王光輝

摘 要 CAD技術(shù)作為一種新型的計算機(jī)應(yīng)用軟件技術(shù)，其隨著計算機(jī)技術(shù)水平的不斷提高也不斷發(fā)展與進(jìn)步，在機(jī)械工藝設(shè)計工作中的應(yīng)用主要是完成零配件的生產(chǎn)，以及相關(guān)組裝流水線路圖繪制的工作。[1]CAD/CAM、CAE等軟件作為CAD技術(shù)改進(jìn)的產(chǎn)物，優(yōu)化了傳統(tǒng)機(jī)械工藝設(shè)計模式，豐富了設(shè)計方法，有效地將現(xiàn)代化設(shè)計理念引進(jìn)來，大大提高了機(jī)械設(shè)計的工作效率。

關(guān)鍵詞 CAD技術(shù) 機(jī)械工藝設(shè)計 運用 論述

CAD技術(shù)自身具有操作流程簡單、便捷、精準(zhǔn)度較高以及易于存儲的屬性，其在機(jī)械工藝設(shè)計工作中得到廣泛的運用，它降低了設(shè)計工作的難度，緩解了工作的強(qiáng)度，提高了機(jī)械工藝設(shè)計的質(zhì)量與速率。

一、與改進(jìn)的CAD技術(shù)相關(guān)的概述

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的今天，機(jī)械生產(chǎn)日趨復(fù)雜化，那么在這種局勢的驅(qū)動下，CAD技術(shù)不能只具有繪制圖的功效，所以對這一技術(shù)改良創(chuàng)新也是必然的。在不斷的發(fā)展中逐漸衍生出數(shù)值化以及部分高度化的技術(shù)，如CAM、CAE技術(shù)。

改進(jìn)的CAD技術(shù)擁有了CAM、CAE這兩種技術(shù)的優(yōu)點，徹底將設(shè)計工程問題解決，在智能化手段的參與下新型產(chǎn)品被順利的設(shè)計出來，提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的同時，踐行了現(xiàn)代工藝發(fā)展的路線。此外CAM、CAE技術(shù)的實施是在計算機(jī)軟件輔助下落實的，在面對不同類型的機(jī)械工藝設(shè)計產(chǎn)品之時均能開展具體化的設(shè)計工作，設(shè)計流程中出現(xiàn)的一系列問題被統(tǒng)一采集之后采取可行的規(guī)劃或者是調(diào)整措施，在改進(jìn)的CAD技術(shù)配合下，使機(jī)械工藝設(shè)計、生產(chǎn)、管理與控制實現(xiàn)整體化。

二、探究改進(jìn)的CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計中的具體應(yīng)用

（一）在繪圖方面的應(yīng)用

對機(jī)械工藝設(shè)計的常見流程進(jìn)行分解，大體上可以將其分為兩部分的內(nèi)容，一種是圖形，另一種是數(shù)據(jù)。而在機(jī)械工藝設(shè)計的整個流程中，大部分時間都被繪制工作占用，對相關(guān)數(shù)據(jù)的處理時間限制在設(shè)計總時間的30%之內(nèi)。在CAD技術(shù)不斷改良創(chuàng)新的局勢下，與繪圖相關(guān)的軟件功能越來越強(qiáng)大，尤其是CAD/CAM軟件系統(tǒng)與原有的CAD技術(shù)相比較，完整度更高。那么經(jīng)過改良的CAD技術(shù)具有在圖形繪制方面具有怎樣的優(yōu)勢呢？筆者作出了如下總結(jié)的內(nèi)容。改良的CAD技術(shù)能夠獨立的完成圖像與圖形的編制工作，同時可以將有關(guān)文字添加到圖形中。此外，該改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用使圖塊的調(diào)用以及層次的區(qū)分、不同圖像之間的交換快捷方便。

（二）模具制造中的運用

在科學(xué)技術(shù)不斷改良創(chuàng)新的信息化時代，大多數(shù)制造企業(yè)對自己原有的生產(chǎn)模式進(jìn)行改善，盡可能使其處于不斷優(yōu)化的模式中。此時數(shù)控機(jī)床代替了普通機(jī)床得到了廣泛應(yīng)用，而對于機(jī)械工藝設(shè)計工作而言，改進(jìn)的CAD技術(shù)取代了傳統(tǒng)人工設(shè)計的形式。在經(jīng)過改進(jìn)的CAD技術(shù)的輔助下，機(jī)械制造企業(yè)實現(xiàn)了現(xiàn)代化、信息化生產(chǎn)的目標(biāo)。

CAM、CAE等新型技術(shù)在模具制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，首先其利用自身智能化的屬性協(xié)助工作人員完成圖形的繪制工作，將創(chuàng)新型的觀念融合進(jìn)圖形的設(shè)計環(huán)節(jié)中，在面對繁雜的機(jī)械工藝零件之時，改進(jìn)型的CAD技術(shù)借助曲面造型或者是仿真模擬的途徑，將形態(tài)多樣化的機(jī)械工藝零部件的結(jié)構(gòu)特點在三維空間上全方位地展現(xiàn)出來，是極為形象的，且清晰度很高。

對CAM、CAE等新型技術(shù)進(jìn)行研究，我們發(fā)現(xiàn)該技術(shù)系統(tǒng)是復(fù)雜化的。因為其是由多個模板拼接構(gòu)成的，而這些模板之間只有在數(shù)據(jù)庫的作用下才會實現(xiàn)連接的目標(biāo)，而任何種類的數(shù)據(jù)庫均與實體模型有關(guān)。改進(jìn)型的CAD技術(shù)在模具制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，是以機(jī)械工藝工程數(shù)據(jù)庫作為依托，再與信息技術(shù)相互滲透，此時技術(shù)實體共享的目標(biāo)得以落實。

