機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的CAD技術(shù)應(yīng)用分析

郭新哲

摘 要：近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，尤其是漸漸成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)為工業(yè)生產(chǎn)提供了很大的幫助。在機(jī)械制造行業(yè)，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是保證其整體質(zhì)量的重點(diǎn)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)繁瑣，很多的問題已經(jīng)很難以適應(yīng)市場(chǎng)需要了，所以這就需要把CAD技術(shù)集成到機(jī)械設(shè)計(jì)和制造，這是這方面設(shè)計(jì)在將來的發(fā)展的主要方向。對(duì)此，本文對(duì)CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了分析探索。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造;CAD技術(shù);應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展對(duì)機(jī)械制造的需求一定會(huì)提高。為了可以滿足市場(chǎng)需要，提生企業(yè)的生產(chǎn)效率，在這方面的設(shè)計(jì)和制造中就能運(yùn)用CAD技術(shù)。不僅可以提生設(shè)計(jì)的效率，還能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，最后為整個(gè)企業(yè)打造良好的形象。當(dāng)然，這就需要熟練的工作人員來進(jìn)行操作CAD技術(shù)，為提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有很大的作用，把集成和智能化當(dāng)做CAD設(shè)計(jì)的研究和發(fā)展方向，將使機(jī)械設(shè)計(jì)和制造進(jìn)入一個(gè)新階段打下良好的基礎(chǔ)。

一、CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用價(jià)值及缺陷

1.1CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的價(jià)值

這方面技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前市場(chǎng)上有關(guān)的產(chǎn)品顯示一個(gè)明顯的多元化發(fā)展形式，如許多高端軟件;二維CAD軟件，通用的三維CAD等等，而這些軟件在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也更加激烈，但三維CAD性價(jià)格比率更高，實(shí)用性強(qiáng)，所以它已成為機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的主流[1]。CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

其一，減少機(jī)械設(shè)計(jì)和開發(fā)的時(shí)間。一些特殊的機(jī)械設(shè)計(jì)都需要比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而三維CAD就是可以有效地解決各種困難，使用一個(gè)操作簡單的幾何實(shí)體經(jīng)過布爾運(yùn)算就是可以輕松地完成這些線路的設(shè)計(jì)，也可以完成和相交線等復(fù)雜的線路編排，減少了設(shè)計(jì)師的工作壓力，也縮短了設(shè)計(jì)的時(shí)間，對(duì)于提升這方面的設(shè)計(jì)效率有很大的幫助。同時(shí)， CAD技術(shù)還有實(shí)現(xiàn)對(duì)很多零件記憶信息的能力，因此只要求在其原有基礎(chǔ)上添加一些零件就可以快速地完成一系列新產(chǎn)品的研制。同時(shí)，可以充分運(yùn)用新一代產(chǎn)品的可變化和設(shè)計(jì)功能來快速地完成產(chǎn)品的開發(fā)，從而有效地縮短了新一代產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)周期。

其二，其零件設(shè)計(jì)在整個(gè)工程的設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)里一直都是一個(gè)困難的問題， 利用這個(gè)技術(shù)可以基于對(duì)相鄰機(jī)械零部件的數(shù)據(jù)來進(jìn)行一個(gè)新型零部件的設(shè)計(jì)，不但保證了各個(gè)零部件之間相互配合的精度，而且還大大減少了零部件的設(shè)計(jì)工作時(shí)間，預(yù)防部分零部件單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)后會(huì)出現(xiàn)有不相符的狀況。例如，在裝配環(huán)境下通過已經(jīng)構(gòu)造的瓶子快速制作出相對(duì)應(yīng)的瓶蓋。并可直觀地顯示動(dòng)畫的形式表現(xiàn)出來，最后按照提供的指令完成調(diào)整的部分，并且整個(gè)過程不受環(huán)境的影響，可以在安裝的環(huán)境中完成正常的操作。

其三，除了以上兩點(diǎn)外，CAD技術(shù)和CIMS兩者相互結(jié)合在一起可以進(jìn)一步提高這方面設(shè)計(jì)的質(zhì)量。有限元受力分析設(shè)計(jì)方法對(duì)于提升產(chǎn)品的技術(shù)深度和質(zhì)量有很大的幫助。經(jīng)過現(xiàn)實(shí)的操作，可以利用CAD和CAM等技術(shù)可以完成零件的準(zhǔn)確高效的加工，從而對(duì)整體設(shè)計(jì)的質(zhì)量有所提升[2]。此外這種技術(shù)可以體現(xiàn)其設(shè)計(jì)產(chǎn)品全面的信息，包括顏色、中心、尺寸等，可以最大限度地體現(xiàn)出設(shè)計(jì)師的預(yù)期概念。

