CAD對機械設計制造的影響

馮駿

（南寧八菱科技股份有限公司 廣西南寧 530003）

CAD對機械設計制造的影響

馮駿

（南寧八菱科技股份有限公司 廣西南寧 530003）

CAD是計算機軟件技術不斷發展的產物，將其應用在機械設計中有著重要意義。通過利用CAD技術，不僅能夠科學地減輕工作人員工作任務，更可以提升機械設計的整體質量與效率。在實際運用過程中，機械設計企業與工作人員應結合時代發展的要求，不斷創新CAD技術和系統，從而充分發揮CAD的作用。本文以CAD技術概念為基礎，簡要分析其發展歷程，重點探討CAD技術對機械設計制造的影響。

CAD技術；機械設計；多維繪圖；設計理念

前言

機械設計以機械工作原理為基礎，根據具體的使用要求，構思對應的機械運動方式、結構、形狀尺寸等，是進行機械生產的關鍵步驟，將CAD技術科學的融入機械設計，在提升設計整體水平的同時，為企業獲取更大的經濟效益。CAD是現代化計算機輔助設計軟件，能實時為技術設計人員解決機械問題，且操作程序較為簡單，具備設計、修改圖形等多種功能，企業應加大對CAD的重視程度，結合企業規模，推出更符合當前時代需求的機械設計。

1 CAD技術與機械設計概況

機械設計主要是指有關機械產品的制作、生產、工作領域，在當前的經濟建設中占據著重要地位。而CAD（Computer Aided Design）主要是指計算機的輔助設計，即設計人員通過利用圖形設備或者計算機軟件而進行的設計過程。在機械設計過程中，一般都會需要借助計算機計算、整理、對比不同的方案，從而選擇出最優方案，而CAD技術能夠存儲不同類型的設計信息，并可被快速檢索，將其應用在機械設計中，能有效提升設計的工作效率。

1.1 CAD系統具體組成模塊

CAD系統的核心部分是軟件模塊，CAD本身具備的功能大多取決于軟件系統的先進性，但系統運行的順暢性則由硬件系統影響，具體的模塊如表1所示。

表1

從表1可知，CAD系統由硬件和軟件兩個部分組成，在實際應用過程中，應根據設計需求，而選擇恰當的模塊，科學地提升整體設計效率和質量。

1.2 CAD的發展歷程

CAD技術在我國發展歷程較短，但發展速度很快，且在機械設計中的應用范圍較廣，不管是硬件系統還是軟件系統，都發展到了一定的高度，軟件系統主要包括CADDS、ProE、Solid-Works、IDEAS等，部分軟件還有CAM等功能，從總的前進趨勢來看，CAD逐步出現了智能化、集成化、信息化和自動化的特點，但與發達國家相比，仍存在較大差距，相關企業和設計人員應加大對CAD的研究力度，擴大CAD的應用范圍。

2 CAD在機械設計中的應用方式

CAD在機械設計中的應用主要包括多維空間繪圖方式和實體應用方式，從其應用現狀的角度分析，當CAD才出現時，受到計算機硬件系統等因素的限制，CAD只能夠繪制出最簡單的二維空間圖形，但當前三維CAD技術的影響越來越廣，且零部件結構與設計也逐步優化。

2.1 多維空間繪圖

機械設計產品所需要處理的信息包括圖形與數據兩個方面，其中圖形的工作任務較重，根據相關資料記載，已經占到總工作任務的70%以上。從二維空間圖形的層次分析，在開始制圖時，應選擇好繪圖軟件，應用得較多的繪圖軟件有工作站、微機型，如交互型繪圖，不僅能夠根據機械設計要求繪制出多種多樣的圖形，更可以在系統中直接編輯，從而充分發揮CAD作用。

2.2 實體應用方式

CAD在機械設計中的實體應用方式，主要體現在建模方面，包括線框、實體、表面等模型，具體的內容如表2所示。

表2

基于Auto CAD實體造型的角度分析，其基本的實體包括球體、楔形體、立方體、圓錐體等，對于系統中簡單的零部件，可以通過分析圖形具體的結構，再分成以上的基本體，重新塑造三維空間實體，最后進行并集、交集、差等方面的運算，使得CAD技術解決機械設計中的問題。

