CAD技术在机械工艺设计中的应用探究

[摘 要]CAD技术在机械工艺设计中的应用非常广泛，实现了机械工艺设计改革，将传统的手工绘图转变成计算机绘图。通过应用CAD软件，能够实现二维、三维机械工艺设计图，并通过融入3D打印技术，实现机械设计到机械生产一体化整合，进而提高机械工艺设计与工艺生产效率和质量，推动我国社会生产力发展。本文笔者对CAD技术在机械工艺设计中的应用进行了分析探讨，希望对相关从业人员具有借鉴意义。

[关键词]CAD技术，机械工艺设计，应用

中图分类号：TH162；TP391.72 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0358-01

引言：CAD技术主要是以计算机、电子技术作为基础的建模技术，随着社会的不断发展，这项技术已经被用于各个领域，其中包括了机械、电子、服装、建筑等领域。而在这些领域中，机械设计对于CAD技术的应用十分必要，在设计过程中使用该技术能够将人力、材料和物理的效能最大程度发挥出来，提升机械产品质量。

1.CAD技术在机械设计中的应用作用

1.1 使作品更加形象直观

在机械设计过程中，以往大多是在平面图纸上进行设计，但是，这种方式所设计出来的效果比较抽象，一般人很难对其有直观的感受或者是理解。而在应用CAD技术之后，其设计产品就更加的形象直观，客户就能更加直观地观看设计作品。

1.2 减轻了工作量

在机械设计过程中应用CAD技术就能将复杂的集合造型变得简单明了，这样设计人员在工作过程中，其工作量也会明显减轻，同时还能缩短设计周期，真正提高机械设计的效率。

1.3 极大方便了零件设计

在机械设计过程中应用CAD技术就能在装配过程中对零件进行设计，这样设计人员就可以按照零件具体形状和位置对其进行设计，进而就能确保零件设计的精准性。在这个过程中，如果设计人员还需要对零件进行修改，也十分的方便，只需要进入修改环境中就可以直接对其进行修改。除此之外，应用CAD技术还能使零件装配变得更加的直观，这样就能在一定程度上降低产品报废率，提高生产效益以及产品的技术含量。

2.CAD技术在机械设计中的具体应用

2.1 应用CAD技术进行零件和装配图的实体生成

在应用CAD技术进行机械设计的过程中，该技术二维建模主要有三种形式，其分别是线框模型、表面模型以及实体模型。该技术在使用过程中，其本身就具有实体建模这一功能，在应用该软件时，还具有一些基本体系，例如在CAD三维实体建模中，系统就为设计人员提供了几种基本体系，分别是圆柱体、立方体、楔形体、球体、圆锥体、环状体。因此，在应用CAD技术进行机械设计的过程中，对于一些较为简单的零件，我们可以对其结构进行适当的分析，然后再将其分成几个基本体，之后对这些基本体进行三维实体造型设计，最后再对其进行布尔运算，这样就能得到机械零件的三维实体模型。但是，在应用过程中，如果所要设计的零件是较为复杂的机械零件，可以在二维几何元素构造过程中，首先对零件的截面轮廓进行定义，然后则可以在二维实体造型中对其进行旋转拉伸，以此来得到新的基本体，之后就可以通过运算得到设计人员所需要的三维实体模型。在零件实体模型构建完成之后，设计人员就可以使用CAD技术中所存在的三维编辑功能实现对零件所在坐标进行装配。

2.2 应用CAD技术进行多维几何绘图

在机械设计过程中，大多要对图形和数据进行处理，在这个信息处理的过程中图形处理工作任务较为繁琐，几乎能够占据70%左右，但是，在应用CAD技术之后，该技术就存在较多的绘图软件，并且功能也十分强大，因此，在进行多维几何绘图的过程中就可以应用CAD技术。在应用CAD技术进行绘图的过程中，其自身存在很多的功能，具体包括以下几点：图形编辑、填充剖面、交互式绘图、图形交换、标准尺寸、文字、调用图块、区分层次等，因此，在机械设计过程中，应用CAD技术能蛴行У靥嵘多维几何绘图效率和质量。

2.3 应用CAD技术进行模具集成制造

随着科学技术的不断发展，我国制造行业也得到了很大的发展，其生产技术也在发展过程中得到了明显的提升，在设计绘图过程中就经常使用CAD技术，并且也渐渐走向了信息化。在这种情况下，模具激光快速成型技术以及模具CAD/CAM技术也包含了机械制造技术，由此可见，在模具集成制造过程中，也使用到了CAD技术。在一个完整的CAD/CAM系统中，有很多模块，其中包括了图形编辑、三维绘图、仿真模拟等方面，而这些模块的基础都是工程数据库。

2.4 机械CAE的应用

机械CAE系统在使用过程中也有着较多的功能，其中就包括了工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价、寿命评估等，在应用该系统的过程中，需要使用CAD技术解决造型问题，之后才能解决刚度、合理性、寿命等问题。

3.CAD技术在我国工程设计领域的发展前景

3.1 图形交互技术

CAD已经成为设计办公软件的主要创新工具，不仅能够为设计者提供广阔的思路，解放认识上的束缚，情境引入到创造性活动中，而且成为设计者的专业小帮手，如智能化图标菜单、动态导航器等，方便了我们的生活应用。随着信息化水平的不断提高与体系的完整，五笔输入法、语言识别功能以及特征手势建模等新型技术，正丰富、改变着人类世界的生活。

3.2 智能化操作

智能化CAD操作技术服务于人类的控制活动，是一项体现高智能化的人类创造性活动，同时也是高速发展经济社会的必然方向。智能化操作水平以信息化、知识化理念为载体，及时向设计者提供精确的数据分析，并达到一定的技术帮助。智能化操作还体现在理解设计者的设计意图、自动检测设计失误状况、智能化回答问题以及提出解决方案并进行推理等。现代化设计水准以创新为核心概念，如何把创新应用融入到CAD技术，是一项具有深远意义的操作技能。因此，采用智能化系统去优化新产品、工程、系统的设计理念，才能符合现代化要求的创新理念。

4 结语

CAD技术是时展的产物，也是对传统设计手段的改革和创新，在机械设计过程中应用CAD技术能够使设计的作品更加形象直观，同时还极大方便了零件设计，减轻了工作量，在机械设计过程中有着非常显著的作用。

参考文献：

[1] 吕娟.关于三维CAD技术在机械设计中的应用研究[J].科研，2015，17（55）.

[2] 徐忠.我国CAD技术在工程设计的应用和发展[J].西昌学院学报，2012，（3）：79-80.