CAD 技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

王晚英

（咸寧職業(yè)教育（集團(tuán)）學(xué)校，湖北 咸寧 437100）

1 CAD 技術(shù)概述

CAD 技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)稱，通常指利用計(jì)算機(jī)及CAD 圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)工作。在工程設(shè)計(jì)工作中，需要通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)不同的方案進(jìn)行大量的計(jì)算分析比較，從而確定最優(yōu)方案。但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，CAD 所設(shè)計(jì)的很多內(nèi)容因?yàn)楣こ塘勘容^大，信息文字等方面都是非常繁雜的，如果通過(guò)人工操作完成，需要耗費(fèi)大量的人力、物力，而且很有可能因?yàn)橄嚓P(guān)工作人員的主觀判斷而造成失誤，增加工程設(shè)計(jì)所需時(shí)間，影響后期工程其他環(huán)節(jié)工作的開(kāi)展。不僅如此，人力應(yīng)用增多，還會(huì)在很大程度上增加成本投入，對(duì)于相關(guān)工程的成本控制也是非常不利的[1]。

2 CAD 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

CAD 技術(shù)自發(fā)展應(yīng)用以來(lái)，因?yàn)樽陨砭哂械膬?yōu)越性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在工程設(shè)計(jì)的很多領(lǐng)域，如機(jī)械、電子，航天、化工、建筑等領(lǐng)域，都會(huì)通過(guò)CAD 技術(shù)完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，這很大程度上降低了相關(guān)工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使設(shè)計(jì)工作的周期得到了有效縮減，為后期不同工程施工爭(zhēng)取了更多時(shí)間。隨著人工智能多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，CAD 技術(shù)也朝著集成化、智能化、協(xié)同化的方向發(fā)展，在未來(lái)，CAD 技術(shù)一定可以為我國(guó)各行業(yè)的設(shè)計(jì)工作提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。但是當(dāng)前，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)對(duì)于CAD 技術(shù)的應(yīng)用仍然是浮于表面的，很多機(jī)械制造設(shè)計(jì)過(guò)程中并沒(méi)有充分發(fā)揮CAD 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，致使最終設(shè)計(jì)工作的工作效率和工作質(zhì)量仍然難以得到保障。因此，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)對(duì)于CAD 技術(shù)的應(yīng)用仍然有很長(zhǎng)的路要走[2]。

3 CAD 技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用的必要性

機(jī)械制造行業(yè)對(duì)于各類設(shè)備的設(shè)計(jì)制作是非常關(guān)鍵的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性會(huì)影響后期制造產(chǎn)品的質(zhì)量。但是當(dāng)前機(jī)械制造行業(yè)的相關(guān)機(jī)械設(shè)備越發(fā)精準(zhǔn)化和復(fù)雜化，機(jī)械設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中設(shè)計(jì)圖紙的難度大大增加，這也使機(jī)械制造行業(yè)的設(shè)計(jì)工作開(kāi)展起來(lái)相對(duì)比較困難。但是應(yīng)用CAD 技術(shù)之后，機(jī)械制造行業(yè)的設(shè)計(jì)工作有了翻天覆地的變化，相關(guān)工作人員的工作量大大減少，而且工作質(zhì)量和效率都得到了很大程度的提升。下文就具體探討機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用CAD 技術(shù)之后設(shè)計(jì)工作所發(fā)生的變化。

3.1 減輕設(shè)計(jì)工作的負(fù)擔(dān)

