劉玉芹

（江蘇省豐縣中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 徐州 221700）

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，而農(nóng)機(jī)化的普及極大地提升了農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量。 因此，有效改善農(nóng)業(yè)機(jī)械品質(zhì)， 是提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的關(guān)鍵。 其中，CAD 作為農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中重要的技術(shù)手段，可有效加快農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)速度，縮短周期，同時還可以提高機(jī)械的使用壽命以及設(shè)備的使用效率。

1 CAD 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國科學(xué)信息技術(shù)的快速發(fā)展， 計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)席卷了多個行業(yè)， 并且在行業(yè)發(fā)展中起到了重要的作用。 隨著城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，我國耕地面積逐漸減少， 使得資源、 飲食與日益增長的人口間矛盾凸顯。 在此情況下，為了能夠有效提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，廣大科研人員開始將CAD 技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，希望借助數(shù)字化技術(shù)與工業(yè)化的結(jié)合來共同為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)量提升奠定良好基礎(chǔ)。 對于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)企業(yè)而言，若想在激烈的市場中占據(jù)重要的地位， 就必須對自身的產(chǎn)品進(jìn)行改革、創(chuàng)新，以推動其發(fā)展，進(jìn)而帶動企業(yè)綜合競爭實(shí)力的提升。 農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)作為農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備制造的重要環(huán)節(jié)，受到了大量專業(yè)人士的關(guān)注與重視。 同時， 大量農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)人員考慮將現(xiàn)代化技術(shù)融入到設(shè)計(jì)中， 以此來提高農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)質(zhì)量以及最終應(yīng)用效果，為我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供支撐和保障。 而CAD 作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件， 其可借助虛擬模式的構(gòu)建來給予設(shè)計(jì)人員發(fā)揮想象力的機(jī)會， 并且還在一定程度上提高了機(jī)械設(shè)備的精準(zhǔn)度， 提高設(shè)計(jì)成果科學(xué)合理性的同時，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械工程的應(yīng)用水平，這對于社會效益與經(jīng)濟(jì)效益的提升意義重大。

2 CAD 技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的概念及關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

2.1 產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)概述

在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)時， 必須要重視產(chǎn)品開發(fā)期間對其功能的具體需求內(nèi)容，同時，為了一步了解到客戶對于機(jī)械工程的需求，然后以此作為設(shè)計(jì)的重要前提，同時還要將其進(jìn)行明確化， 實(shí)現(xiàn)需求分析—需求形式化—辨別具體問題—解析設(shè)計(jì)過程—分解功能—探知原理—方案完善并評價等，進(jìn)而得到最終的農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)方案， 并利用CAD 技術(shù)來提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與合理性。

農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)概念主要包括以下幾個特點(diǎn)：1）立足于CAD 技術(shù)的基礎(chǔ)上， 將農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品功能信息作為主要開發(fā)的作品，并利用功能、維修及護(hù)理等概念設(shè)計(jì)來提高農(nóng)業(yè)機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的有效性；2） 借助CAD 技術(shù)中產(chǎn)品幾何信息的不完全性來對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行改造及創(chuàng)新， 以滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)需求；3） 對CAD 系統(tǒng)中漸進(jìn)設(shè)計(jì)與Top-down 設(shè)計(jì)方式進(jìn)行優(yōu)化，使得整個農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)方案更加的完善化；4） CAD 系統(tǒng)需要保障在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)時應(yīng)滿足其功能信息與幾何信息反應(yīng)設(shè)計(jì)的兼容性與相互轉(zhuǎn)化性[1]。

2.2 CAD 技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 產(chǎn)品信息建模和功能推理技術(shù)

在現(xiàn)有的CAD 信息建模技術(shù)當(dāng)中， 其幾何信息技術(shù)占據(jù)了非常重要的地位，且其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，可有效提高多個設(shè)計(jì)軟件與建模技術(shù)的兼容性與轉(zhuǎn)化性，在方案設(shè)計(jì)期間使得整個產(chǎn)品的信息模式可以利用更加全面化、整體化的形式表現(xiàn)出來。 同時，還能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)人員的思維過程、每一操作的功能、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化等進(jìn)行確定，提高了產(chǎn)品信息建模有效性。

2.2.2 設(shè)計(jì)全過程的集成

在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)時，其屬于一個漸進(jìn)反復(fù)的過程，且還需要支持整個設(shè)計(jì)的全過程，具體步驟如下：

