CAD技术在机械工艺设计中的运用

张群芳

摘 要：CAD技术是作为21世纪应用非常广泛的一项技术，为我国机械工艺带来了革命性变化。通过引入CAD技术，能够有效推动机械化发展，减少了传统手工机械技术使用比例。文章首先对CAD技术展开分析，探究CAD技术在机械加工工艺中的主要问题，进而提出CAD技术在机械工艺设计中的运用。

关键词：CAD技术；机械工艺设计；计算机辅助

引言

CAD技术是一种计算机图形应用软件，在各行各业中的应用极为广泛，现如今CAD技术愈加成熟，极大的方便了机械工艺设计工作，受到了诸多工程师的青睐。在机械工艺设计中，CAD技术能够有效提供三维、二维可视化设计，并通过计算机屏幕将设计效果展现出来，通过可视化三维、二维模型，能够更加直观的看到机械工艺设计成果，为企业决策提供有效依据。

1 CAD技术概述

CAD技术作为一种计算机绘图工具，其主要依托于计算机技术的发展。对于机械工艺设计行业来说，CAD技术主要是针对机械工艺设计中的组成流水线、零配件示意图为主。相比传统的计算机绘图软件，CAD技术能够一改传统设计软件的弊端，创新了工艺设计的方法与模式，通过现代化技术与分布理念，实现模拟设计成果，并根据施工流程，根据三维、二维绘图来提供生产成果。

对于CAD技术来说，保障CAD设计质量需要为设计人员提供可靠的绘图环境，将机械工艺设计图分为三大种类，即线框模型、三维模型、实体模型。在具备机械实体建模CAD软件中，通过配备3D打印机能够有效根据三维模型打印出实体模型，能够让工作人员360°观赏设计成果，并判断设计内容是否满足标准。例如在Autodesk公司研发的CAD10.1软件中，该CAD软件中包含了6种基本体系设计结构，进而满足日常机械工艺设计工作。在设计中，设计师只需要将绘制图形进行分解，通过几个基本体系结构来完成最终绘图，能够提高机械工艺设计效率。

2 CAD技术在机械工艺设计中的问题与策略

虽然CAD技术作为当代设计行业中的主流软件，但在设计应用中依然存在诸多问题有待完善，因此，想要保障机械工艺设计质量，必须要针对这些问题，提出有效的解决策略，进而提高机械工艺设计质量。

2.1 生产环节整合程度有待完善

现如今，CAD技术受计算机技术与开发技术影响，CAD技术还有待完善。虽然CAD技术在机械工艺设计中的应用非常广泛，并已经从CAD设计转化为整体生产的整合，但从目前整合情况来分析，我国CAD技术与机械工艺设计整合工作还处于初期发展阶段，各个生产环节之间相互独立，在各个生产模式中，必须要设计环境与生产环境模型进行独立设计与纠正错误，并未全面实现CAD技术与机械工艺整合，这样会出现很多重复设计工作，特别是与3D打印技术结合上，虽然给CAD技术与机械工艺设计整合工作提供了技术条件，但3D打印技术并未完全融入到整个机械工艺设计生产环节中。

因此，在这一问题中，必须要加强计算机整合技术，构建CAD技术、机械工艺生产、3D打印技术相互统一的系统凭条，并通过计算机技术实现一体化操作，通过“CAD技术设计——3D模型打印——机械工艺设计生产”的模式，提高生产效率。

2.2 智能化程度较低

以世界领先的Autodesk系列软件应用来看，CAD技术的到来虽然取代了传统绘图设计工作，但从本质上来说是将传统绘图工作转移到计算机中展开运作，很多设计环节依然需要手工操控，智能化水平相对较低，只实现了局部智能化设计。特别是在机械设计与模组检测中，仅通过计算机技术或CAD软件，无法满足设计标准需求，依然需要采用的人工检测。

因此，可以通过人工智能检测技术与智能分析软件来检测CAD机械绘图的标准型，并通过操控计算机来完成检测工作，提高检测效率。通过人工智能检测手段与先进的算法，进而实现机械工艺设计生产的技术性突破，进而降低设计、检测人员的工作量。

3 CAD技术在机械工艺设计中的应用

现如今，CAD技术在机械工艺设计中的应用主要体现在二维平面图样的开发和设计、三维建模和三维仿真测试、设计与生产制造全面整合中，并在长时间的应用中取得了突破性进展，有效提高了机械工艺设计质量与效率。

3.1 二维平面设计

二维平面设计是计算机绘图软件的基础，也是CAD技术在机械工艺设计中的一项基本功能。在CAD技术中，二维平面设计是最先应用在机械工艺设计中的一项应用，由于CAD技术软件能够有效提供强大的二维平面绘图功能以及图形处理能力，能够让设计人员通过操作计算机即可完成绘图工作，并在计算机中展开机械工艺设计，如果设计存在漏洞即可剔除或修补，能够省下大量的人力。采用CAD技术展开机械工艺设计工作，CAD软件还能够对设计图样信息与设计信息记性自动化管理。通过云端也能够查询到以往设计内容，进而提供参考。CAD软件在机械工艺设计中示意图见图1。在机械工艺设计中，设计师通过在CAD软件中输入相应的工艺设计参数，罗列出基础的设计框架，进而通过采用CAD软件中的绘画工具来进行框架填充，通过修补、调整来完善设计效果，最终完成二维平面设计。

3.2 三维建模与三维仿真测试

三维建模与三维仿真测试作为CAD软件重要功能，能够有效勾勒出机械工艺设计的三維图形，该技术已经成为了机械工艺设计中的主流技术。随着市场对机械工艺设计质量要求不断提高，CAD软件中的二维平面设计显得比较局限。在CAD软件中的三维建模技术来说，通过输入一系列的三维数据，进而电脑勾勒出三维模型框架，进而将三维模型呈现出来。在三维模型设计中，待到数据输出完毕之后，设计师要根据基本设计框架对三维框架进行调整，保障三维框架能够符合设计标准，进而描绘出机械整体或零件三维示意图，如果三维设计图符合标准，即可输出或上色。同时，三维建模也可以与二维示意图之间相互转换，通过输入二维示意图，即可通过CAD软件功能转变成三维模式（见图2）。

3.3 设计与生产整合

以当今CAD技术应用情况来看，已经实现了CAD设计与机械工艺生产的初步结合，通过应用CAD软件特有的插件，工程师、设计师、方案师等能够通过CAD软件将CAD图形转变为工业生产3D示意图，进而通过3D打印技术构建实体模型，测试模拟生产效果。这样就可以减少从设计到生产环节中的繁琐性与难度，有效提高工作效率。

4 结束语

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。

参考文献

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