CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展與應(yīng)用

李浩 劉偉 王森鵬

摘要：在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代背景下，多種現(xiàn)代化技術(shù)的出現(xiàn)，為我國(guó)各個(gè)行業(yè)可持續(xù)目標(biāo)提供了有力支撐。然而在機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)中，CAD技術(shù)的出現(xiàn)，一方面能夠?yàn)橄嚓P(guān)設(shè)計(jì)人員打造良好的設(shè)計(jì)平臺(tái)，借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的作用，做好各種繪圖設(shè)計(jì)工作，在極高設(shè)計(jì)效率下，高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)任務(wù)為我國(guó)機(jī)械工程行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);機(jī)械工程設(shè)計(jì);發(fā)展;應(yīng)用

引言

CAD技術(shù)本身就是一種特殊的軟件技術(shù)，這種技術(shù)由來已久，在中國(guó)的設(shè)計(jì)和建筑領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。近年來，機(jī)械設(shè)計(jì)也加大了CAD技術(shù)的應(yīng)用力度，主要依賴于CAD技術(shù)的快速發(fā)展。隨著科技的不斷進(jìn)步，CAD技術(shù)也發(fā)生了很大變化。例如，現(xiàn)代CAD技術(shù)不僅將空間區(qū)域分割為二維形式，而且還在一定程度上創(chuàng)建三維模型。此外，CAD與大多數(shù)當(dāng)前的三維軟件兼容，使設(shè)計(jì)人員能夠創(chuàng)建二維圖形并臨時(shí)形成三維模型，以幫助設(shè)計(jì)人員更全面地分析機(jī)械零部件的問題和姿態(tài)。

1.CAD技術(shù)

針對(duì)CAD技術(shù)而言，即設(shè)計(jì)人員合理使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合使用內(nèi)部完善的程序，高效實(shí)施設(shè)計(jì)工作的同時(shí)，最終形成高質(zhì)量零部件產(chǎn)品加工圖紙，簡(jiǎn)單來講，就是一種計(jì)算機(jī)輔助性的設(shè)計(jì)手段。通過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前我國(guó)機(jī)械工程行業(yè)設(shè)計(jì)中越來越看重CAD技術(shù)[3]。分析該種技術(shù)模塊功能，主要可以從以下幾個(gè)方面加以研究：首先，CAPP功能。作為一種工業(yè)設(shè)計(jì)手段，能夠綜合材料定額以及工藝等幾個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，促使設(shè)計(jì)人員在高效設(shè)計(jì)結(jié)果上，也能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)械設(shè)計(jì)效果;其次，二維繪圖功能。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)中，最關(guān)鍵的部分就是二維繪圖功能，在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，設(shè)計(jì)人員所開展的繪圖工作，完全依靠自身完成，而當(dāng)前可以整合智能化特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，快速精確完成繪圖工作;最后，PDM功能。為了能夠確保最終呈現(xiàn)給生產(chǎn)人員可靠的加工代碼等，因而通過CAD技術(shù)中的PDM功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息妥善管理，保證產(chǎn)品精確性得以提高。

2.CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展

2.1CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展

目前來看，我國(guó)機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)在使用CAD技術(shù)時(shí)，最常見的軟件有AutoCAD、UG以及inventor等。雖然每一個(gè)軟件都有著各自強(qiáng)大的使用價(jià)值，但是兩者之間不存在兼容效果，在制約企業(yè)內(nèi)部人員密切溝通的基礎(chǔ)上，自然也不能及時(shí)分享AVD資源。面對(duì)這種情況，機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)要想能夠更好凸顯出CAD技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，這就要求在當(dāng)前乃至未來很長(zhǎng)一段周期內(nèi)，必須加緊研究CAD軟件數(shù)據(jù)模型與交換資源格式標(biāo)準(zhǔn)化，在同一個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)中，能夠確保各個(gè)軟件達(dá)到深入交流的效果，支撐人員高質(zhì)量設(shè)計(jì)任務(wù)的完成。

2.2智能化

伴隨著中國(guó)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，今后CAD技術(shù)的發(fā)展趨向于更加智能化。當(dāng)前，CAD技術(shù)在許多實(shí)用設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以提高設(shè)計(jì)的工作效率。今后，隨著CAD技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，它可以智能地處理設(shè)計(jì)過程中的所有數(shù)據(jù)，并幫助設(shè)計(jì)人員更高效地完成其他設(shè)計(jì)工作。例如，當(dāng)前的CAD技術(shù)用于零件建模，因?yàn)槟Ｐ徒＠щy，相關(guān)工作無法穩(wěn)定地進(jìn)行;今后，我們將對(duì)CAD技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的智能研究，有效地改善這一問題，使CAD系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，工作時(shí)間長(zhǎng)，為設(shè)計(jì)工作的發(fā)展提供更好的服務(wù)。伴隨著我國(guó)智能技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)今后在CAD技術(shù)中的應(yīng)用必將優(yōu)化其諸多功能，促進(jìn)工程設(shè)計(jì)工作的穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。

