黃波平

摘 要：隨著信息化時代的到來，人類社會發(fā)展的腳步越來越快，對產(chǎn)品的要求也越來越高。在機械制造領(lǐng)域，為了滿足人們的需求，逐漸朝著智能化、自動化的方向發(fā)展，其結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，給傳統(tǒng)的機械設(shè)計提出了巨大的挑戰(zhàn)。CAD技術(shù)的出現(xiàn)，有效的解決了當(dāng)前機械設(shè)計工作效率低，工作精度差等問題，符合機械制造技術(shù)的未來發(fā)展要求。本文首先闡述CAD技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，然后分析了其在機械設(shè)計中的應(yīng)用，最后展望了機械制造技術(shù)的未來發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計 CAD 技術(shù) 機械制造技術(shù) 新發(fā)展

中圖分類號：TH122 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0055-02

現(xiàn)階段，為了滿足人們的需求，必須對傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計形式和生產(chǎn)工藝進行改革。尤其是機械制造行業(yè)，雖然近年來取得了一定的成果，推動了我國工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。但是仍存在一些問題，限制著機械制造行業(yè)的智能化、自動化發(fā)展。尤其是在機械設(shè)計過程中，為了提高設(shè)計的質(zhì)量和精度，必須重視新技術(shù)的應(yīng)用，而CAD設(shè)計是推動機械制造行業(yè)實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

1 CAD技術(shù)在機械設(shè)計應(yīng)用中的優(yōu)勢

1.1 產(chǎn)品的設(shè)計更加直觀

CAD技術(shù)不僅可以實現(xiàn)了機械設(shè)計的二維繪圖，提高了設(shè)計工作效率和質(zhì)量，而且還能通過三維技術(shù)的應(yīng)用，使得整個機械產(chǎn)品立體化的展示，便于相關(guān)設(shè)計工作者更加直觀的對機械設(shè)計進行檢查，通過與實際情況進行全面的對比，優(yōu)化機械設(shè)計方案，進一步提高產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量。

1.2 優(yōu)化零部件的設(shè)計

通過CAD技術(shù)的應(yīng)用，可以在機械設(shè)計過程中，將與零部件相關(guān)的參數(shù)輸入到計算機系統(tǒng)中，通過建立虛擬模型，對零部件的性能進行檢查，對于與產(chǎn)品實際要求不符的情況，及時進行修改，確保最終機械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

1.3 實現(xiàn)對產(chǎn)品參數(shù)的優(yōu)化

傳統(tǒng)的機械設(shè)計過程中，如果發(fā)現(xiàn)機械設(shè)計存在錯誤，需要對設(shè)計方案進行修改時，必須進行圖紙的重新繪制。而一個機械產(chǎn)品從設(shè)計到投入生產(chǎn)，需要歷經(jīng)多次性能測試，會不斷的對機械設(shè)計方案進行修改，這樣勢必嚴(yán)重的增加產(chǎn)品的開發(fā)周期，不符合當(dāng)前激烈市場競爭的要求。CAD技術(shù)本身具有產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計和變量化設(shè)計的功能，如果需要對產(chǎn)品的某一項參數(shù)進行修改，只需要在相應(yīng)區(qū)域利用軟件對其尺寸、性能等進行調(diào)整即可，大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計修改的時間。

1.4 降低機械制造難度

傳統(tǒng)的機械制造過程中，需要制造人員對二維圖紙進行熟知，一旦無法對設(shè)計圖紙產(chǎn)生理解偏差，可能導(dǎo)致安裝錯誤的問題，部分情況下甚至需要設(shè)計人員到現(xiàn)場指導(dǎo)工人進行加工和安裝，一定程度上增加了企業(yè)的成本支出。而利用CAD技術(shù)，可以輸出三維CAD圖紙，工人可以一目了然的掌握機械產(chǎn)品的安裝步驟和方法，相對降低了對工人的專業(yè)水平的要求，只需要有相關(guān)的安裝經(jīng)驗即可完成作業(yè)。此外，利用CAD技術(shù)，還可以為相關(guān)操作人員一共不同視角的工程圖紙，有效的提高現(xiàn)場工人的安裝效率和準(zhǔn)確度。

2 CAD在機械設(shè)計中的具體應(yīng)用

2.1 模具CAD的制造

所謂模具CAD，就是以計算機為工具，對模具進行設(shè)計、繪圖、分析和編寫技術(shù)文件等設(shè)計活動的總稱。尤其是模具CAD激光快速成型技術(shù)，大大提高了模具生產(chǎn)的質(zhì)量的精度，將其與數(shù)控加工等技術(shù)進行融合，勢必提高現(xiàn)代機械制造技術(shù)的自動化和智能化發(fā)展。

