現(xiàn)代機械設(shè)計中應(yīng)用CAD的分析與研究

王潮忱

摘 要：在CAD技術(shù)分析中，其作為一種綜合計算機科學(xué)以及工程設(shè)計的項目內(nèi)容，通過技術(shù)使用方法的完善，可以實現(xiàn)設(shè)計工程的智能化、集成化以及網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，有效解決產(chǎn)品設(shè)計中存在的限制問題。本文結(jié)合現(xiàn)代機械設(shè)計狀況對CAD應(yīng)用方法進行分析，總結(jié)CAD的相關(guān)概念以及技術(shù)優(yōu)勢，明確CAD在現(xiàn)在機械設(shè)計中的技術(shù)內(nèi)容。旨在通過技術(shù)的分析提高現(xiàn)代機械系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，推動行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計 產(chǎn)品 CAD

中圖分類號：TP20 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（b）-0008-02

伴隨現(xiàn)代機械技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)系統(tǒng)運行中結(jié)合項目設(shè)計指令的輸入、輸出，可以將機械元件中的設(shè)計草圖轉(zhuǎn)化為工作圖，之后完成圖形以及圖像的處理，通過這種技術(shù)的轉(zhuǎn)化及處理，能夠逐漸提高機械設(shè)計的整體效率，滿足企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展需求。

1 CAD的相關(guān)內(nèi)容

1.1 CAD技術(shù)

CAD通常包括計算機輔助設(shè)計軟件、計算機輔助設(shè)計硬件等系統(tǒng)，其中，較為核心的是計算機輔助軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠決定CAD運行的穩(wěn)定性。在現(xiàn)代機械設(shè)計中，CAD不僅可以實現(xiàn)圖形、數(shù)據(jù)的處理，而且可以進行有限元的計算，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.2 CAD在現(xiàn)代機械設(shè)計中的優(yōu)勢

（1）零件裝配的直觀性。在現(xiàn)代機械項目設(shè)計的過程中，通過CAD技術(shù)的運用，可以實現(xiàn)零件裝配過程的查詢，在數(shù)據(jù)查詢中，能夠及時發(fā)現(xiàn)相關(guān)零件裝配錯誤現(xiàn)象，系統(tǒng)會自動顯示。而且，在一些機械設(shè)備系統(tǒng)運行復(fù)雜的狀況下，通過CAD技術(shù)的使用，也可以進行零件裝配后的檢查，降低零件裝配中的錯誤概率。（2）零件設(shè)計的便捷性。通過對現(xiàn)代機械項目設(shè)計狀況的分析，在CAD技術(shù)使用的過程中，可以在零件設(shè)計時進行環(huán)境虛擬、裝配，系統(tǒng)結(jié)合零件的位置、大小進行設(shè)計，在這種虛擬設(shè)計方案構(gòu)建中，不僅可以提高設(shè)計的時效性，而且也可以避免零件設(shè)計不合理所造成的損失，滿足零件設(shè)計的便捷需求[1]。（3）產(chǎn)品項目的技術(shù)性。結(jié)合CAD內(nèi)容，其通過先進技術(shù)、先進理念的融合，全面提高現(xiàn)代機械項目設(shè)計的水平。在機械產(chǎn)品設(shè)計中，可以通過現(xiàn)代技術(shù)的運用，優(yōu)化模型、分析產(chǎn)品設(shè)計的影響因素，同時也會在虛擬產(chǎn)品設(shè)計中總結(jié)限制問題，之后通過問題的解決進行產(chǎn)品的生產(chǎn)，充分保證了現(xiàn)代機械產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，推動現(xiàn)代機械設(shè)計產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

2 CAD技術(shù)在現(xiàn)代機械設(shè)計中的運用

2.1 多維幾何制圖

通過對機械設(shè)計技術(shù)的分析，在產(chǎn)品生產(chǎn)中通常會涉及到信息數(shù)據(jù)以及圖形等，其中圖形的信息比重較大，通過CAD技術(shù)的使用，可以充分展現(xiàn)其繪圖的優(yōu)勢性，使解析產(chǎn)品在設(shè)計的過程中及時完成圖形、繪圖以及文字的操作等，提高機械設(shè)計的效率。

2.2 CAD建模及生成裝配圖

CAD技術(shù)當(dāng)運用在現(xiàn)代機械設(shè)計中，可以實現(xiàn) CAD建模及生成裝配圖。首先，通過CAD軟件系統(tǒng)的運用，對機械產(chǎn)品建模，基本方法如下：

