張群芳

摘 要：CAD技術(shù)是作為21世紀(jì)應(yīng)用非常廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，為我國機(jī)械工藝帶來了革命性變化。通過引入CAD技術(shù)，能夠有效推動(dòng)機(jī)械化發(fā)展，減少了傳統(tǒng)手工機(jī)械技術(shù)使用比例。文章首先對(duì)CAD技術(shù)展開分析，探究CAD技術(shù)在機(jī)械加工工藝中的主要問題，進(jìn)而提出CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù)；機(jī)械工藝設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助

引言

CAD技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)圖形應(yīng)用軟件，在各行各業(yè)中的應(yīng)用極為廣泛，現(xiàn)如今CAD技術(shù)愈加成熟，極大的方便了機(jī)械工藝設(shè)計(jì)工作，受到了諸多工程師的青睞。在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中，CAD技術(shù)能夠有效提供三維、二維可視化設(shè)計(jì)，并通過計(jì)算機(jī)屏幕將設(shè)計(jì)效果展現(xiàn)出來，通過可視化三維、二維模型，能夠更加直觀的看到機(jī)械工藝設(shè)計(jì)成果，為企業(yè)決策提供有效依據(jù)。

1 CAD技術(shù)概述

CAD技術(shù)作為一種計(jì)算機(jī)繪圖工具，其主要依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。對(duì)于機(jī)械工藝設(shè)計(jì)行業(yè)來說，CAD技術(shù)主要是針對(duì)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的組成流水線、零配件示意圖為主。相比傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)繪圖軟件，CAD技術(shù)能夠一改傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件的弊端，創(chuàng)新了工藝設(shè)計(jì)的方法與模式，通過現(xiàn)代化技術(shù)與分布理念，實(shí)現(xiàn)模擬設(shè)計(jì)成果，并根據(jù)施工流程，根據(jù)三維、二維繪圖來提供生產(chǎn)成果。

對(duì)于CAD技術(shù)來說，保障CAD設(shè)計(jì)質(zhì)量需要為設(shè)計(jì)人員提供可靠的繪圖環(huán)境，將機(jī)械工藝設(shè)計(jì)圖分為三大種類，即線框模型、三維模型、實(shí)體模型。在具備機(jī)械實(shí)體建模CAD軟件中，通過配備3D打印機(jī)能夠有效根據(jù)三維模型打印出實(shí)體模型，能夠讓工作人員360°觀賞設(shè)計(jì)成果，并判斷設(shè)計(jì)內(nèi)容是否滿足標(biāo)準(zhǔn)。例如在Autodesk公司研發(fā)的CAD10.1軟件中，該CAD軟件中包含了6種基本體系設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而滿足日常機(jī)械工藝設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師只需要將繪制圖形進(jìn)行分解，通過幾個(gè)基本體系結(jié)構(gòu)來完成最終繪圖，能夠提高機(jī)械工藝設(shè)計(jì)效率。

2 CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的問題與策略

雖然CAD技術(shù)作為當(dāng)代設(shè)計(jì)行業(yè)中的主流軟件，但在設(shè)計(jì)應(yīng)用中依然存在諸多問題有待完善，因此，想要保障機(jī)械工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須要針對(duì)這些問題，提出有效的解決策略，進(jìn)而提高機(jī)械工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.1 生產(chǎn)環(huán)節(jié)整合程度有待完善

現(xiàn)如今，CAD技術(shù)受計(jì)算機(jī)技術(shù)與開發(fā)技術(shù)影響，CAD技術(shù)還有待完善。雖然CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用非常廣泛，并已經(jīng)從CAD設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為整體生產(chǎn)的整合，但從目前整合情況來分析，我國CAD技術(shù)與機(jī)械工藝設(shè)計(jì)整合工作還處于初期發(fā)展階段，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間相互獨(dú)立，在各個(gè)生產(chǎn)模式中，必須要設(shè)計(jì)環(huán)境與生產(chǎn)環(huán)境模型進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)與糾正錯(cuò)誤，并未全面實(shí)現(xiàn)CAD技術(shù)與機(jī)械工藝整合，這樣會(huì)出現(xiàn)很多重復(fù)設(shè)計(jì)工作，特別是與3D打印技術(shù)結(jié)合上，雖然給CAD技術(shù)與機(jī)械工藝設(shè)計(jì)整合工作提供了技術(shù)條件，但3D打印技術(shù)并未完全融入到整個(gè)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。

因此，在這一問題中，必須要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)整合技術(shù)，構(gòu)建CAD技術(shù)、機(jī)械工藝生產(chǎn)、3D打印技術(shù)相互統(tǒng)一的系統(tǒng)憑條，并通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一體化操作，通過“CAD技術(shù)設(shè)計(jì)——3D模型打印——機(jī)械工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)”的模式，提高生產(chǎn)效率。

