浅析CAD技术在农业机械设计中的应用

梁金晓

（鹤壁技师学院，河南 鹤壁 458030）

1 农业机械设计的特点

农业机械设计领域的发展逐渐从图纸设计转变为计算机设计，其整体的设计水平也在不断提高，但是与工业建筑的设计技术相比，还存在着一些问题。例如重复设计创新力不强，设计人员的技术水平参差不齐等，现阶段农业机械设计的特点有以下三个方面：1）农业机械设计的结构种类多样，在农业生产过程中，对于农业机械的需求种类比较多，例如拖拉机、收割机、播种机等等[1]，不同机械的设计要求和设计技术也存在着一定的差别，导致CAD技术在实际的应用过程中需要经过多方面的分析和思考，技术所带来的差异性容易增加成本的投入，也是农业机械设计领域需要重点考虑的问题；2）虽然很多农业机械在功能上是比较相似的，但是其吊装工具和发动机的设计也存在着很大的差距，如果采用一样的设计方案，不利于提升机械稳定性；3）农业机械在使用过程中有季节性的特征，在不同季节下对农业机械的性能要求也存在着一定的差异，这在一定程度上影响着农业机械的设计。

2 CAD技术的概念及优点

2.1 CAD技术的概念

CAD技术在开发过程中是能够实现设计图纸的智能化，将原本的图纸设计转变为计算机设计，通过计算机设计来进行图纸的绘画。在工程设计中，CAD软件的功能逐渐完善优化，从二维的图纸设计逐渐转变为三维的立体图形设计，设计技术人员在日常工作中也逐渐增加了对CAD技术的使用次数，来参与到前期的工程设计中[2]。农业机械作为农业必不可少的使用设备，机械设备的工作原理和结构组成虽然不复杂，但是要想有效地提高机械设备的工作效率也是有一定的难度的，尤其是对农业发展来说，既要完成农业任务，还要确保农作物没有遭到破坏，这对农业机械设备的精确化也提出了更高要求。CAD技术在一定程度上推进了农业机械的精细化设计，从机械的各个结构来提高机械的工作效率，为农民的生产活动提供支持和保障。

2.2 CAD技术的优点

2.2.1 零件设计便捷化

在机械设计中应用CAD技术能够将零件的各个设计直接的体现到结构中，在零件设计过程中可以充分考虑各个零件的连接程度和尺寸以及安装的位置，还可以将零件的布置采用动画播放的形式呈现，使设计人员能够全方位地观察各个零件在连接过程中的情况。在此背景下应用三维CAD技术能够建立三维立体模型，分解和处理结构中的零件[3]，同时也可以设计零件的细节，在复杂的零件设计工作开展过程中，要将二维设计技术和三维技术进行结合，既能够准确地定位零件，又可以完成结构的轮廓设计，在运动过程中既符合装配的原理，也符合设计的要求。

2.2.2 缩短设计周期

在传统的设计技术中，随着设计水平的不断提高，机械设计的时长在不断缩减，三维CAD技术相比于传统的设计能够缩短一部分设计时间，机械设计周期更短。在CAD技术中还能够提高机械的记忆功能，将以往的设计信息数据进行采集，提高整体的设计效率。

3 CAD技术在农业机械设计中的问题

3.1 普及度不高

虽然CAD技术在其他设计领域中得到了一定的应用，但是在农业机械设计中，CAD技术的普及度并不高，相比于其他设计领域缺乏一定的推广度，这主要是因为农业机械自身的结构特点，让很多设计技术没有办法融入到设计工作中。传统的CAD设计技术采用的是二维平面的设计方法[4]，但随着科技信息技术的发展，三维立体设计技术逐渐满足了二维平面设计中的设计需求。但三维CAD技术的普及受到各项推广因素的制约，这也是CAD技术在农业机械设计领域无法得到充分的推广普及的主要原因。

3.2 缺乏规范化

与国际的设计技术和设计标准相比较，CAD设计中所使用到的标准还不够规范，存在着一定的欠缺。在农业机械设计中，CAD技术的应用起步较晚，在设计软件的选择上也更多地选择落后的设计软件，导致整体的设计水平无法满足相关的标准。缺乏专业的设计人员和规范的设计标准，也是导致设计水平无法得到提高的主要原因。

3.3 数据集成技术和网络技术有待提高

CAD技术的辅助软件在实践应用过程中，整体的性能和设计在不断提高，数据集成技术和计算机网络应用作为农业机械设计中必不可少的技术，是CAD技术合理应用在农业机械设计中的保障[5]。但现阶段数据集成技术并不完善，尤其是在农业机械设计方面，整体的数据集成技术无法满足农业机械设计的标准，农机产品数据集成技术的落后导致整个设计单位内部的交流能力不强[6]，对于软件之间的运行掌握不全面，同时又缺乏专业的培训工作，员工在应用CAD技术时的整体水平也是参差不齐，CAD技术无法真正应用到农业机械设计中。

4 CAD技术在农业机械设计中的应用

传统的农业机械设计都是靠手工图纸的方式来进行的，在很多农业机械制造过程中都是需要经过设计阶段，但是就现阶段设计情况来看，大部分农业机械的功能比较完善，缺乏进一步的功能升级。因此在原有设计基础上可以对机械进行理念完善，通过利用CAD技术来增强农业机械的工作性能。我国很多农业机械单位在应用CAD技术时，能够改善农业机械的结构性能[7]，提高农业的生产效率，增加农业的生长效益。

