机械工艺设计中CAD技术的应用

（承德技师学院教学机加工厂，河北 承德 067000）

机械工艺设计中CAD技术的应用

石凤武

（承德技师学院教学机加工厂，河北 承德 067000）

机械工艺设计中，CAD技术应用普遍，且发展空间广阔。机械科研人员要依据自身工作背景，对CAD技术进行熟练掌握及应用，以推进我国机械工程设计。本文主要对CAD技术进行论述，分析其特点，阐述其在机械工艺设计中的应用优势，提出具体应用方法，实现机械工艺设计及生产水平的提升。

机械工艺；设计；CAD技术；应用

目前机械设计应用日渐普遍，机械设计绘图也已经由最初的二维向三维转变。施工单位及相关技术人员要认识到在机械工艺设计中应用CAD技术的重要性，明确具体实施方法，为机械工艺设计及发展提供良好的技术及工艺依托。

1 CAD技术概述及特点

1.1 CAD技术概述

CAD技术主要经计算机辅助设计。计算机网络功能强大，高速运算与图形处理能力兼备，能够为设计工作提供辅助，使相关项目及产品设计和分析更加科学、合理，达到最佳技术应用及设计效果。该项技术极为先进，有助于产品质量提升，而且能够实现技术革新，属机械工艺设计中的重点内容。具体实施方法是将CAD软件安装到计算机上，科学论证及分析设计工艺及产品，实现仿真优化模拟，满足工艺需求。

1.2 CAD技术机械工艺设计特点

科技背景下，CAD系统得到了全面优化，其能够改进和提升产品设计质量及速度，使具体实施过程中的技术含量不断提高，并对原有机械设计应用方式进行改进，消除机械工艺设计中的不足。具体应用特点如下。

（1）对各项信息进行完整处理。机械工艺设计问题处理中，CAD系统属核心技术。不仅能够使技术结构更具模块化特征，也能够满足产品特性。具体而言，即依据产品设计要求及过程，对系统进行深层次理解，为准确的信息及产品使用过程具备清晰的认识。

（2）优化产品及工艺设计效果。将CAD技术应用到具体设计工作中，可以三维立体方式，对产品进行呈现，从而在展示过程中发现不足，并予以纠正，有助于产品革新，并实现产品质量提升。将CAD技术应用到机械工艺设计中，可对设计产品进行立体化展示，实现产品设计优化。

2 机械工艺设计中CAD技术优势

2.1 提升机械设计工作效率

在机械设计工艺中，选用CAD技术，能够提高生产效率。经实际数据比对之后，应用CAD技术在机械设计过程中，实施机械模型构建，能够依据设计者需求，仍依照原样，对无改动部位进行有效应用。将CAD技术应用到机械设计中，能够提升产品设计质量及速度。

2.2 提升产品技术含量

科技的快速发展及生活水平的提高，使人们对机械工艺设计提出了很高的要求。产品性能很大程度上取决于设计过程中的技术含量。当前，CAD技术在机械工艺设计中应用越来越广泛，使设计过程更具技术保障。例如，受力分析法和优化分析法等，均被应用到该过程中。因而，在机械产品设计中，对该技术进行优化应用，有助于机械产品设计质量及效率提升，为各项工艺实施奠定良好的基础。

2.3 实现机械设计变量化和数据化

机械产品设计质量与变量化和数据化实现具有很大关系。其绘图画样中，应用到的工具有笔、图纸和尺子。倘若出现局部变动，整个设计图纸无效，需重新绘图。因此，最终设计图纸往往是通过不断重复、修改后得到的，工作量大，效率低。CAD技术背景下，设计人员可执行相关产品设计，仅在计算机中输入相关产品信息，计算机会依据相关数据，对产品基本模型进行自动生成。倘若需要对相关产品进行修改，设计人员仅修改部分数据即可，以降低工作人员工作强度，提升产品设计工作效率，使产品模型更具精度及质量保障。

2.4 促成CAD/CAM技术集成

CAD技术的升级和发展，使机械制造行业生产设备已经由普通机床转化为了数控机床。单个零件设计生产更具集中化特点。CAD/CAM系统组成模块极为丰富，包括图形编辑、三维绘图、曲线造型、数控加工、仿真模拟、有限元分析等，其载体为工程数据库，依据实体造型得出工程数据，功能比较多样化。CAD/CAM系统集成能够避免工作人员借助该技术，实施零件设计，经数控加工后，出现雷同情况。二者的集成，使模型更具数字化和集成化特征，缩小零件设计与实际生产应用间的差距。