2.2 智能化程度較低

以世界領(lǐng)先的Autodesk系列軟件應(yīng)用來看，CAD技術(shù)的到來雖然取代了傳統(tǒng)繪圖設(shè)計(jì)工作，但從本質(zhì)上來說是將傳統(tǒng)繪圖工作轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)中展開運(yùn)作，很多設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)依然需要手工操控，智能化水平相對(duì)較低，只實(shí)現(xiàn)了局部智能化設(shè)計(jì)。特別是在機(jī)械設(shè)計(jì)與模組檢測中，僅通過計(jì)算機(jī)技術(shù)或CAD軟件，無法滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)需求，依然需要采用的人工檢測。

因此，可以通過人工智能檢測技術(shù)與智能分析軟件來檢測CAD機(jī)械繪圖的標(biāo)準(zhǔn)型，并通過操控計(jì)算機(jī)來完成檢測工作，提高檢測效率。通過人工智能檢測手段與先進(jìn)的算法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)的技術(shù)性突破，進(jìn)而降低設(shè)計(jì)、檢測人員的工作量。

3 CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

現(xiàn)如今，CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在二維平面圖樣的開發(fā)和設(shè)計(jì)、三維建模和三維仿真測試、設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造全面整合中，并在長時(shí)間的應(yīng)用中取得了突破性進(jìn)展，有效提高了機(jī)械工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率。

3.1 二維平面設(shè)計(jì)

二維平面設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)繪圖軟件的基礎(chǔ)，也是CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基本功能。在CAD技術(shù)中，二維平面設(shè)計(jì)是最先應(yīng)用在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)應(yīng)用，由于CAD技術(shù)軟件能夠有效提供強(qiáng)大的二維平面繪圖功能以及圖形處理能力，能夠讓設(shè)計(jì)人員通過操作計(jì)算機(jī)即可完成繪圖工作，并在計(jì)算機(jī)中展開機(jī)械工藝設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)存在漏洞即可剔除或修補(bǔ)，能夠省下大量的人力。采用CAD技術(shù)展開機(jī)械工藝設(shè)計(jì)工作，CAD軟件還能夠?qū)υO(shè)計(jì)圖樣信息與設(shè)計(jì)信息記性自動(dòng)化管理。通過云端也能夠查詢到以往設(shè)計(jì)內(nèi)容，進(jìn)而提供參考。CAD軟件在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中示意圖見圖1。在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師通過在CAD軟件中輸入相應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，羅列出基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)框架，進(jìn)而通過采用CAD軟件中的繪畫工具來進(jìn)行框架填充，通過修補(bǔ)、調(diào)整來完善設(shè)計(jì)效果，最終完成二維平面設(shè)計(jì)。

3.2 三維建模與三維仿真測試

三維建模與三維仿真測試作為CAD軟件重要功能，能夠有效勾勒出機(jī)械工藝設(shè)計(jì)的三維圖形，該技術(shù)已經(jīng)成為了機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的主流技術(shù)。隨著市場對(duì)機(jī)械工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量要求不斷提高，CAD軟件中的二維平面設(shè)計(jì)顯得比較局限。在CAD軟件中的三維建模技術(shù)來說，通過輸入一系列的三維數(shù)據(jù)，進(jìn)而電腦勾勒出三維模型框架，進(jìn)而將三維模型呈現(xiàn)出來。在三維模型設(shè)計(jì)中，待到數(shù)據(jù)輸出完畢之后，設(shè)計(jì)師要根據(jù)基本設(shè)計(jì)框架對(duì)三維框架進(jìn)行調(diào)整，保障三維框架能夠符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而描繪出機(jī)械整體或零件三維示意圖，如果三維設(shè)計(jì)圖符合標(biāo)準(zhǔn)，即可輸出或上色。同時(shí)，三維建模也可以與二維示意圖之間相互轉(zhuǎn)換，通過輸入二維示意圖，即可通過CAD軟件功能轉(zhuǎn)變成三維模式（見圖2）。

3.3 設(shè)計(jì)與生產(chǎn)整合

以當(dāng)今CAD技術(shù)應(yīng)用情況來看，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了CAD設(shè)計(jì)與機(jī)械工藝生產(chǎn)的初步結(jié)合，通過應(yīng)用CAD軟件特有的插件，工程師、設(shè)計(jì)師、方案師等能夠通過CAD軟件將CAD圖形轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)生產(chǎn)3D示意圖，進(jìn)而通過3D打印技術(shù)構(gòu)建實(shí)體模型，測試模擬生產(chǎn)效果。這樣就可以減少從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的繁瑣性與難度，有效提高工作效率。

4 結(jié)束語

CAD技術(shù)在機(jī)械工藝設(shè)計(jì)中的應(yīng)用非常廣泛，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工藝設(shè)計(jì)改革，將傳統(tǒng)的手工繪圖轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)繪圖。通過應(yīng)用CAD軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)二維、三維機(jī)械工藝設(shè)計(jì)圖，并通過融入3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)到機(jī)械生產(chǎn)一體化整合，進(jìn)而提高機(jī)械工藝設(shè)計(jì)與工藝生產(chǎn)效率和質(zhì)量，推動(dòng)我國社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展。

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