（三）實體配件生產(chǎn)中的使用

CAD技術(shù)在模型制造進(jìn)程中有3種類型的應(yīng)用形式，一是線框，二是表面，三是實體模型。原有的CAD技術(shù)大體上都攜帶實際建模功能的軟件，這在對三維實體進(jìn)行建模工作時很容易產(chǎn)生立方體、圓柱體、環(huán)形或者是球型這樣的體系。對于內(nèi)部構(gòu)造的零件的生產(chǎn)，現(xiàn)有的CAD技術(shù)就借助三維建造的途徑，繼而再組合、交叉等輔助手段的配合下獨立的完成配件結(jié)構(gòu)的機(jī)械工藝設(shè)計工作。但實際上機(jī)械工藝設(shè)計人員面對的一般都是結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的，那么改進(jìn)的CAD技術(shù)首先將實體配件的結(jié)構(gòu)大框在平面體系中繪制出來，繼而采用直向拉伸或者是方向旋轉(zhuǎn)等措施對其進(jìn)行改造，最終得到三維實體模型[2]。當(dāng)機(jī)械零件的實體配件制作好了以后，在引用新型的CAD技術(shù)的編輯功能，達(dá)到定位裝置的目標(biāo)。改進(jìn)的CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計中的應(yīng)用，使大多數(shù)配件在擁有原有信息的同時，利用自身的高度變形設(shè)計功能達(dá)到結(jié)構(gòu)重組目標(biāo)，將機(jī)械工藝設(shè)計效率提高3～5倍，最終將一種新型的機(jī)械產(chǎn)品呈現(xiàn)在人們眼前。

三、淺談改進(jìn)的CAD技術(shù)運用的優(yōu)勢及發(fā)展趨勢

改進(jìn)的CAD技術(shù)，可以利用多樣化的技術(shù)或手段對設(shè)計的效果進(jìn)行評估考核，此外在動態(tài)化材料的配合下使工藝設(shè)計組織的內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)明確化，這是機(jī)械生產(chǎn)實現(xiàn)創(chuàng)新優(yōu)化目標(biāo)的基礎(chǔ)。在改進(jìn)的CAD技術(shù)的輔助下，機(jī)械工藝設(shè)計更加趨于專業(yè)化，也就是說，在科學(xué)而具體的設(shè)計理念的引導(dǎo)下，在機(jī)械領(lǐng)域無論是設(shè)計、制造或者是管理工作均會實現(xiàn)一體化的目標(biāo)?，F(xiàn)階段，改進(jìn)的CAD技術(shù)在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用，盡管大大提供了機(jī)械自身的生產(chǎn)效率，但是仍要耗費大量的時間，如果要節(jié)約時間，就需要對參與機(jī)械制造的零件構(gòu)造開展二次設(shè)計工作，而那些不參與制造各種的配件依然采用原有的信息資料作為設(shè)計的憑據(jù)，參照這樣的設(shè)計原則生產(chǎn)效率就會實現(xiàn)全面提升。此外，改進(jìn)的CAD技術(shù)優(yōu)勢還體現(xiàn)在使設(shè)計出的新產(chǎn)品具有特殊的功能，能夠在有限的時間內(nèi)完成機(jī)械配件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重建工作。

改進(jìn)的CAD技術(shù)運用的發(fā)展趨勢，有如下三個方面：

第一，標(biāo)準(zhǔn)化方面。支持STEP標(biāo)準(zhǔn)的CAD/CAM/CAE軟件，特征模型的傳輸參數(shù)仍是世界上機(jī)械設(shè)計師需要克服的難題，應(yīng)用STEP標(biāo)準(zhǔn)，將在這一方面向前突破，它們的良好結(jié)合值得期待。

第二，智能化方面。采取特征建模和參數(shù)化設(shè)計是智能機(jī)械設(shè)計的特點，還將其與大數(shù)據(jù)工程融合發(fā)展，則CAD技術(shù)在智能化方面將展示新成就。

第三，集成化方面。任何一款技術(shù)軟件都離不開硬件作為支持，隨著科技進(jìn)步，硬件的性能又隨模塊化上升，將它們與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)整合，構(gòu)成CAD技術(shù)高度集成化發(fā)展。

四、結(jié)語

CAM、CAE等新型技術(shù)均是改進(jìn)型CAD技術(shù)，這一技術(shù)在設(shè)計工作中的應(yīng)用使計算機(jī)繪圖工作更具規(guī)范化、科學(xué)化，在現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計與加工環(huán)節(jié)體現(xiàn)出極高的適應(yīng)性，使設(shè)計出的產(chǎn)品精確度實現(xiàn)最大化。目前，我國所應(yīng)用的改進(jìn)型CAD技術(shù)還沒有達(dá)到國際上的尖端水平，但是隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在科學(xué)家刻苦鉆研與機(jī)械工藝設(shè)計的實踐中，必將會有更多改進(jìn)的CAD技術(shù)被研發(fā)出來，為我國機(jī)械領(lǐng)域提供高質(zhì)量的服務(wù)。

（作者單位為湖南省婁底市高級技工學(xué)校）

參考文獻(xiàn)

[1]趙陽. CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計中的應(yīng)用探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014.

[2]史越.三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用探究[J].電子測試，2013.