（1）在人機交互方法使用的過程中，通過計算機獲取產(chǎn)品中的集合信息以及非集合信息，之后建立標(biāo)準(zhǔn)化的機械模型。（2）計算機系統(tǒng)運行的過程中，通過內(nèi)部存儲技術(shù)的運用，CAD會提取產(chǎn)品中的特征信息，之后將相關(guān)參數(shù)輸入到產(chǎn)品信息系統(tǒng)之中，完成三維特征模型的建立，這種方法被封為三維實體特征識別技術(shù)。（3）在CAD軟件系統(tǒng)運行中，由于企業(yè)具有標(biāo)準(zhǔn)的零件數(shù)據(jù)庫，可以完善零件的造型設(shè)計，之后完成特征建模。（4）在三維實體建模中，當(dāng)面臨實體過大的問題無法實現(xiàn)建模，針對這種狀況，可以使用二維幾何元素構(gòu)造零件的剖面圖，之后通過技術(shù)交、叉、并等方法，可以完成三維實體模型。其次，在零件建模完成之后，可以通過 CAD軟件技術(shù)的使用，進行現(xiàn)代機械設(shè)備運行中的數(shù)據(jù)分析，確定運行位置，之后實現(xiàn)零件的裝配[2]。

2.3 技術(shù)集成化的使用

伴隨現(xiàn)代機械設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，在機械制造產(chǎn)業(yè)運行的過程中，其技術(shù)朝著數(shù)據(jù)化、計算機智能化的方向發(fā)展。例如，一些現(xiàn)代機械產(chǎn)品的設(shè)計中，通過 CAD/CAE/CAM技術(shù)的運用，逐漸取代了人工操作，實現(xiàn)了集成化的機械生產(chǎn)，同時提高機械制造產(chǎn)業(yè)的運行效率[3]。

3 CAD技術(shù)的發(fā)展前景

3.1 圖形交互

在現(xiàn)代機械設(shè)計發(fā)展中，通過CAD軟件技術(shù)的運用，在機械產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，可以實現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新。而且，在智能化的工作背景下，可以提高工作效率。將機械產(chǎn)品生產(chǎn)中，通過CAD技術(shù)的使用，設(shè)計人員按照智能化圖標(biāo)菜單的操作指引，就可以完成建模，提高CAD技術(shù)使用的效率，同時也推動現(xiàn)代機械產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

3.2 智能CAD技術(shù)

在CAD技術(shù)逐漸發(fā)展的背景下，CAD/CAM技術(shù)的出現(xiàn)，應(yīng)該將智能化的技術(shù)運用作為重點，通過智能化項目需求以及設(shè)計理念的分析，展現(xiàn)智能技術(shù)使用的價值。因此，在智能 CAD技術(shù)發(fā)展中，應(yīng)該結(jié)合知識化、信息化的內(nèi)容，建立知識設(shè)計庫，使機械產(chǎn)品設(shè)計人員準(zhǔn)確掌握項目開發(fā)的相關(guān)內(nèi)容，滿足項目設(shè)計人員的基本需求。而且，在智能CAD技術(shù)發(fā)展中，也需要進行技術(shù)的不斷創(chuàng)新，通過人工智能技術(shù)以及創(chuàng)新方法的融合，實現(xiàn)CAD智能產(chǎn)品的設(shè)計，充分滿足CAD技術(shù)在機械行業(yè)中的使用需求[4]。

3.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

伴隨信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在CAD中已經(jīng)開始使用，其中的設(shè)計效果較好，設(shè)計人員在操作中可以模擬對象，并在人機工程中進行機械產(chǎn)品設(shè)計效果的檢查，檢查的過程方便，可以及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)中存在的限制性問題。因此，在虛擬產(chǎn)品建模中，應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品虛擬原理，通過虛擬樣機運行狀況的分析，進行虛擬產(chǎn)品的設(shè)計及生產(chǎn)，通過元件的加工、測試以及仿真使用，制造出可操作性、可維護性以及成本低的機械零件。同時，在機械設(shè)計CAD技術(shù)虛擬化發(fā)展中，也應(yīng)該結(jié)合協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及概念設(shè)計等內(nèi)容，進行產(chǎn)品項目的研究及開發(fā)，充分展現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的使用價值，為現(xiàn)代機械設(shè)計理念的創(chuàng)新及發(fā)展提供支持[5]。

4 結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)代機械技術(shù)發(fā)展的過程中，通過 CAD技術(shù)的使用，可以結(jié)合機械項目的生產(chǎn)特點，進行機械生產(chǎn)流程、項目的規(guī)劃，并通過數(shù)據(jù)、圖像等資源的整體，提高 CAD背景下機械技術(shù)使用的有效性。伴隨現(xiàn)代機械技術(shù)的發(fā)展，在 CAD技術(shù)使用中，應(yīng)該通過直觀性、便捷性以及技術(shù)性等設(shè)計優(yōu)勢的分析，進行現(xiàn)代機械的設(shè)計，充分滿足機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求，推動行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1] 黃淑芳.現(xiàn)代機械設(shè)計中三維CAD技術(shù)優(yōu)勢與應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2014，5（9）：237-237.

[2] 李汾娟.CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代機械，2015（5）：81-83.

[3] 李亞莉.CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計中的發(fā)展與應(yīng)用[J].電子世界，2013（10）：103-103.

[4] 鄧小單.論CAD技術(shù)在現(xiàn)代機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（7）：31-31.

[5] 鄭秀云.機械CAD/CAM技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（9）：84-84.