2.2 機械產(chǎn)品零部件的實體建模

對于機械產(chǎn)品而言，其有多個零部件裝配而成。在裝配過程中，除了確定零部件的位置之外，還需要對其性能參數(shù)指標(biāo)進行確認(rèn)，以便于提高整個機械產(chǎn)品的性能，滿足人們的實際要求。利用CAD技術(shù)，可以對機械產(chǎn)品零部件進行實體模擬，幫助設(shè)計人員掌握機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中存在的不足和問題，進而完善零部件的設(shè)計。

2.3 CAE軟件的應(yīng)用

計算機輔助設(shè)計技術(shù)，又稱為CAE，該項技術(shù)利用先進計算機技術(shù)，幫助相關(guān)工作者對復(fù)雜機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能進行分析，并完成機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，將機械制造生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)有機地組織起來。在提高機械產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量的同時，也確保了機械操作的安全性和穩(wěn)定性。

2.4 農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用

以農(nóng)用聯(lián)合收割機為例，在對其進行機械設(shè)計過程中，往往利用Motion works系統(tǒng)對聯(lián)合收割機的軸流釘齒脫粒分離的方式進行優(yōu)化設(shè)計。而通過CAD技術(shù)的應(yīng)用，可以將整個設(shè)計過程劃分為若干個不同的環(huán)節(jié)，通過加強各環(huán)節(jié)之間的有效聯(lián)系和數(shù)據(jù)共享，提高農(nóng)機機械設(shè)計的質(zhì)量。

3 機械制造技術(shù)的未來新發(fā)展

3.1 技術(shù)更加趨于智能

現(xiàn)階段，為了滿足人們生活與工作的需要，智能化的機械產(chǎn)品越來越受歡迎，因此，機械制造技術(shù)勢必逐步的走向智能化。而這一過程離不開CAD技術(shù)的應(yīng)用，作為機械制造的重要基礎(chǔ)工作，機械設(shè)計是實現(xiàn)機械制造行業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵步驟。通過利用智能化的計算機系統(tǒng)，可以實現(xiàn)機械學(xué)習(xí)、聯(lián)想啟發(fā)以及專家系統(tǒng)等智能化操作，逐步提升機械設(shè)計的智能化水平。

此外，對于機器的行為而言，利用混沌動力學(xué)、模糊數(shù)據(jù)以及人工智能等諸多技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)機械制造過程中模擬人的思維，實現(xiàn)自主決策和邏輯推斷，進而提高整個機械制造的智能化、自動化發(fā)展。

3.2 集成化發(fā)展

對于CAD技術(shù)而言，并非一項單獨的技術(shù)，它集合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、圖形學(xué)以及其他外圍設(shè)備等諸多領(lǐng)域的技術(shù)，并結(jié)合了CAPP、PDM、MRP等系統(tǒng)，逐步走向了集成化的方向。尤其是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，通過XMIL 以及3D-XMIL等技術(shù)的應(yīng)用，能夠處理好機械設(shè)計過程中異構(gòu)平臺問題，再加上3D 圖形的精準(zhǔn)度偏高，融合異地設(shè)計理念以及工程制造理念等，勢必推動機械制造技術(shù)的全新發(fā)展。

3.3 產(chǎn)品更加綠色化

目前各行各業(yè)都在推進節(jié)能減排，機械制造行業(yè)也不例外。在推動機械制造行業(yè)綠色化發(fā)展的過程中，目的在于降低能源消耗，減少污染物的排放，而這一目標(biāo)的實現(xiàn)離不開技術(shù)的支持。在機械設(shè)計過程中，CAD技術(shù)的一定程度上推動了機械產(chǎn)品綠色化的發(fā)展。例如，當(dāng)前汽車行業(yè)大力主推的新能源汽車，就是機械制造綠色化發(fā)展的典型案例之一，通過使用新能源替代石油，改進發(fā)動機的設(shè)計和制造，在降低了對傳統(tǒng)能源消耗的基礎(chǔ)上，也減少了二氧化碳、甲烷等汽車尾氣的排放。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)、新設(shè)備被應(yīng)用到機械制造行業(yè)，推動了機械制造技術(shù)的高速發(fā)展。CAD技術(shù)的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)機械設(shè)計效率低，工作質(zhì)量差等問題，而且推動了機械制造行業(yè)的智能化、集成化以及綠色化發(fā)展。所以相關(guān)工作者必須重視CAD技術(shù)的研究，積極探索，不斷創(chuàng)新，進一步推動機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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