吳勇

摘要：隨著高科技的迅猛發(fā)展，CAD技術在機械設計制造中的應用也越來越廣泛。本文簡單介紹CAD系統(tǒng)的組成、發(fā)展狀況及應用現(xiàn)狀，并重點對其在機械設計制造中的具體應用進行探討。

關鍵詞：CAD技術；機械設計制造；計算機技術

CAD也就是計算機輔助設計。它為工程技術人員解決了很多困難，給設計人員提供設計軟件、分析軟件以及繪圖軟件，并且很容易掌握，在機械設計制造中已被廣泛地應用，它具備漢化工程繪圖系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)具有如下功能：設計圖形、修改圖形、具有很大的存儲量等等，同時，還能夠進行刪除、查詢、更新等操作，與人們的繪圖習慣相對應。它不需要畫圖板，也不需要繪圖儀器以及描圖員，且設計出來的施工圖的質量都相當?shù)母摺Ｋ跈C械方面的設計能力是非常強的，能夠進行有限元分析以及機械制造等?？偠灾?，在機械設計制造中融入CAD技術不僅可以將工程設計的質量提高，還能大大縮短工期，提高經濟效益。

1相關理論概述

1.1CAD概述

CAD又稱Computer Aided Design，中文稱之為計算機輔助設計，該項技術利用計算機圖形處理系統(tǒng)與內部數(shù)值計算方法與系統(tǒng)，幫助工程設計人員進行相關產品的設計與分析，它在其中起一定程度的輔助作用。自CAD技術誕生以來，被廣泛的應用在各種行業(yè)，包括電子、化工、建筑等，它實現(xiàn)了最大程度設計效率的提高，并將計算機技術輔助到制造過程中，即CAM技術，與產品數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化管理模式，即PDM技術，以及計算機各內置部件集成制造模型，即CIMS系統(tǒng)，三者融為一體形成CAD系統(tǒng)[1]。目前CAD系統(tǒng)結合新型人工智能處理模板，已經發(fā)展成為現(xiàn)代智能的ICAD系統(tǒng)，它可以提高新型市場中對小批量產品的需求，并在原有基礎上極大的提高其應變反應能力。

1.2CAD技術優(yōu)勢

在機械產品的設計與制造過程中，利用CAD技術，可以實現(xiàn)產品的內部性能的優(yōu)化與結構分布的最佳配置，它利用CAE技術，放棄了傳統(tǒng)人力，對整個制造系統(tǒng)實現(xiàn)了精密的控制，并在制造過程中對產品的內部結構與性能進行分析。CAD技術可以實現(xiàn)準確的二維設計，并對復雜的零件體積進行計算，對產品的重量體積進行精確的描繪統(tǒng)計，此外，它還具有一定程度的演示功能等[2]。

CAD技術在傳統(tǒng)機械設計的基礎上縮短了機械設計與制造的周期，它在傳統(tǒng)二維系統(tǒng)的基礎上使用三維技術，在裝配過程中進行設計，并且還可以利用不同零件的空間位置進行設計，保證了零件之間的有效配合。CAD技術在最大的程度上縮短了設計周期與消能時間比，提高了生產效率，而且利用CAD系統(tǒng)進行設計的產品，具有重構性。

CAD技術將機械產品的設計與制造融為一體，并聯(lián)合CIMS的生產模式進行，其采用更為先進的設計方法，其中包括有限元受力分析等方式，在提高產品質量的同時進行產品生產監(jiān)控，在最大程度上保證了質量與效率的有效結合。

2.CAD技術應用

2.1CAD技術應用分析

CAD技術在機械設計中的應用體現(xiàn)在多個方面本文從以下幾個方面對其進行分析：

第一，CAD的三維建模方式有三個主要類型，包括線框、表面、實體模型。在AutoCAD三維實體模塊當中，系統(tǒng)默認提供了六大體系，包括立方體、球體等。宏觀來講，對產品部件進行建造，首先要對其內部建構進行分解，并分割成多個主體進行三維造型，其后，利用交、并布爾運算模型，對零部件進行實體建模。但值得注意的是，有些零件很難進行細致的分解，這就應該采用不同的方法，在二維幾何元素基礎上進行[3]。

第二，CAD技術是當前機械設計與制造中最具有活力的技術方法，其應用領域包括幾何建模、工程分析、CAE技術等，在機械設計與制造中，CAD技術主要是在計算機技術的基礎之上進行二位繪圖，并在實現(xiàn)三維實體建模，與結構內部性能分析與優(yōu)化。

第三，在多維繪圖過程中利用CAD技術進行繪制圖形與數(shù)據(jù)，目前CAD技術進行繪圖工作主要是進行交叉繪圖處理，并對圖形進行分類匯編處理。它還可以在傳統(tǒng)圖形的基礎上進行分層，填充剖面結構，但是CAD繪圖必須配合通用軟件包才能正常運行，因此，由于現(xiàn)有技術限制，我國大多數(shù)機械制造業(yè)的CAD技術都是在不斷的探索中開展的。

2.2CAD技術在機械設計制造中的發(fā)展

CAD技術是利用三維模型進行技處理，它可以實現(xiàn)個體利用思維，在初級階段進行三維模型設計，并在最大程度上實現(xiàn)集合參數(shù)與設計的聯(lián)合，并利用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行整體的三維模型分析，因此可以更好的實現(xiàn)設計思想，增加方案的理想化程度。CAD設計中，打破了傳統(tǒng)設計模式，建立新型的模型數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一匯編處理，因此從整體角度來看，CAD技術將會代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維建模技術，成為今后機械設計制造發(fā)展中的核心，并伴隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，以及網(wǎng)絡技術的全面普及，進入更為廣泛的層面。

CAD技術會隨著三維技術的發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)基礎上進行普及化改革，因此對CAD技術的深入了解與把握對國家產業(yè)技術的發(fā)展具有非常重要意義。

3.結論

終上所述，國家經濟的發(fā)展離不開各個高新技術產業(yè)的支持，產業(yè)的發(fā)展需要科學技術的進步，尤其是作為國家支柱的產業(yè)，機械設計制造領域，在傳統(tǒng)技術基礎上引進新型的CAD技術，可以在最大程度上實現(xiàn)技術產業(yè)的進步與國家經濟的發(fā)展。

參考文獻

[1]李麗娟，劉彥昌，呂柏源.橡膠機械設計制造中CAD/CAM技術[J].橡膠技術與裝備，2013，13（12）：121-122.

[2]劉方輝，錢心遠，張杰.CAD/CAE/CAM技術在現(xiàn)代塑料模設計制造中的應用[J].模具工業(yè)，2011，11（12）：102-106.

[3]陳剛.CAD/CAM技術在橡膠機械設計制造中的應用[J].中國高新技術企業(yè)，2013，29（17）：129-130.