2.3網(wǎng)絡(luò)化

當(dāng)前由于電子商務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步，由此使得人們也逐步來到了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代背景下，CAD技術(shù)自身的網(wǎng)絡(luò)化水平同之前相比持續(xù)的提升。第一，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的CAD技術(shù)能夠確保企業(yè)二維圖紙傳輸功能同比之前而言更為具有高效性以及快速性。第二點(diǎn)，能夠確保制造類企業(yè)自身的三維模型借助互聯(lián)網(wǎng)的力量進(jìn)行有效的協(xié)作以及交流。這種以網(wǎng)絡(luò)協(xié)作模式為基礎(chǔ)的模型能夠確保企業(yè)生產(chǎn)出的產(chǎn)品品質(zhì)以及質(zhì)量得到全面保障，并且在這個(gè)基礎(chǔ)上企業(yè)也能夠?qū)⒆陨懋a(chǎn)品研發(fā)速度得以提升。最為核心的一點(diǎn)就是企業(yè)能夠?qū)⒊杀竟?jié)省下來，從而幫助企業(yè)獲得盡可能多的效益。而這對(duì)于企業(yè)接下來的發(fā)展以及進(jìn)步奠定良好的基礎(chǔ)。

3.CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)工作中的使用情況

3.1計(jì)算機(jī)輔助建模

計(jì)算機(jī)輔助建模作為機(jī)械工程設(shè)計(jì)中不可缺少的部分，設(shè)計(jì)人員在建模當(dāng)中，合理應(yīng)用三維CAD軟件，快速形成自身理想的產(chǎn)品立體模型，不管是產(chǎn)品的型號(hào)還是大小等，都能夠滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求，特別是一些要求細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，更能夠借助三維CAD軟件，將其尺寸按照一定比例加以呈現(xiàn)。從中可以看出，鑒于三維建模強(qiáng)大價(jià)值所在，確保設(shè)計(jì)人員提前站在虛擬環(huán)境中，設(shè)計(jì)出直觀性的產(chǎn)品模型，改變過去單純憑借自身想象模型建設(shè)的弊端，減少較大設(shè)計(jì)誤差的出現(xiàn)?；诖?，在當(dāng)前機(jī)械工程設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員能夠站在三維建?；A(chǔ)上，事先確定設(shè)計(jì)方案中不完善的部分，及時(shí)做好修改，以免后期直接投入生產(chǎn)制造，制約企業(yè)正常生產(chǎn)工作以及損害經(jīng)濟(jì)利益行為的出現(xiàn)。

3.2CAD技術(shù)在機(jī)械工程精準(zhǔn)度與質(zhì)量控制中的應(yīng)用

CAD最大的優(yōu)勢(shì)在于其計(jì)算和圖形處理能力，能夠解決機(jī)械零件設(shè)計(jì)的質(zhì)量問題。一般來說，零件制造的質(zhì)量問題往往在于設(shè)計(jì)過程中缺乏精度，應(yīng)用CAD技術(shù)可以改善這種情況。當(dāng)前使用CAD技術(shù)有效提高了零件制造成功率，CAD技術(shù)仍在不斷改進(jìn)，使零件能夠與模型數(shù)據(jù)保持一致，大大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。第二，CAD技術(shù)的應(yīng)用將影響設(shè)計(jì)師的思維，促進(jìn)設(shè)計(jì)師思維的改進(jìn)，以適應(yīng)產(chǎn)品創(chuàng)新，在設(shè)計(jì)過程中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)零件的缺陷。

3.3模具CAD/CAM的集成制造

當(dāng)前伴隨時(shí)代的進(jìn)步以及成長(zhǎng)，此時(shí)人類社會(huì)的科學(xué)技術(shù)水平以及發(fā)展速度同之前相比有了飛躍的進(jìn)步。由最初的借助機(jī)床來展開設(shè)計(jì)工作到當(dāng)前借助加工中心以及數(shù)據(jù)機(jī)床來完成設(shè)計(jì)工作，由最初的設(shè)計(jì)人員采用人工方式手工進(jìn)行零件設(shè)計(jì)到現(xiàn)在憑借CAD軟件來將圖形以及零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。站在長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度上看，制造業(yè)未來的發(fā)展也是由最初的傳統(tǒng)方向逐步的走向集成化方向。在當(dāng)前制造業(yè)領(lǐng)域其中，最為核心的部分就是模具技術(shù)。較為具有完整性的軟件系統(tǒng)通常包含的功能模塊眾多，這部分的模塊需要基于工程數(shù)據(jù)庫(kù)的前提下完成統(tǒng)一的管理，但是需要了解的一點(diǎn)是在工程數(shù)據(jù)之中最為核心的來源就是CAD實(shí)體造型。

結(jié)束語

當(dāng)前伴隨科技的進(jìn)步以及成長(zhǎng)，此時(shí)同CAD相關(guān)的技術(shù)也在持續(xù)的得以優(yōu)化和革新，在這個(gè)基礎(chǔ)上人們對(duì)于CAD的技術(shù)探索步伐在持續(xù)的推進(jìn)，由于時(shí)代的進(jìn)步從而使得技術(shù)也朝向不同方面得以發(fā)展。未來以后的發(fā)展更加順暢，由此也對(duì)于計(jì)算機(jī)工業(yè)界新技術(shù)以及國(guó)際CAD工業(yè)界技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行全方面的分析以及研究。除此之外在研究的過程中需要了解的一點(diǎn)是，以后伴隨制造業(yè)的成長(zhǎng)和進(jìn)步其需要借助CAD技術(shù)的支撐以及發(fā)展。換句話來講，制造業(yè)的發(fā)展在很大程度上受到了CAD技術(shù)的作用。

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