1） 若想要支持Top-down 設(shè)計(jì)方式，便必須要立足于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行草圖繪制與設(shè)計(jì)規(guī)劃，互相約束與推進(jìn)。

2） 設(shè)計(jì)意圖將農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的整個流程體現(xiàn)了出來， 并且充分將設(shè)計(jì)人員的意圖及想法展示了出來，方便修改與意圖的完善。

3） 若想要支持Top-down 設(shè)計(jì)方式，必須要面向裝配進(jìn)行建模技術(shù)的實(shí)施， 使得各設(shè)計(jì)步驟間幾何建模技術(shù)為互相兼容且能夠滿足轉(zhuǎn)化需求。

3 CAD 技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新性應(yīng)用措施

3.1 在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及開發(fā)中的創(chuàng)新研究

將CAD 技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中， 設(shè)計(jì)人員可借助CAD 軟件來進(jìn)行二維模型的構(gòu)建， 然后根據(jù)具體的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行尺寸的標(biāo)注，同時，針對其中復(fù)雜的工藝操作步驟，設(shè)計(jì)人員還需對其進(jìn)行著重說明，以保證在后續(xù)的制作過程中不會出現(xiàn)誤差。 在進(jìn)行二維模型的搭建與構(gòu)造過程中， 因設(shè)計(jì)人員一時的設(shè)計(jì)理念或者是后續(xù)在進(jìn)行完善時忽略了其中所存在的問題， 所以可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差。 而傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)是以圖紙為主，依靠人力花費(fèi)大量的時間與精力完成， 所以在后續(xù)進(jìn)行難度的查找時， 可能會因繪制人員自身思維限制或者是工作量過大而導(dǎo)致其無法第一時間找到所存在的問題，進(jìn)而影響到了后續(xù)機(jī)械產(chǎn)品制作效果。 而CAD 設(shè)計(jì)軟件則可利用自身所具備的錯誤查找功能將其中可能存在問題的內(nèi)容反饋至設(shè)計(jì)人員眼前，方便其進(jìn)行改正與優(yōu)化。 并且， 相較于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需重新進(jìn)行圖紙的繪制等情況，CAD 軟件只需設(shè)計(jì)人員將所繪制錯誤部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行更改， 然后整體的圖紙數(shù)據(jù)內(nèi)容便也會隨之改變， 其在一定程度上可有效提高設(shè)計(jì)成果的清晰度與準(zhǔn)確性， 為后續(xù)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的制作及開展提供巨大推動力。

3.2 在設(shè)計(jì)技術(shù)交流中實(shí)施創(chuàng)新研究

在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，企業(yè)需給予技術(shù)人員更多的技能提升體驗(yàn)，利用大量技術(shù)交流會的形式來幫助其了解到目前最新的農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)成果，同時幫助技術(shù)人員了解到CAD 軟件在農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中具體的應(yīng)用，在與他人交流的過程中汲取更多新穎化的設(shè)計(jì)理念與方法，這對于提高技術(shù)人員的創(chuàng)新能力作用重大。

3.3 農(nóng)業(yè)裝置的優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)

在對農(nóng)業(yè)裝置進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)期間， 則要求技術(shù)人員充分發(fā)揮CAD 設(shè)計(jì)軟件的作用， 并且在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之內(nèi)制定出一套切實(shí)可行、科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，根據(jù)實(shí)際情況對目標(biāo)結(jié)果進(jìn)行評估， 在此基礎(chǔ)上實(shí)施必要的改善與優(yōu)化。 同時，由技術(shù)人員利用專業(yè)理論教學(xué)方法展開農(nóng)業(yè)裝置設(shè)計(jì)，并與設(shè)計(jì)軟件結(jié)合起來，使得所設(shè)計(jì)出的方案既可滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，也能夠保證應(yīng)用效果的良好性，盡可能提高農(nóng)業(yè)裝置設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度與質(zhì)量。 除此之外，農(nóng)業(yè)設(shè)備的設(shè)計(jì)過程特征部分就是初步設(shè)計(jì)階段[2]。 在這一階段當(dāng)中可以明確所設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)設(shè)備本身的主要特征， 在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段將其余設(shè)計(jì)逐步確定下來。 然后模型的建立跟檢驗(yàn)可以評價與判斷農(nóng)業(yè)設(shè)備模型設(shè)計(jì)的正確性，假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)， 可以針對初步設(shè)計(jì)以及詳細(xì)設(shè)計(jì)開展進(jìn)一步深化改進(jìn)；假設(shè)方案達(dá)到最優(yōu)化，可以進(jìn)行下一步的文件編輯與整理，最終輸出最佳結(jié)果。

