机械工艺设计中改进的CAD技术应用探讨

刘亚楠（许昌职业技术学院,河南 许昌 461000）



机械工艺设计中改进的CAD技术应用探讨

刘亚楠
（许昌职业技术学院,河南 许昌 461000）

摘 要：随着时代的进步，如今我国机械工艺的应用非常广泛，特别是随着CAD技术在机械工艺设计中的应用，使原本粗糙、简单的机械工艺设计更为科学和细致，而且有效降低了机械工艺设计工作人员的工作压力。CAD技术能够进行机械产品设计和数值的运算，同时还能够进行图像的立体展示，对其进行改进能够更进一步促进我国机械工艺的发展。本文主要分析了CAD技术原理及特点，并针对机械工艺设计中改进的CAD技术应用途径进行了研究和探讨。

关键词：机械工艺设计；CAD技术；技术原理

随着全球逐渐走向智能化、信息化时代，如今在很多行业和领域都需要应用计算机技术进行相关工作，如在机械工艺设计中应用CAD技术能够简化设计操作，提高设计效率。CAD技术主要是以计算机为基础，可以设计和显示复杂的机械数据模型，并能够通过仿真技术进行针对机械图样的检测。目前我国CAD技术在机械工艺设计中应用还存在一定的问题需要改善，以期促进其能够更加符合机械工艺设计要求，从而推动我国机械行业的发展。

1 CAD技术原理及特点

进入21世纪以来，我国计算机技术和网络技术的发展突飞猛进，CAD技术作为计算机技术的主要应用软件之一，随着计算机的普及和推广而受到了人们的广泛应用，特别是相关设计领域，如机械工艺设计。CAD技术应用在机械工艺设计能够有效改变老旧的设计模式，以其简单化和提高效率的优势迅速受到设计工作人员的喜爱。机械工艺设计主要是指根据生产需求进行机械产品的设计，即需要通过相关的参数实现自动化设计过程，即利用计算机辅助设计进行相关参数信息的处理，以满足自动化设计要求。

CAD技术在机械工艺设计中应用主要为让机械设计工作人员利用CAD技术进行机械绘图，机械设计图一般包含线框模型、表面模型和实体模型等三种。很多CAD软件都具备简单的机械结构体系，在方便机械设计工作人员设计工作的同时，提高设计工作效率。一般CAD软件包含常见的基本结构体系有球体、长方体、圆柱体、圆锥体和楔形体等，机械设计工作人员完善利用该基础结构体系则能够提高工作效率。CAD技术是利用计算机进行机械图像的设计，因此其还可以进行修改，具有操作简便性，应用广泛性等特征，如今已经逐渐发展为设计工作人员必须具备的技术。另外CAD技术的三维模型建模功能得到了机械设计工作人员的广泛利用，该功能能够将二维图样转换为三维模型，甚至还可以利用3D打印机将设计模型直接打印出来，更加直观的展示。机械设计工作人员可以通过三维CAD技术和3D打印，明确观察到设计样式的结构、大小等参数，对于存在错误得到地方可以及时进行更改，避免增加产品生产成本。

虽然目前CAD技术的应用比较广泛，但能够发挥CAD技术所有功能的设计单位不多，仍然有很多设计人员只是将CAD技术进行基本图样的设计，甚至还有些设计单位进行只利用CAD技术进行平面设计，没有真正发挥CAD技术的作用，单纯将其作为计算机辅助设计工具。

2 机械工艺设计中改进的CAD技术应用途径

随着科技的进步，机械工艺也取得了一定的进步，如数控机床、机械加工中心等构造均在不断发展之中，因此CAD技术作为机械工艺设计工作中的主要工具，其也必须随着科技的进步而不断发展。传统CAD技术主要是进行简单的制图，随着计算机技术的发展，如今CAD技术已经逐渐向数值化、智能化和高度化方向发展，如CAM（计算机辅助制造）、CAE（计算机辅助工程）等，甚至兼容CAM 和CAE的新技术也逐渐被研发。

2.1 改进CAD技术的优势

CAM/CAE技术作为比较新颖的设计技术，其主要能够实现机械设计工作的信息化和智能化，且还能够针对人为机械设计图纸存在错误的地方进行自动修改，即其能够充分了解机械设计工作人员实际需求，从而进行全面的检测，改进错误的地方。另外机械设计工作人员还能够创新产品的设计，并确保设计过程的即时性，促进了机械工艺的创新性发展，因此改进CAD技术在机械工艺设计中应用具有促进机械行业发展的作用。

2.2 改进CAD技术的实际应用

虽然传统CAD技术的功能已经比较全面，但随着各项技术的发展和CAM/CAE技术的发展，CAM/CAE技术更能够实现机械工艺设计工作的完善。为了避免机械工艺设计出现错误，传统平面设计方式逐渐被淘汰，主要是由于平面设计难以充分展现机械工艺设计中包含的数量众多的零部件，同时也难以明确零部件的实际位置。而利用CAM/CAE技术则能够实现立体模型的构建，是所有的零部件及其位置都清楚的显示，减少错误的发生率。而且改进CAD技术还能够结合信息技术，将应用在机械工艺设计中的数据进行保存和共享，以达到重复利用和提高工作效率的目的。

另外改进的CAD技术还能够进行设计材料的评估，即能够利用CAE技术进行强韧度、材料组成和碰撞问题的动态分析，在降低成本的同时，确保设计材料能够在机械生产中得到完善应用。而且根据不同要求开发的CAM/CAE技术在机械工艺设计方面具有针对性，从而有效使机械工艺达到设计、制造和生产管理统一化的目的。改进CAD技术能够有效提高设计效率，从根源上减少机械产品的生产时间，提高生产效率。此外改进CAD技术的数据信息保存工作能够在创新机械设计中得到良好的应用，即机械设计工作人员需要将部分零部件进行重新设计，而另外零部件设计则可以直接应用保存的数据信息，从而实现提高机械设计效率的作用。

3 结束语

综上所述，随着我国机械行业的发展发展，如何实现机械工艺设计智能化、信息化、自动化过程成为机械设计工作人员非常关注的问题，而CAD技术应用于机械工艺设计工作中的主要计算机工具，良好利用其改进技术CAM/CAE技术能够有效实现机械工艺设计自动化。目前我国CAD技术与国际水平仍然存在一定的差距，因此我国应当加强对CAD技术的改进研究，如CAM/CAE技术有效提高机械工艺设计的准确度，确保零部件设计更加精确。

参考文献：

［1］蔡葛明,雍照章,王华.CAD技术在机械工艺设计中的应用研究［J］.机械工程师,2016（01）：218-220.

［2］董哲.改进的CAD技术在机械工艺设计中的应用［J］.黑龙江科技信息,2015（25）：41.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.027

作者简介：刘亚楠（1985-），男，河南许昌人，本科，助教，研究方向：机械设计制造。