3 机械工艺设计中CAD技术的应用

3.1 绘图部分应用

绘图在机械产品生产设计中极为重要，CAD技术在该过程中极具适用性，能够提高机械工程设计质量。应用该技术，使原有绘图方式发生了改变，并使绘图设计人员各类构想和需求等不断丰富，使设计内容及方法，更具多样化特征，使绘图过程更加标准、清晰。近年来，数字化技术应用日渐普遍，且发展速度极快，CAD技术使传统绘图设计工作更加直观、清晰、简单。在机械工艺设计中，将该技术应用到绘图过程中，既能够提高绘图人员工作效率，也有助于设计质量提升及工艺改进。

3.2 建模部分应用

机械工程设计中，CAD技术主要应用范畴是机械建模，其属于机械工程设计中的核心内容。最常见的三维建模形式有线框模型、表面模型和实体模型三种。实施三维设计工作时，尤以参数化和变量化设计最为关键。但是，以往二维建模系统无法实施参数化设计。而CAD技术基础体系架构极为丰富，以此为基础，能够实现零件模型构建。例如，系统中包含的基本体系类型很多，包括球体、圆柱体、立方体等。部分设计工艺极简单的零件，可被分解为多个小块的基本体，经三维实体造型和布尔运算，生成零件模型。部分零件模型较为复杂，实施难度相对较大。首先，采用正确的方式，对图像二维几何轮廓进行绘制，借助三维造型，得出零件模型。充分发挥CAD技术的建模作用，依据产品需求，实施模型构建，使其与产品尺寸保持一致。CAD建模有助于机械工程设计人员创造性发挥，设计人员可通过三维空间，经简单的操作，对零部件进行修改、控制，或重新执行设计工作。当零件某一部位发生更改或变化，其他部分也会因干扰，而发生改变。因而，以CAD技术为依托，能够使零件设计更加真实、灵活，而且能够在具体工艺生产中，对其进行广泛应用，最大程度降低该过程中的误差，使零部件设计更加精准，设计周期短，效率极高。

3.3 智能化应用

在机械工艺设计中，应用CAD技术，能够进行工程分析和结构优化。将该技术应用到零部件设计中，操作过程极为简单，设计人员仅需要对零部件实施力学分析，并对其内部结构优化进行考量，便可使零部件符合相关质量要求及标准。CAD技术使零部件工程分析和结构优化效率不断提升。与此同时，执行具体设计工作时，借助三维立体图形实施虚拟模型构建，有助于对零部件相关数据进行全面分析，从而依据实际分析结果，优化和调整产品设计。该方式在复杂零部件设计及深度优化工作中极具适用性，能够提高产品设计效率，使其更具科学性和实用性。

4 机械工艺设计中CAD技术发展前景

以计算机辅助技术为依托，设计人员可直接实施三维建模，秉承数据集合参数及设计理念，以在该界面内，对机械工艺设计过程进行全面分析和研究，以统一应用设计数据，得出更加完善的设计方案，并予以优化。CAD技术在机械工艺设计过程中的应用基础是已经建立且完全统一的数据库，对整体零部件及设计进行全面探析，基于长远目标，实施工作观察，CAD技术必将对其他绘图软件进行替代。

近年来，CAD技术得到了相应的改进，能够经各项技术手段，对设计内容进行全面评估，借助动态材料，对最终组织结构具备清晰的认识，实现机械生产水平的提升。同时，设计过程也更具专业性，有助于实现整体化管理。CAD技术应用过程中，会耗费大量设计时间，也需要对机械生产质量及效率进行兼顾。增加设计次数，实施信息采集，达到最佳设计效果。CAD技术经改进后，实施新型产品设计及功能优化，在最短时间内，对相关机械内容进行构建，凸显该技术优势。

5 结语

综上所述，CAD技术在我国机械工艺设计中极具应用前景。依据实际工艺背景，对该技术进行科学应用，能够将机械工艺设计中的不良因素消除，使其质量与效率兼备。同时，该技术也有助于整体设计工作的发展及创新。设计人员要依据实际工作要求，对该技术进行科学应用，并加以拓展，使其贯穿于机械工程设计的各个环节，提高机械工程设计质量，实现设计过程优化，使其朝向智能化、精细化方向发展，全面提升机械工艺设计水平。

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