趙星星 劉勇 郭康寧

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程以及城市化進(jìn)程的推進(jìn)，機(jī)械制造技術(shù)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，機(jī)械設(shè)備呈現(xiàn)出復(fù)雜化、精密化的發(fā)展趨勢(shì)，依靠傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)不僅僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的精度下降，還會(huì)耗費(fèi)大量的人力。而將CAD技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造過(guò)程中，則可以從一定程度上緩解上述問(wèn)題，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。因此，筆者就CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并就CAD技術(shù)在機(jī)械制造中的新發(fā)展進(jìn)行論述，旨在為我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)的進(jìn)步做出一定貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：CAD;機(jī)械設(shè)計(jì);機(jī)械制造技術(shù)

一、CAD技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中的可行性

（一）縮減設(shè)計(jì)時(shí)間

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要借助于機(jī)械設(shè)計(jì)圖，施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行加工制造，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖是由人工繪制，但人工繪制往往導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不明確，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)品的制作周期較長(zhǎng)，所耗費(fèi)的時(shí)間與精力較多，不利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著生產(chǎn)技術(shù)以及生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，機(jī)械產(chǎn)品呈現(xiàn)出精細(xì)化的發(fā)展趨勢(shì)，單純依靠人工繪制設(shè)計(jì)圖會(huì)給施工人員的理解帶來(lái)一定困難。將CAD技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中可以有效縮短設(shè)計(jì)的時(shí)間，且對(duì)設(shè)計(jì)圖的修改都會(huì)予以記錄，降低設(shè)計(jì)人員的工作難度，通過(guò)構(gòu)建立體模型也有助于施工人員更加直觀的觀察產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)，了解各個(gè)零部件之間的關(guān)系。此外，對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行修改，在保障設(shè)計(jì)方案合理性的同時(shí)縮短修改設(shè)計(jì)圖所用的時(shí)間。

（二）提高機(jī)械產(chǎn)品的制造質(zhì)量

機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接決定了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，合理的機(jī)械設(shè)計(jì)可以減少后續(xù)的一系列問(wèn)題，使機(jī)械設(shè)計(jì)能夠較快的轉(zhuǎn)化為機(jī)械產(chǎn)品。借助于CAD技術(shù)，可以用空間模型的方式呈現(xiàn)在施工人員面前，使其更為清晰的了解各部件之間的關(guān)系。CAD技術(shù)的應(yīng)用可以提升設(shè)計(jì)圖的準(zhǔn)確性，從而保障機(jī)械設(shè)計(jì)圖的質(zhì)量，當(dāng)設(shè)計(jì)圖中的相關(guān)參數(shù)存在偏差時(shí)，通過(guò)模型可以直觀的反映出問(wèn)題所在，幫助設(shè)計(jì)人員及時(shí)的解決問(wèn)題，避免對(duì)后續(xù)工作的影響?，F(xiàn)如今，我國(guó)的數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)較為成熟，可以大幅度提升產(chǎn)品制造的效率，CAD技術(shù)所構(gòu)建的立體模型可以對(duì)每一個(gè)零部件進(jìn)行上色處理，上色的依據(jù)是部件材質(zhì)的不同，從而方便施工人員的理解，使施工人員可以在較短的時(shí)間內(nèi)了解的產(chǎn)品的外形及內(nèi)部構(gòu)造。

（三）加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度與生產(chǎn)進(jìn)度

CAD技術(shù)作為一種新型技術(shù)，自發(fā)展以來(lái)已經(jīng)取得矚目的成績(jī)，CAD技術(shù)已經(jīng)從二維設(shè)計(jì)發(fā)展到了三維立體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師只需要將相關(guān)參數(shù)輸入到模型中，CAD技術(shù)可以快速生成工程設(shè)計(jì)圖，如果僅僅依靠人工設(shè)計(jì)模型，往往耗時(shí)較長(zhǎng)且難度較大，此外，人工操作很容易出現(xiàn)紕漏，一些細(xì)小的錯(cuò)誤就很有可能導(dǎo)致整個(gè)工程出現(xiàn)問(wèn)題，從而影響機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，而CAD技術(shù)則可以根據(jù)數(shù)據(jù)快速的構(gòu)建出立體模型，加快了產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度及生產(chǎn)進(jìn)度。