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，從草圖到最終的機(jī)械設(shè)備完整設(shè)計(jì)圖，要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)期，因?yàn)樵O(shè)計(jì)工程需要從每個(gè)零件入手，設(shè)計(jì)好每個(gè)零件的尺寸長(zhǎng)度等多方面的數(shù)據(jù)，要保證整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中的靈敏性和精準(zhǔn)度，這樣最終的機(jī)械設(shè)備才能更好更持久地服務(wù)于相關(guān)的行業(yè)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，需要采集各類數(shù)據(jù)且用文字等方式來(lái)記錄市場(chǎng)需求，然后開(kāi)展具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)工作，保證相關(guān)設(shè)計(jì)工作的科學(xué)性和合理性。應(yīng)用CAD 技術(shù)之后，可以儲(chǔ)存所有設(shè)計(jì)過(guò)程中需應(yīng)用到的數(shù)據(jù)和相關(guān)文字信息，以便隨時(shí)調(diào)取，幫助開(kāi)展后續(xù)的設(shè)計(jì)工作。不僅如此，從草圖到最終的完整設(shè)計(jì)圖，都可以通過(guò)應(yīng)用CAD 技術(shù)來(lái)完成圖片的編輯處理，從而保證最終設(shè)計(jì)圖的科學(xué)性和合理性。最重要的是，CAD 技術(shù)的應(yīng)用可以幫助人們了解機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，使后續(xù)工作能進(jìn)行及時(shí)的修改，很大程度上縮短了設(shè)計(jì)返工的相關(guān)工作時(shí)間[3]。

3.2 設(shè)計(jì)零件更加方便

機(jī)械制造行業(yè)中很多機(jī)械設(shè)備的零件設(shè)計(jì)是相對(duì)比較復(fù)雜的，如果利用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)圖到最終實(shí)物實(shí)現(xiàn)需要很長(zhǎng)的周期，而且修改也是相對(duì)比較困難的。然而，應(yīng)用CAD 技術(shù)設(shè)計(jì)小零件，對(duì)于后期整個(gè)機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)具有積極影響。比如，應(yīng)用CAD 技術(shù)中的三維CAD 系統(tǒng)軟件就可以幫助設(shè)計(jì)師在裝配環(huán)境中完成零件的設(shè)計(jì)，也可以利用相鄰軟件的位置及形狀來(lái)設(shè)計(jì)新零件，既方便又快捷，避免了因?yàn)閱为?dú)設(shè)計(jì)而導(dǎo)致的裝配失敗。不僅如此，整個(gè)零件設(shè)計(jì)裝備可以通過(guò)動(dòng)畫演示來(lái)完成，幫助工作人員了解零件設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，從而及時(shí)地進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。

3.3 裝配零件更加直觀

機(jī)械制造業(yè)中所生產(chǎn)的各類機(jī)械設(shè)備精密較高，各個(gè)零件之間的相互作用是保證機(jī)械設(shè)備精密度的關(guān)鍵，裝配過(guò)程對(duì)于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行也有很大的影響，因此在裝配過(guò)程中裝配質(zhì)量對(duì)于后期相應(yīng)設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量也非常關(guān)鍵。CAD 技術(shù)的應(yīng)用還可以幫助工作人員了解設(shè)計(jì)過(guò)程中各類零件的裝配問(wèn)題，因?yàn)楦黝愡B接的裝備可以通過(guò)CAD 技術(shù)呈現(xiàn)在三維CAD 系統(tǒng)軟件，使相關(guān)人員可以直觀地看到設(shè)備內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)，而且可以進(jìn)行完整的運(yùn)動(dòng)演示，從而檢測(cè)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，能否投入生產(chǎn)[4-5]。

3.4 提高機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量

機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量直接決定機(jī)械產(chǎn)品在市場(chǎng)中的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，其只有擁有相對(duì)較高的技術(shù)含量和質(zhì)量，才能更好地在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得相應(yīng)的地位。在制造行業(yè)中應(yīng)用CAD 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，可以很大程度上保證相應(yīng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，因?yàn)楹芏鄼C(jī)械產(chǎn)品應(yīng)用CAD 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以優(yōu)化很多設(shè)計(jì)方法，如有限元受力分析等，很大程度上保證了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外，室內(nèi)設(shè)計(jì)應(yīng)用CAD 技術(shù)，也可以保證相應(yīng)產(chǎn)品的一致性，使相應(yīng)設(shè)備可以長(zhǎng)久地保持運(yùn)行，為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。

4 CAD 技術(shù)在機(jī)械制造中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

在機(jī)械制造中應(yīng)用CAD 技術(shù)，可以為機(jī)械設(shè)計(jì)工作帶來(lái)便利，而且隨著相應(yīng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，機(jī)械制造應(yīng)用CAD 技術(shù)已經(jīng)成為必然。筆者認(rèn)為CAD 技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用將朝著規(guī)范化、智能化、集成化方向發(fā)展。

