基于CAD技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)研究

劉景亮，柳文波

（南陽理工學(xué)院機(jī)械系 河南 南陽 473004）

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，CAD技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。機(jī)械設(shè)計(jì)是按照用戶實(shí)際需求來設(shè)計(jì)機(jī)械的過程，能夠?yàn)闄C(jī)械制造提供重要的信息和計(jì)劃。CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用符合機(jī)械設(shè)計(jì)的要求，適應(yīng)機(jī)械設(shè)計(jì)過程，能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)的效率，同時(shí)能夠節(jié)省生產(chǎn)成本。因此，研究基于CAD技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 提升機(jī)械設(shè)計(jì)效果

機(jī)械設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者展示自身設(shè)計(jì)水平，彰顯設(shè)計(jì)能力的過程。在產(chǎn)品制造之前，設(shè)計(jì)師在計(jì)算機(jī)中使用CAD技術(shù)可以對(duì)機(jī)械產(chǎn)品修改，能夠及時(shí)修復(fù)產(chǎn)品不足，能夠減少不良品的產(chǎn)生。同時(shí)，設(shè)計(jì)師可以使用CAD技術(shù)來構(gòu)建機(jī)械產(chǎn)品模型，能夠用不同的思路去設(shè)計(jì)產(chǎn)品，有利于設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的機(jī)械產(chǎn)品。另外，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中可以檢測(cè)一些新想法是否實(shí)用，能夠激發(fā)設(shè)計(jì)師的靈感，讓設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出新穎的機(jī)械產(chǎn)品。CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠提升機(jī)械設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)師可以通過計(jì)算機(jī)展示作品，能夠帶給用戶最直觀的體驗(yàn)。

2.2 提升機(jī)械設(shè)計(jì)速度

機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)周期性過程，也就是說機(jī)械設(shè)計(jì)要在一定的時(shí)間范圍內(nèi)完成，這就意味著機(jī)械設(shè)計(jì)工作必須要快速完成。CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用大大提升了機(jī)械設(shè)計(jì)的速度，縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)周期，提升了機(jī)械設(shè)計(jì)效率。在設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的過程中，設(shè)計(jì)師要同時(shí)設(shè)計(jì)多個(gè)零件，還要考慮零件的搭配問題，需要花費(fèi)大量的精力和時(shí)間。CAD技術(shù)的出現(xiàn)給設(shè)計(jì)師帶來了新的設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)師可以利用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模型，可以同時(shí)設(shè)計(jì)多個(gè)零件，而且可以隨時(shí)根據(jù)用戶需求更改參數(shù)，設(shè)計(jì)的靈活性更高，產(chǎn)品的實(shí)用性更強(qiáng)。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師可以使用已有的信息記錄，不用設(shè)計(jì)出全部的零件，能夠減少建模所花費(fèi)的時(shí)間。

2.3 提升資料存儲(chǔ)能力

機(jī)械設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)師利用已有經(jīng)驗(yàn)的一個(gè)過程，也就是說設(shè)計(jì)師在模仿以前的機(jī)械設(shè)計(jì)過程來設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提升了資料存儲(chǔ)能力，能夠利用計(jì)算機(jī)保存信息文件，有利于資料的隨時(shí)使用。設(shè)計(jì)師可以利用CAD技術(shù)來設(shè)計(jì)產(chǎn)品，可以套用已經(jīng)構(gòu)建好的模型，可以直接調(diào)用存儲(chǔ)好的圖紙，不僅能夠保證資料的安全性，而且能夠減少不必要的損失，節(jié)省了大量的生產(chǎn)成本。設(shè)計(jì)師可以將文件存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)資源空間，也可以將文件刻錄成光盤，資料的易用性得到了提升。

3 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

3.1 建立三維模型

三維模型構(gòu)建是CAD技術(shù)的一大特色，也是CAD技術(shù)的重要功能。設(shè)計(jì)師可以在軟件中設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的三維模型，能夠直觀立體地展現(xiàn)模型的方方面面，不僅能夠給用戶帶來良好的視覺體驗(yàn)，也能夠幫助用戶了解設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)。在CAD技術(shù)應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)師可以通過三維CAD軟件來建模，軟件中為設(shè)計(jì)師提供了多種組件和模型，能夠滿足設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)需求，而且能夠根據(jù)設(shè)計(jì)師的實(shí)際操作靈活變化模型，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思維表達(dá)出來。對(duì)于復(fù)雜的設(shè)計(jì)圖來說，CAD軟件可以自動(dòng)排列所有的圖案，組合出最符合用戶需求的圖案，從而讓設(shè)計(jì)師建模更加容易、更加方便。三維模型相對(duì)于二維圖形來說更加生動(dòng)、具體，設(shè)計(jì)師能夠通過建模來檢測(cè)設(shè)計(jì)的合理性，從而找出機(jī)械產(chǎn)品的問題。

3.2 形成設(shè)計(jì)方案

機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案是機(jī)械制造的重要依據(jù)，決定著機(jī)械制造的每一個(gè)步驟，影響著機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師必須完成的一項(xiàng)工作就是做出設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案主要包含機(jī)械產(chǎn)品的相關(guān)信息，而這些信息都可以通過CAD技術(shù)獲取。設(shè)計(jì)師可以通過CAD技術(shù)來編輯設(shè)計(jì)方案，來排列組合零件，能夠設(shè)計(jì)出符合用戶需求的產(chǎn)品。同時(shí)，設(shè)計(jì)者可以通過CAD技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)方式來設(shè)計(jì)出滿足機(jī)械功能要求的新部件，能夠設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的機(jī)械產(chǎn)品。在制定設(shè)計(jì)方案的過程中，設(shè)計(jì)師要注意使用CAD軟件，要將CAD技術(shù)和設(shè)計(jì)過程相融合，從而來設(shè)計(jì)出完善的方案，為機(jī)械制造提供必要的信息，促使機(jī)械工程順利完成。

3.3 優(yōu)化產(chǎn)品參數(shù)

在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，實(shí)際制作出的機(jī)械零件和設(shè)計(jì)的零件可能存在差異，這就需要根據(jù)實(shí)際的零件來調(diào)整產(chǎn)品參數(shù)，從而讓機(jī)械產(chǎn)品能夠發(fā)揮出實(shí)際的作用。設(shè)計(jì)師可以使用CAD軟件來更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)，提升產(chǎn)品的適用性，提升設(shè)計(jì)的效果和質(zhì)量。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師可以通過分析三維模型來得到零部件的參數(shù)，然后和實(shí)際生產(chǎn)的零部件參數(shù)相比較，得出參數(shù)差值，設(shè)計(jì)出新的零部件，之后再進(jìn)行模擬驗(yàn)證，從而提升產(chǎn)品參數(shù)的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)師在CAD軟件中可以隨意更改參數(shù)，可以將不同的參數(shù)保存，可以對(duì)比不同參數(shù)構(gòu)建的模型的差異，真正實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語

CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的必然結(jié)果。設(shè)計(jì)師要積極使用CAD技術(shù)，將機(jī)械設(shè)計(jì)和CAD技術(shù)相結(jié)合，促進(jìn)CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提升機(jī)械設(shè)計(jì)的效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。