1.2 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的缺陷

CAD技術(shù)有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺陷。設(shè)計(jì)師在屏幕大小的限制中，容易忽視整體的設(shè)計(jì)，可能會(huì)造成設(shè)計(jì)出這方面的產(chǎn)品有一部分會(huì)失衡，設(shè)計(jì)受到限制，這一點(diǎn)在能力不足的設(shè)計(jì)工作人員中表現(xiàn)的更加明顯，就算有好的設(shè)計(jì)理念但是沒有辦法表達(dá)出來或表達(dá)的不完善。但這種缺陷也是可以避免的，只要設(shè)計(jì)師不斷積累經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于這個(gè)技術(shù)可以熟練的運(yùn)用，不受計(jì)算機(jī)的制約，就可以將其缺陷解決到最小。

二、CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用前景

目前，CAD技術(shù)還處于發(fā)展階段就具有許多技術(shù)優(yōu)勢(shì)。通過在將來的改進(jìn)，它一定會(huì)在信息和計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下完成更大的作用，可以向著智能化自動(dòng)化和集成化的高水平運(yùn)行發(fā)展。

2.1自動(dòng)智能化

智能化技術(shù)就是指將先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)CAD技術(shù)和科學(xué)信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，將其更好地加入應(yīng)用到先進(jìn)的科學(xué)信息技術(shù)中，包括專家系統(tǒng)和智能化管理等各種高端科學(xué)信息技術(shù)，不斷去改善和提高這方面技術(shù)的智能化應(yīng)用，進(jìn)一步減輕工作人員的壓力和工作量[3]。假設(shè)如果CAD的技術(shù)具有獨(dú)立的學(xué)習(xí)能力和獨(dú)特的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，那么我們就不必再設(shè)定好參數(shù)之后還需要額外做什么操作，同時(shí)也保證了整個(gè)設(shè)計(jì)過程的高質(zhì)量，這將進(jìn)一步提升整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的工作效率。除此之外，智能化技術(shù)還是廣泛泛指CAD系統(tǒng)中融合計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能以及許多其他機(jī)器的各種思維方法，其主要目的之一就是為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的操縱和控制，當(dāng)然，在未來很長的一段時(shí)期內(nèi)很難讓CAD系統(tǒng)和其他機(jī)器有相同思維方法的操縱，但只要它們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了人工智能的某個(gè)組成部分，就已經(jīng)可以充分地體現(xiàn)出CAD機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)性和應(yīng)用價(jià)值。

2.2集成化

探究目前CAD的應(yīng)用情況后，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)集成化的發(fā)展方向很難去完全改變，僅僅依賴于CAD系統(tǒng)內(nèi)部的各種功能沒有辦法完成做大作用的，必須還是需要依賴于電腦和網(wǎng)絡(luò)作為設(shè)備做為載體，同時(shí)我們還要有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫以及圖形編輯等等很多的技術(shù)才能夠可以適應(yīng)逐漸繁瑣的機(jī)械設(shè)計(jì)，另外，還有可能需要使用PDM和CAM等新技術(shù)進(jìn)行維護(hù)[4]。只要我們充分地依賴于互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，上述場(chǎng)景便可以完成，這個(gè)技術(shù)也將是未來學(xué)習(xí)和研究的一個(gè)重點(diǎn)。隨著世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和發(fā)展形式，CAD集成技術(shù)應(yīng)用程度越高，就越有可能受到國家和企業(yè)的歡迎。同時(shí)3DAX技術(shù)可以幫助解決異構(gòu)平臺(tái)的問題，壓縮繁復(fù)的幾何數(shù)據(jù)，讓多層圖像表現(xiàn)的功能得到體現(xiàn)，3DMAX在CAD的基礎(chǔ)建設(shè)上進(jìn)行更高技術(shù)規(guī)格的轉(zhuǎn)換，能夠在保存CAD設(shè)計(jì)產(chǎn)品中的各種各樣的信息，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的VRML編程軟件可以完成三維圖像的資源共享，為集成化的合作打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)[5]。

2.3綠色化方向發(fā)展

綠色發(fā)展的觀點(diǎn)已經(jīng)得到了人們非常多的注意，也是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，是保證可以長期發(fā)展下去的重要內(nèi)容。利用綠色機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，經(jīng)過集成或者是并行的方式對(duì)機(jī)械產(chǎn)品加以設(shè)計(jì)，能夠保證機(jī)械設(shè)計(jì)的方案得到更進(jìn)一步的優(yōu)化，有效的減少產(chǎn)品的不合理率，保證機(jī)械產(chǎn)品在生產(chǎn)中可以更加的環(huán)保，這對(duì)于提升資源的利用率是有非常大的作用的。

總結(jié)：根據(jù)上文所述，把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)作為依托的機(jī)械設(shè)計(jì)制造是可以擁有更高的工作效率的，而且包含了信息技術(shù)和智能化集成CAD技術(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)制造將來主要的發(fā)展思路，當(dāng)前我國這方面的技術(shù)還是仍然處于一個(gè)剛剛起步的時(shí)期，應(yīng)用的技術(shù)和國外發(fā)展相對(duì)于起來來說還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠成熟，這就需要加強(qiáng)工作人員在未來的工作中不斷地努力去提升完善自己的綜合素質(zhì)和技術(shù)，國家也需要進(jìn)一步投入更多的時(shí)間到CAD的研究中去，讓其在這方面的設(shè)計(jì)制造中的價(jià)值可以得到最大的發(fā)揮。

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