4.1 規(guī)范化

隨著CAD 技術(shù)在各類工程設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用，這一技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前時(shí)代發(fā)展中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，而且隨著相應(yīng)技術(shù)手段的不斷發(fā)展，CAD 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不斷的優(yōu)化升級(jí)。為了使CAD 技術(shù)應(yīng)用管理工作科學(xué)地進(jìn)行，當(dāng)前的CAD 軟件數(shù)據(jù)模型也越來(lái)越標(biāo)準(zhǔn)化，相應(yīng)的資源和數(shù)據(jù)交換格式實(shí)現(xiàn)了規(guī)范化和統(tǒng)一化。CAD 技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化，為后續(xù)這一技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。在很多工程設(shè)計(jì)工作中，規(guī)范化管理CAD 技術(shù)能使得工程設(shè)計(jì)工作合理開(kāi)展，工作效率和工作質(zhì)量也得到了一定程度的提升。因此，未來(lái)CAD 技術(shù)中所涉及的各類資源以及數(shù)據(jù)模型等可以為工程設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供更有力的保障[6]。

4.2 智能化

隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，CAD 技術(shù)未來(lái)的發(fā)展將趨向智能化。目前在很多實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)用CAD 技術(shù)可以提高工程設(shè)計(jì)的工作效率。未來(lái)，隨著CAD 技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，其可以將設(shè)計(jì)過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行智能處理，幫助設(shè)計(jì)人員更高效地完成其他設(shè)計(jì)工作。比如，當(dāng)前CAD 技術(shù)運(yùn)用在零件模型建立的過(guò)程中，因?yàn)槟Ｐ图庸ご嬖谳^大難度，相關(guān)工作不能穩(wěn)定開(kāi)展；而未來(lái)將對(duì)CAD 技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的智能化研究，從而有效改善這一問(wèn)題，使CAD 系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行，持久工作，為設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。隨著我國(guó)當(dāng)前智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)將人工智能技術(shù)應(yīng)用在CAD 技術(shù)中一定可以更好地優(yōu)化其中的很多功能，推動(dòng)設(shè)計(jì)工作的穩(wěn)定開(kāi)展，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

4.3 集成化

CAD 技術(shù)的構(gòu)成要素相對(duì)比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)庫(kù)與計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)硬件以及圖形學(xué)等多類技術(shù)之間相輔相成，能幫助CAD 技術(shù)完成相應(yīng)的工作，從而保證設(shè)計(jì)工作可以更高效率地開(kāi)展。因此，要保障未來(lái)CAD 技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展，就要注重CAD 技術(shù)中所涉及的各類技術(shù)系統(tǒng)的集成發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)制造行業(yè)對(duì)于CAD 技術(shù)的應(yīng)用比較廣，因此對(duì)于CAD 集成化系統(tǒng)的研究也很重要。未來(lái)，隨著我國(guó)相應(yīng)技術(shù)手段的不斷進(jìn)步和發(fā)展，CAD 技術(shù)的發(fā)展一定可以實(shí)現(xiàn)集成化，為機(jī)械制造設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供更有力的保障。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都面臨著來(lái)自國(guó)際市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。相較于其他行業(yè)，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較弱，主要是因?yàn)槲覈?guó)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備技術(shù)含量和質(zhì)量都相對(duì)較低。機(jī)械制造設(shè)計(jì)作為把控機(jī)械設(shè)備技術(shù)含量和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，需要更好地保證工作效率和工作質(zhì)量。CAD 技術(shù)的應(yīng)用，在很大程度上幫助人們完成機(jī)械制造設(shè)計(jì)工作的不斷優(yōu)化。雖然我國(guó)當(dāng)前CAD技術(shù)的應(yīng)用取得了很大的進(jìn)步，但是與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍然有很大差距。因此，一定要努力促進(jìn)我國(guó)當(dāng)前CAD 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，從而保證機(jī)械行業(yè)的精細(xì)、精確、精準(zhǔn)，使CAD 技術(shù)可以擁有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持。