現了局部智能化設計。特別是在機械設計與模組檢測中，僅通過計算機技術或CAD軟件，無法滿足設計標準需求，依然需要采用的人工檢測。

因此，可以通過人工智能檢測技術與智能分析軟件來檢測CAD機械繪圖的標準型，并通過操控計算機來完成檢測工作，提高檢測效率。通過人工智能檢測手段與先進的算法，進而實現機械工藝設計生產的技術性突破，進而降低設計、檢測人員的工作量。

3 CAD技術在機械工藝設計中的應用

現如今，CAD技術在機械工藝設計中的應用主要體現在二維平面圖樣的開發和設計、三維建模和三維仿真測試、設計與生產制造全面整合中，并在長時間的應用中取得了突破性進展，有效提高了機械工藝設計質量與效率。

3.1 二維平面設計

二維平面設計是計算機繪圖軟件的基礎，也是CAD技術在機械工藝設計中的一項基本功能。在CAD技術中，二維平面設計是最先應用在機械工藝設計中的一項應用，由于CAD技術軟件能夠有效提供強大的二維平面繪圖功能以及圖形處理能力，能夠讓設計人員通過操作計算機即可完成繪圖工作，并在計算機中展開機械工藝設計，如果設計存在漏洞即可剔除或修補，能夠省下大量的人力。采用CAD技術展開機械工藝設計工作，CAD軟件還能夠對設計圖樣信息與設計信息記性自動化管理。通過云端也能夠查詢到以往設計內容，進而提供參考。CAD軟件在機械工藝設計中示意圖見圖1。在機械工藝設計中，設計師通過在CAD軟件中輸入相應的工藝設計參數，羅列出基礎的設計框架，進而通過采用CAD軟件中的繪畫工具來進行框架填充，通過修補、調整來完善設計效果，最終完成二維平面設計。

3.2 三維建模與三維仿真測試

三維建模與三維仿真測試作為CAD軟件重要功能，能夠有效勾勒出機械工藝設計的三維圖形，該技術已經成為了機械工藝設計中的主流技術。隨著市場對機械工藝設計質量要求不斷提高，CAD軟件中的二維平面設計顯得比較局限。在CAD軟件中的三維建模技術來說，通過輸入一系列的三維數據，進而電腦勾勒出三維模型框架，進而將三維模型呈現出來。在三維模型設計中，待到數據輸出完畢之后，設計師要根據基本設計框架對三維框架進行調整，保障三維框架能夠符合設計標準，進而描繪出機械整體或零件三維示意圖，如果三維設計圖符合標準，即可輸出或上色。同時，三維建模也可以與二維示意圖之間相互轉換，通過輸入二維示意圖，即可通過CAD軟件功能轉變成三維模式（見圖2）。

3.3 設計與生產整合

以當今CAD技術應用情況來看，已經實現了CAD設計與機械工藝生產的初步結合，通過應用CAD軟件特有的插件，工程師、設計師、方案師等能夠通過CAD軟件將CAD圖形轉變為工業生產3D示意圖，進而通過3D打印技術構建實體模型，測試模擬生產效果。這樣就可以減少從設計到生產環節中的繁瑣性與難度，有效提高工作效率。

4 結束語

CAD技術在機械工藝設計中的應用非常廣泛，實現了機械工藝設計改革，將傳統的手工繪圖轉變成計算機繪圖。通過應用CAD軟件，能夠實現二維、三維機械工藝設計圖，并通過融入3D打印技術，實現機械設計到機械生產一體化整合，進而提高機械工藝設計與工藝生產效率和質量，推動我國社會生產力發展。

參考文獻

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