3.4 實(shí)現(xiàn)了實(shí)體建模

在CAD 技術(shù)應(yīng)用之前， 農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員只能夠依賴于傳統(tǒng)的紙質(zhì)繪制方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)，不僅會花費(fèi)大量的人力、物力與時間，同時，還可能會因局部錯誤而導(dǎo)致整個方案需要推翻重新進(jìn)行繪制，得不償失。 除此之外，傳統(tǒng)的繪制方法使得設(shè)計(jì)方案不易長時間保存， 即使工作人員設(shè)計(jì)完善效果良好也無法避免其在應(yīng)用時仍然保持清晰的狀態(tài)。 在這種情況下，CAD 技術(shù)的出現(xiàn)，使得實(shí)體設(shè)計(jì)理念成為了現(xiàn)實(shí)，且其并非利用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)線條來將整個設(shè)計(jì)圖表示出來，而是利用建模軟件來將整個農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)以動態(tài)地形式展示出來，使得操作人員可直觀地了解到整個農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中所需要打孔、焊接以及切削的部分。 與此同時，對于技術(shù)操作人員來說，一些無法用語言表達(dá)清楚的內(nèi)容也可通過CAD 技術(shù)展示出來， 讓操作人員更加確切地了解到設(shè)計(jì)圖紙中所有內(nèi)容。

3.5 代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工繪制，操作更加便捷

相較于其他的技術(shù)而言，CAD 技術(shù)最突出的作用便是易于操作，且其代替了傳統(tǒng)的人工繪制，使得農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)方案更加容易進(jìn)行調(diào)整、改善及優(yōu)化，以此來提高方案設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。 因在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)過程中，均由設(shè)計(jì)人員利用手工繪制，不僅涉及到種類各異的墨筆、尺子以及三角板等工具，還可能會因繪制期間人員材料更換頻繁而導(dǎo)致設(shè)計(jì)時間較短，無法在短時間內(nèi)完成此次操作。 與此同時，只要出現(xiàn)錯誤，工作人員進(jìn)行修改時只能通過擦掉之前的設(shè)計(jì)圖重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，不僅過于繁瑣，還可能因擦拭的動作而導(dǎo)致整個設(shè)計(jì)圖紙出現(xiàn)臟亂、破損的問題。而將CAD 技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中， 只需在設(shè)計(jì)軟件中利用鼠標(biāo)來完成整體的操作，不僅頁面整潔、統(tǒng)一、干凈，并且即使工作人員出現(xiàn)繪制錯誤后，也可利用軟件操作來返回，重新進(jìn)行該步驟的設(shè)計(jì)，便于修改，還不會對農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)圖紙?jiān)斐扇魏蔚挠绊?，從根本上提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)方案的整潔性與便捷性，減輕了設(shè)計(jì)人員的工作壓力[3]。

3.6 提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力

CAD 技術(shù)對加快農(nóng)業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本以及提高企業(yè)產(chǎn)品競爭力具有重要意義，是企業(yè)提高自身素質(zhì)、完善企業(yè)產(chǎn)品性能、提高企業(yè)市場競爭力以及增強(qiáng)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新能力的有效途徑之一[4]。 CAD 設(shè)計(jì)的應(yīng)用，是一項(xiàng)投入小、產(chǎn)出大、見效快并較為成熟的計(jì)算機(jī)共性技術(shù)。在使用CAD 技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時候，通過優(yōu)化組合、建模、模擬以及開展精確分析，計(jì)算產(chǎn)品的質(zhì)量與規(guī)格。 由此一來，在設(shè)計(jì)過程中就能夠獲得最大的保障，減少不必要的損失。

4 結(jié)語

綜上所述， 將CAD 技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中，可有效提高其設(shè)計(jì)速度和質(zhì)量，并延長機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用幫助，一定程度提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，同時，也有效推動了我國農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)水平的快速發(fā)展。