關于CAD技術在機械工藝設計中的應用研究

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，制造業(yè)迎來空前的發(fā)展機會，傳統(tǒng)手工工藝設計已經(jīng)無法滿足制造業(yè)的需求，CAD技術應運而生，標志著機械工藝設計領域進入新的發(fā)展時期。CAD技術的應用縮短了機械工藝設計所需要的時間，提高了單位時間內(nèi)的設計質(zhì)量，憑借這些應用效果CAD技術在工藝設計中占據(jù)優(yōu)勢地位，并逐漸從二維設計向三維設計發(fā)展。本文從CAD技術出發(fā)，分析CAD技術在機械工藝設計中的優(yōu)勢，探討CAD技術在機械工藝設計中的應用，為CAD技術及機械工藝設計的發(fā)展提供借鑒。

關鍵詞：CAD技術；機械工藝設計；技術應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.111

0 引言

Autodesk 軟件公司是美國一家科技公司，研發(fā)出先進的CAD 技術，被廣泛的應用在各行各業(yè)中，隨著科學技術的不斷發(fā)展，CAD 技術越來越成熟，對機械工業(yè)設計行業(yè)提供便利，特別受機械工程師的喜愛。CAD 繪圖制圖軟件在機械工藝設計中發(fā)揮重要作用，因為CAD 技術不但能提供三維，還可以進行二維可視化設計，并且能夠通過計算機屏幕呈現(xiàn)出設計成果，將工藝設計變得生動形象，使得機械工藝設計成果更加立體和直觀，有效提高機械工藝設計的工作效率，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 CAD技術

CAD技術是一種運用線框模型、表面模型、實體模型三類基礎模型庫幫助機械工藝設計人員減輕工作壓力、提高設計工作效率的技術，是設計領域主要應用的技術軟件之一。CAD技術的出現(xiàn)和應用完全改變了機械工藝設計領域的工作方式，幫助整個領域從手工作業(yè)時期進化至機械作業(yè)，依賴于龐大的模型數(shù)據(jù)庫，設計人員只需要遵循設計理念，對設計圖形進行拆解和組裝，就能夠迅速完成CAD制圖，對于機械零件設計、流程圖設計具有重要意義。隨著計算機技術、仿真技術等高新科技技術的發(fā)展，CAD技術開始從二維設計向三維設計轉(zhuǎn)變，為設計人員提供更加優(yōu)質(zhì)的設計操作環(huán)境，對提高設計質(zhì)量和效率做出巨大貢獻。

2 CAD技術在機械工藝設計中的優(yōu)勢

2.1 實現(xiàn)機械設計的數(shù)據(jù)化

CAD技術能夠有效提高機械設計工作效率、提高設計成品質(zhì)量的基礎在于對機械設計的數(shù)據(jù)化，通過建立基礎設計模型的數(shù)據(jù)庫，在設計師的指令下對基礎模型進行修改和組裝即可形成設計師希望的設計成果，設計師進行修改時無需進行重新繪制和報廢處理，只需要修改幾個數(shù)據(jù)即可完成，因此對機械設計和基礎模型的數(shù)據(jù)化是支持CAD技術提高設計成品質(zhì)量、提高機械設計工作效率的最重要環(huán)節(jié)。

2.2 提高設計成品質(zhì)量和效率

CAD技術的優(yōu)勢還體現(xiàn)在能夠有效提升機械工藝設計成品質(zhì)量和效率方面，設計師使用CAD技術軟件工作的過程中，通過基礎模型的組合、CAD軟件可視化功能、CAD軟件虛擬運行功能可以幫助設計師及時發(fā)現(xiàn)設計成品中技術、工藝、尺寸和功能上的沖突與不合理，在設計階段就解決這些不足之處，避免在設計審核和產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境出現(xiàn)問題，避免返工現(xiàn)象的發(fā)生幾率，可以有效提高機械工藝設計產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。

3 CAD技術在機械工藝設計中的應用

3.1 二維平面圖部分的應用

對二維平面圖的繪制和設計是CAD技術最基礎部分的應用，這依賴于CAD技術軟件強大的線框圖形處理功能。設計師通過計算機可以輕松繪制基礎的長方形、正方形、圓形、橢圓形，只需要設計好邊長、直徑等數(shù)據(jù)即可，還可以對繪制完畢的基礎圖形進行移動、復制甚至是鏡像處理，在處理有相同部分的二維圖形時非常省時。且CAD技術支持對繪制圖形的標準化和精確化處理，例如在機械零件平面設計圖上標注各邊長、直徑、角度等數(shù)據(jù)，無需設計師輸入數(shù)據(jù)，只需要采用標注功能即可自動根據(jù)比例生成數(shù)據(jù)，節(jié)省了大量的繪制時間。

3.2 三維建模部分的應用

隨著計算機技術、仿真技術、模擬技術等高新科技的發(fā)展，CAD技術開始向三維方向進軍，近些年更新的CAD軟件版本已經(jīng)可以支持三維模型建立、繪制、二維轉(zhuǎn)化等功能。設計師可以選擇直接繪制三維模型，也可以選擇將二維平面圖形進行轉(zhuǎn)化，CAD軟件支持三維模型的可視化和輸出，較傳統(tǒng)二維設計而言，三維建模和三維模型的模擬運行能夠幫助設計師更加直觀的了解機械模型的優(yōu)劣，對設計沖突和不合理之處一目了然；且三維建模功能的實現(xiàn)，拉近了機械工藝設計領域與生產(chǎn)制造的距離，不僅提高了設計師的工作效率，更提高了整個制造業(yè)的工作效率，成為推動機械制造發(fā)展的重要技術基礎之一。

3.3 與生產(chǎn)連接的智能化應用

上文提到，CAD三維技術的出現(xiàn)進一步拉近了制造業(yè)領域中設計師與生產(chǎn)制造的距離，這是因為CAD技術軟件不僅可以滿足設計師的工作需要，還可以借助CAD軟件中設計出的成品圖樣或模型進行產(chǎn)品機床生產(chǎn)、產(chǎn)品方案包裝設計、產(chǎn)品功能審核等一系列生產(chǎn)制造過程，三維立體模型的可視化以及其中的各項設計數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)能夠滿足制造領域的多項需求，CAD三維建模技術及軟件的出現(xiàn)極大的簡化了制造業(yè)從設計到檢測、再到生產(chǎn)的復雜流程，降低了產(chǎn)品在制造流程中停留在每個環(huán)節(jié)的時間，提高了產(chǎn)品的科學合理程度，實現(xiàn)了對整個制造行業(yè)領域的提速。

4 結束語

CAD技術為機械工藝設計開辟了新的領域，可以被稱為革命性的技術，為機械工藝設計實現(xiàn)自動化、智能化、信息化提供了可能；CAD技術通過不斷的發(fā)展，牢牢占據(jù)著我國機械工藝設計領域的優(yōu)勢地位，未來仍舊可能是最可靠的技術手段之一；如何借助CAD技術提高設計質(zhì)量或開發(fā)CAD技術的新應用可能成為影響機械工藝設計領域發(fā)展的決定性因素，因此我國應當大力發(fā)展CAD技術專業(yè)人才，為推動我國CAD技術和機械工藝設計領域發(fā)展奠定基礎。

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作者簡介：徐承意（1978-），男，河南新縣人，本科，講師，研究方向：模具設計。