4.1 CAD技术在农业机械模具中的应用

在农业机械设备制造过程中，农业机械模具是非常重要的生产设备，农业机械设施要想实现大规模的生产，必须要做好各种各样的机械模具。在农业机械模具生产过程中不能够出现任何的误差，提高了对农业机械模具生产过程的要求。因此，CAD技术能够提高模具设计的准确性，除了具备二维设计图的相关功能之外，还能够看到设计完成之后的三维立体效果，设计人员如果对模具的外观不满意，也可以及时利用CAD技术变化各个环节，尤其是在CAD软件中，还可以拓展模具更多的功能。例如，进行动力学或有限元等模拟测试[8]，使整个机械设计更加严谨，确保所设计出来的产品能够直接投入到生产中。除此之外，CAD技术所导出的各项数据图片都可以在网络中进行传送和共享，有效提高了整个农业机械领域的生产效率。

4.2 CAD技术在农业机械车身中的应用

在设计农业机械零部件完成之后，需要组装各个零部件。农业机械设备的不同功能要求对零部件之间的组装工作和组装结构也是有一定要求的，农业机械的外观和结构对整个运行效率有着直接的影响，不同功能的农业机械在结构和外观上也存在很大的差异。例如，插秧机和水稻收割机，其运行的功能不同，因此，必须要进行不同的零部件组装。一般情况下，机械车身在进行CAD技术建立时，CAD技术作为一种数据集成技术，可以将很多个零散的部件进行连接，也可以利用这一技术合成设计机械的车身，主要包括了用户群体、应用群体系统和环境处理等多个方面的内容[9]。在进行农业机械设计时，可以将设计相关零部件的内容导入到拼接软件中，但由于整体的数据量比较大，需要拼接技术提供数据支持。在设计过程中，拼接技术还可以提供相应的数据分析和数据操作，不仅方便了车身结构的设计，还提高了整体的工作效率。此外，CAD技术提供了部件连接所需要的网络平台，操作平台可以实现在CAD技术中多种平台的应用，构建更加完善的CAD技术数据库，很多数据信息不需要累计，可以有效减轻CAD软件的工作负担，提高软件的整体运行效率。

4.3 完善CAD配套设备，提高设计效率

CAD技术的性能发挥还需要其他配套设备的支持和完善，在实际的CAD技术应用过程中，能够进一步地提高CAD技术应用范围，增加CAD技术的应用领域。现阶段，逐渐将CAD技术推广到农业机械设计领域，在农业机械的发展过程中，由于整体的配套设施不完善，导致CAD技术的大部分功能无法发挥出优势，更无法满足农业发展需求[10]。相关企业应该在日常设计工作中配套更加全面的CAD技术，尤其是要在三维CAD技术中引进更加先进的设备，并将设计设备和管理设备相结合，有效地改善农业机械设计和应用起步晚的问题。向工业领域中CAD技术的应用借鉴经验，培养技术应用人才，提高整体的技术水平，在二维CAD技术的基础上，不断地提高CAD技术的绘图效率和绘图精准度；三维CAD技术中丰富技术的性能，不断在农业机械设计中推广应用，确保CAD技术的应用能够符合农业机械设计的要求。企业在配备完善的设施时，应该增加企业对员工的培训内容，确保设计人员能够熟练掌握各个软件的应用方法，设计出更加符合生产规律的农业机械设备，推进我国农业机械设计水平的提高。

4.4 CAD技术在农机产品智能化设计中的应用

在CAD技术的应用过程中，智能化的机械设计是现阶段机械产品的主要目标。在我国农业快速发展的背景下，为了能够提高农业的生产劳动力，满足现阶段农业生产对人力资源的需求，有效地缓解农业大面积的生产需求，将农业机械设备向着智能化、自动化的方向发展是一种必然趋势。现阶段CAD技术虽然在农业机械设计中占有着非常重要的地位，但是还需要进一步完善，在二维CAD技术和三维CAD技术的开发过程中，必须要确保技术的完整性，还要对技术人员进行相关的培训，掌握二维CAD技术和三维CAD技术中的不同，在使用过程中能够自由地进行切换，培养技术人员的创造创新能力，通过对机械产品的研究来实现智能化设计。

4.5 CAD技术在农业机械底盘中的应用

农业机械设计中底盘设计是非常重要的一项内容，底盘的稳定性直接关系到农业机械设备的应用成果。在设计过程中，农业机械底盘的设计要和机械的整体性能、机械的车身结构相统一、相匹配，进而开展设计工作，CAD技术能够有效地实现对农业机械底盘的3D设计，充分利用三维坐标来完成底盘的设计工作。在设计过程中，一是要建立相应的数据模型，能够将农业机械底盘的整体性能和机械的车身结构相关数据填入到相对应的数据模型中。二是要检查各个结构的位置以及车身的整体运行情况，确保底盘能够与车身的结构相匹配。在填入数据的过程中，要确保数据的准确性，如果发现所设计的底盘数据无法与车身的结构相匹配，要及时地更换底盘的相关数据信息，不断地进行三维试验，确保所设计出来的底盘能够与车身结构相匹配，农业机械设备能正常运行。

5 结语

综上所述，CAD技术作为农业机械设计工作的基础，被广泛应用到机械零件的设计中，农业机械的整体设计水平在一定程度上决定了我国农业的发展水平。通过不断提高CAD技术在农业机械设计中的应用程度，推动着农业机械设计逐渐向着自动化、智能化方向发展。面对农业生产对机械设备要求不断提高的现状，应该将二维CAD技术与三维CAD技术相结合，将CAD技术合理地应用在农业机械模具、农业机械车身、农机产品智能化和农业机械底盘中，充分地发挥CAD技术在农业机械设计中的积极作用，促进农业机械设计领域的持续稳定发展。