3 CAD應用在機械設計中的影響

將CAD應用在機械設計中，不僅能夠幫助設計人員有效縮短工作周期，更能提升其整體質量，其具體的影響表現在以下幾方面：

3.1 節約機械設計整體時間

機械設計出的產品具備相似性、批量性和對稱性，且產品被投入使用后，更應有較強的靈活性與復制性，因此利用CAD進行對應的機械設計時，對于內部相似的零部件設計，只需改變其中某些參數即可。如借助相鄰零部件之間的位置數據或者性狀，再加入適當的改進，形成全新的機械產品或零部件，從而節約整個機械設計的整體時間。需要注意的是，利用迅速重新構建的方法，還可有效節省設計計劃時間，大約能夠縮短2/3，即CAD中所特有的高度變形功能，通過這一功能，可在極短時間內設計出產品，科學地縮短產品從設計到生產周期。就當前激烈的市場競爭而言，機械產品較快地投入生產，就在某種程度上意味著擴大企業市場影響力，促進企業實現持續發展。

3.2 簡化機械裝配零件程序

在CAD技術中，內部資源存儲器與查找設備中的組成零部件——裝配路徑查找器，可記錄下零件的裝配程序，實際的裝配過程中，如果出現裝配程序錯誤或零部件位置不正確時，可借助查找器，全面檢查機械產品，進而及時發現安裝過程的錯誤，并采取針對性措施，確保產品的合理性。同時，CAD還具備隱藏零部件功能，為方便工作人員檢查裝配具體結構，能夠通過該功能，選擇性隱藏外部零件，簡化機械裝配零件程序。

3.3 直觀靈活地修改零件

完成設計產品后，可借助資源查找器，查看產品的所有零部件環境，包括指令等部分，指令與設計產品的零部件結構有著極大影響，當改變指令中特定參數時，即可改變零件的具體設計，操作方式比較簡單方便。需要注意的是，修改緩解不僅可應用在零件環境，也能夠應用在裝配環境，靈活性較強。

3.4 提升設計整體水平與質量

機械設計不斷朝著智能化的方向發展，而CAD技術能夠很好地滿足機械產品需求。設計機械產品的過程中應用CAD技術，能夠優化設計方式，提升設計的整體技術含量。同時，在生產機械產品的過程中，可通過CIMS技術生產產品，統籌信息技術與機械設計產品之間的關系，進而保障產品整體質量。

3.5 融入現代化設計理念

CAD技術給機械設計帶來了重大發展機遇，有著較大地發展潛力，CAD以計算機等先進技術為基礎，但需要注意的是，當前我國在CAD方面的人才仍然較少，但CAD整個系統比較復雜，因此設計出的機械產品往往仍有一定的缺陷，基于此，為進一步應用CAD技術，相關設計人員必須加強自身修養，不斷學習CAD相關設計理念和知識，結合機械設計市場需求，融入現代化技術，提升設計工作的科技含量。

4 結束語

綜上所述，隨著制造行業的飛速發展，機械設計也迎來了新的挑戰機遇，將CAD技術合理地應用在機械設計中，不僅打破了傳統設計理念，革新設計模式，更為機械設計注入了新的生命力。能夠使得機械設計更好地符合制造業需求，提升其靈活性和先進性。機械設計企業應結合當前市場變化，加大對CAD的應用程度，通過多維繪圖、實體應用等方式，擴大CAD在機械設計中的影響，充分發揮CAD的優勢，縮短設計整體周期，簡化機械裝配零件程序，更加直觀靈活地修改圖紙，進一步提高機械設計產品的質量。

[1]王蕊.論CAD在機械設計中的應用及機械制造技術的新發展[J].房地產導刊，2015（32）：445.

[2]陳駿志，李園，洪策.分析三維CAD技術在機械設計中的應用[J].科技視界，2013（18）.

[3]玄東哲.計算機輔助設計技術在機械設計中的應用探討[J].黑龍江科學，2016（13）.

TQ330.4

A

1004-7344（2016）24-0302-02

2016-8-7

馮駿（1982-），男，大專，主要從事機械設計工作。