（四）方便零部件與整體的修改

CAD自出現(xiàn)以來(lái)，就備受機(jī)械行業(yè)的矚目，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方式是基于平面設(shè)計(jì)，而CAD技術(shù)的出現(xiàn)使產(chǎn)品設(shè)計(jì)以立體的方式呈現(xiàn)在施工人員及設(shè)計(jì)人員面前。CAD技術(shù)也可以用于實(shí)現(xiàn)各零部件的組裝與配合，在構(gòu)建出模型之后，可以更加直觀的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤并進(jìn)行修改，且修改零件具有局部性，具體表現(xiàn)為對(duì)零件的修改不會(huì)影響到模型中的其他零件。與此同時(shí)，CAD技術(shù)可以直接顯示修改后的模型，為設(shè)計(jì)師的修改提供了便利，設(shè)計(jì)師在對(duì)零部件的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，可以將零件放在同一畫(huà)面中，使數(shù)據(jù)查詢(xún)更為直觀。最后，CAD技術(shù)具有資源查找功能，通過(guò)查找可以搜尋到每個(gè)零部件的修改記錄。

二、CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

（一）模具CAD的制造

模具CAD簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖、分析及編寫(xiě)技術(shù)文件等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱(chēng)，模具CAD技術(shù)的出現(xiàn)及發(fā)展從一定程度上提升了模具生產(chǎn)的精度。同時(shí)，將CAD技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)相結(jié)合，將推動(dòng)機(jī)械制造朝著智能化的方向發(fā)展。

（二）機(jī)械產(chǎn)品零部件的實(shí)體建模

隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升，復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品往往是由多個(gè)精細(xì)的零部件組裝而成，在進(jìn)行零件裝配的過(guò)程中，既要做到零件裝配位置的正確性，還需要對(duì)零部件的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，從而保障生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品可以完全發(fā)揮自身的性能。此外，借助于CAD技術(shù)可以對(duì)每一部分的零件進(jìn)行實(shí)體模擬，從而幫助設(shè)計(jì)者開(kāi)展分析工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的一些不足之處并予以改正。

（三）CAE軟件的應(yīng)用

CAE技術(shù)已經(jīng)成為了工程領(lǐng)域中不可或缺的計(jì)算工具，對(duì)于現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展以及技術(shù)的創(chuàng)新有著至關(guān)重要的作用，利用CAE技術(shù)可以清晰的反應(yīng)出機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特性，并完成機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，將機(jī)械制造過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，從而提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

三、CAD軟件在機(jī)械制造中的新發(fā)展

（一）機(jī)械技術(shù)智能化

隨著近年來(lái)智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化產(chǎn)品已經(jīng)遍及了人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，機(jī)械設(shè)計(jì)與智能化技術(shù)相融合是機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，利用CAD技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)融合軟件理論以及人工智能知識(shí)，使軟件具備一定的邏輯能力，可以自發(fā)的識(shí)別錯(cuò)誤，并給出相應(yīng)的提示，大幅度提升CAD的問(wèn)題處理能力。

（二）機(jī)械技術(shù)的集成化

進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)可以采用的設(shè)計(jì)軟件包括很多種，每個(gè)軟件都具有自身的優(yōu)勢(shì)，為了使CAD軟件的使用更為廣泛，必須提升CAD軟件的性能，CAD軟件可以與CAE技術(shù)相結(jié)合，使得CAD設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)輕量化、算法便捷化的特性，有效規(guī)避傳統(tǒng)CAD軟件占用內(nèi)存的問(wèn)題。同時(shí)，CAD技術(shù)也可以與仿真模擬軟件相結(jié)合，提升模型構(gòu)建的準(zhǔn)確性。

（三）機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品綠色化

隨著人們物質(zhì)生活水平的提升，綠色環(huán)保理念開(kāi)始深入人心，社會(huì)目前面臨的核心問(wèn)題就是可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。機(jī)械設(shè)計(jì)融入綠色理念是機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的重要方向，綠色理念與機(jī)械設(shè)計(jì)融合最為典型的例子就是新能源汽車(chē)，新能源汽車(chē)的出現(xiàn)有效的改善了汽車(chē)尾氣污染問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

為了有效提升機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造的準(zhǔn)確性，使機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造可以朝著智能化、自動(dòng)化、高能效、低能耗的方向發(fā)展，將CAD技術(shù)引入到機(jī)械設(shè)計(jì)中是必要的，CAD技術(shù)的引入可以縮減設(shè)計(jì)時(shí)間、提高機(jī)械產(chǎn)品的制造質(zhì)量、加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度與生產(chǎn)進(jìn)度以及方便零部件與整體的修改。CAD技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)帶來(lái)了深刻的影響，將推動(dòng)我國(guó)機(jī)械行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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