機械工藝設計中改進的CAD技術應用探討

劉亞楠（許昌職業技術學院,河南 許昌 461000）

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機械工藝設計中改進的CAD技術應用探討

劉亞楠
（許昌職業技術學院,河南 許昌 461000）

摘 要：隨著時代的進步，如今我國機械工藝的應用非常廣泛，特別是隨著CAD技術在機械工藝設計中的應用，使原本粗糙、簡單的機械工藝設計更為科學和細致，而且有效降低了機械工藝設計工作人員的工作壓力。CAD技術能夠進行機械產品設計和數值的運算，同時還能夠進行圖像的立體展示，對其進行改進能夠更進一步促進我國機械工藝的發展。本文主要分析了CAD技術原理及特點，并針對機械工藝設計中改進的CAD技術應用途徑進行了研究和探討。

關鍵詞：機械工藝設計；CAD技術；技術原理

隨著全球逐漸走向智能化、信息化時代，如今在很多行業和領域都需要應用計算機技術進行相關工作，如在機械工藝設計中應用CAD技術能夠簡化設計操作，提高設計效率。CAD技術主要是以計算機為基礎，可以設計和顯示復雜的機械數據模型，并能夠通過仿真技術進行針對機械圖樣的檢測。目前我國CAD技術在機械工藝設計中應用還存在一定的問題需要改善，以期促進其能夠更加符合機械工藝設計要求，從而推動我國機械行業的發展。

1 CAD技術原理及特點

進入21世紀以來，我國計算機技術和網絡技術的發展突飛猛進，CAD技術作為計算機技術的主要應用軟件之一，隨著計算機的普及和推廣而受到了人們的廣泛應用，特別是相關設計領域，如機械工藝設計。CAD技術應用在機械工藝設計能夠有效改變老舊的設計模式，以其簡單化和提高效率的優勢迅速受到設計工作人員的喜愛。機械工藝設計主要是指根據生產需求進行機械產品的設計，即需要通過相關的參數實現自動化設計過程，即利用計算機輔助設計進行相關參數信息的處理，以滿足自動化設計要求。

CAD技術在機械工藝設計中應用主要為讓機械設計工作人員利用CAD技術進行機械繪圖，機械設計圖一般包含線框模型、表面模型和實體模型等三種。很多CAD軟件都具備簡單的機械結構體系，在方便機械設計工作人員設計工作的同時，提高設計工作效率。一般CAD軟件包含常見的基本結構體系有球體、長方體、圓柱體、圓錐體和楔形體等，機械設計工作人員完善利用該基礎結構體系則能夠提高工作效率。CAD技術是利用計算機進行機械圖像的設計，因此其還可以進行修改，具有操作簡便性，應用廣泛性等特征，如今已經逐漸發展為設計工作人員必須具備的技術。另外CAD技術的三維模型建模功能得到了機械設計工作人員的廣泛利用，該功能能夠將二維圖樣轉換為三維模型，甚至還可以利用3D打印機將設計模型直接打印出來，更加直觀的展示。機械設計工作人員可以通過三維CAD技術和3D打印，明確觀察到設計樣式的結構、大小等參數，對于存在錯誤得到地方可以及時進行更改，避免增加產品生產成本。

雖然目前CAD技術的應用比較廣泛，但能夠發揮CAD技術所有功能的設計單位不多，仍然有很多設計人員只是將CAD技術進行基本圖樣的設計，甚至還有些設計單位進行只利用CAD技術進行平面設計，沒有真正發揮CAD技術的作用，單純將其作為計算機輔助設計工具。

2 機械工藝設計中改進的CAD技術應用途徑

隨著科技的進步，機械工藝也取得了一定的進步，如數控機床、機械加工中心等構造均在不斷發展之中，因此CAD技術作為機械工藝設計工作中的主要工具，其也必須隨著科技的進步而不斷發展。傳統CAD技術主要是進行簡單的制圖，隨著計算機技術的發展，如今CAD技術已經逐漸向數值化、智能化和高度化方向發展，如CAM（計算機輔助制造）、CAE（計算機輔助工程）等，甚至兼容CAM 和CAE的新技術也逐漸被研發。

2.1 改進CAD技術的優勢

CAM/CAE技術作為比較新穎的設計技術，其主要能夠實現機械設計工作的信息化和智能化，且還能夠針對人為機械設計圖紙存在錯誤的地方進行自動修改，即其能夠充分了解機械設計工作人員實際需求，從而進行全面的檢測，改進錯誤的地方。另外機械設計工作人員還能夠創新產品的設計，并確保設計過程的即時性，促進了機械工藝的創新性發展，因此改進CAD技術在機械工藝設計中應用具有促進機械行業發展的作用。

2.2 改進CAD技術的實際應用

雖然傳統CAD技術的功能已經比較全面，但隨著各項技術的發展和CAM/CAE技術的發展，CAM/CAE技術更能夠實現機械工藝設計工作的完善。為了避免機械工藝設計出現錯誤，傳統平面設計方式逐漸被淘汰，主要是由于平面設計難以充分展現機械工藝設計中包含的數量眾多的零部件，同時也難以明確零部件的實際位置。而利用CAM/CAE技術則能夠實現立體模型的構建，是所有的零部件及其位置都清楚的顯示，減少錯誤的發生率。而且改進CAD技術還能夠結合信息技術，將應用在機械工藝設計中的數據進行保存和共享，以達到重復利用和提高工作效率的目的。

另外改進的CAD技術還能夠進行設計材料的評估，即能夠利用CAE技術進行強韌度、材料組成和碰撞問題的動態分析，在降低成本的同時，確保設計材料能夠在機械生產中得到完善應用。而且根據不同要求開發的CAM/CAE技術在機械工藝設計方面具有針對性，從而有效使機械工藝達到設計、制造和生產管理統一化的目的。改進CAD技術能夠有效提高設計效率，從根源上減少機械產品的生產時間，提高生產效率。此外改進CAD技術的數據信息保存工作能夠在創新機械設計中得到良好的應用，即機械設計工作人員需要將部分零部件進行重新設計，而另外零部件設計則可以直接應用保存的數據信息，從而實現提高機械設計效率的作用。

3 結束語

綜上所述，隨著我國機械行業的發展發展，如何實現機械工藝設計智能化、信息化、自動化過程成為機械設計工作人員非常關注的問題，而CAD技術應用于機械工藝設計工作中的主要計算機工具，良好利用其改進技術CAM/CAE技術能夠有效實現機械工藝設計自動化。目前我國CAD技術與國際水平仍然存在一定的差距，因此我國應當加強對CAD技術的改進研究，如CAM/CAE技術有效提高機械工藝設計的準確度，確保零部件設計更加精確。

參考文獻：

［1］蔡葛明,雍照章,王華.CAD技術在機械工藝設計中的應用研究［J］.機械工程師,2016（01）：218-220.

［2］董哲.改進的CAD技術在機械工藝設計中的應用［J］.黑龍江科技信息,2015（25）：41.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.027

作者簡介：劉亞楠（1985-），男，河南許昌人，本科，助教，研究方向：機械設計制造。