CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的发展

赵星星 刘勇 郭康宁

摘 要：随着我国工业化进程以及城市化进程的推进，机械制造技术迎来了新的发展机遇，机械设备呈现出复杂化、精密化的发展趋势，依靠传统的设计技术不仅仅会导致设备的精度下降，还会耗费大量的人力。而将CAD技术运用到机械设计与机械制造过程中，则可以从一定程度上缓解上述问题，推动我国工业的现代化发展。因此，笔者就CAD技术在机械设计与机械制造中的应用进行分析，并就CAD技术在机械制造中的新发展进行论述，旨在为我国机械生产行业的进步做出一定贡献。

关键词：CAD;机械设计;机械制造技术

一、CAD技术运用到机械设计中的可行性

（一）缩减设计时间

在进行机械设计时，通常需要借助于机械设计图，施工人员根据设计图进行加工制造，传统的设计图是由人工绘制，但人工绘制往往导致结构不明确，进而导致机械产品的制作周期较长，所耗费的时间与精力较多，不利于企业的可持续发展。随着生产技术以及生产工艺的不断改进，机械产品呈现出精细化的发展趋势，单纯依靠人工绘制设计图会给施工人员的理解带来一定困难。将CAD技术运用到机械设计中可以有效缩短设计的时间，且对设计图的修改都会予以记录，降低设计人员的工作难度，通过构建立体模型也有助于施工人员更加直观的观察产品的具体结构，了解各个零部件之间的关系。此外，对于产品设计中存在的问题也可以及时发现并进行修改，在保障设计方案合理性的同时缩短修改设计图所用的时间。

（二）提高机械产品的制造质量

机械设计的质量直接决定了机械产品的质量，合理的机械设计可以减少后续的一系列问题，使机械设计能够较快的转化为机械产品。借助于CAD技术，可以用空间模型的方式呈现在施工人员面前，使其更为清晰的了解各部件之间的关系。CAD技术的应用可以提升设计图的准确性，从而保障机械设计图的质量，当设计图中的相关参数存在偏差时，通过模型可以直观的反映出问题所在，帮助设计人员及时的解决问题，避免对后续工作的影响。现如今，我国的数控加工技术已经较为成熟，可以大幅度提升产品制造的效率，CAD技术所构建的立体模型可以对每一个零部件进行上色处理，上色的依据是部件材质的不同，从而方便施工人员的理解，使施工人员可以在较短的时间内了解的产品的外形及内部构造。

（三）加快产品设计进度与生产进度

CAD技术作为一种新型技术，自发展以来已经取得瞩目的成绩，CAD技术已经从二维设计发展到了三维立体设计，设计师只需要将相关参数输入到模型中，CAD技术可以快速生成工程设计图，如果仅仅依靠人工设计模型，往往耗时较长且难度较大，此外，人工操作很容易出现纰漏，一些细小的错误就很有可能导致整个工程出现问题，从而影响机械产品的生产，而CAD技术则可以根据数据快速的构建出立体模型，加快了产品设计进度及生产进度。

（四）方便零部件与整体的修改

CAD自出现以来，就备受机械行业的瞩目，传统的机械设计方式是基于平面设计，而CAD技术的出现使产品设计以立体的方式呈现在施工人员及设计人员面前。CAD技术也可以用于实现各零部件的组装与配合，在构建出模型之后，可以更加直观的发现设计错误并进行修改，且修改零件具有局部性，具体表现为对零件的修改不会影响到模型中的其他零件。与此同时，CAD技术可以直接显示修改后的模型，为设计师的修改提供了便利，设计师在对零部件的数据进行分析时，可以将零件放在同一画面中，使数据查询更为直观。最后，CAD技术具有资源查找功能，通过查找可以搜寻到每个零部件的修改记录。

二、CAD在机械设计中的具体应用

（一）模具CAD的制造

模具CAD简单来说就是对模具进行设计、绘图、分析及编写技术文件等设计活动的总称，模具CAD技术的出现及发展从一定程度上提升了模具生产的精度。同时，将CAD技术与数控加工技术相结合，将推动机械制造朝着智能化的方向发展。

（二）机械产品零部件的实体建模

随着生产技术的不断提升，复杂机械产品往往是由多个精细的零部件组装而成，在进行零件装配的过程中，既要做到零件装配位置的正确性，还需要对零部件的相关参数进行确认，从而保障生产的机械产品可以完全发挥自身的性能。此外，借助于CAD技术可以对每一部分的零件进行实体模拟，从而帮助设计者开展分析工作，及时发现出产品结构中的一些不足之处并予以改正。

（三）CAE软件的应用

CAE技术已经成为了工程领域中不可或缺的计算工具，对于现代化工业的发展以及技术的创新有着至关重要的作用，利用CAE技术可以清晰的反应出机械产品的结构特性，并完成机械结构的优化，将机械制造过程中的各个环节有机的联系起来，从而提升产品设计的质量。

三、CAD软件在机械制造中的新发展

（一）机械技术智能化

随着近年来智能化技术的不断发展，智能化产品已经遍及了人们生活的各个领域，机械设计与智能化技术相融合是机械产业发展的重要方向，利用CAD技术进行开发设计时，应融合软件理论以及人工智能知识，使软件具备一定的逻辑能力，可以自发的识别错误，并给出相应的提示，大幅度提升CAD的问题处理能力。

（二）机械技术的集成化

进行机械设计时可以采用的设计软件包括很多种，每个软件都具有自身的优势，为了使CAD软件的使用更为广泛，必须提升CAD软件的性能，CAD软件可以与CAE技术相结合，使得CAD设计呈现出数据轻量化、算法便捷化的特性，有效规避传统CAD软件占用内存的问题。同时，CAD技术也可以与仿真模拟软件相结合，提升模型构建的准确性。

（三）机械设计产品绿色化

随着人们物质生活水平的提升，绿色环保理念开始深入人心，社会目前面临的核心问题就是可持续发展与生态环境保护问题。机械设计融入绿色理念是机械产品发展的重要方向，绿色理念与机械设计融合最为典型的例子就是新能源汽车，新能源汽车的出现有效的改善了汽车尾气污染问题。

四、结束语

为了有效提升机械设计与机械制造的准确性，使机械设计与机械制造可以朝着智能化、自动化、高能效、低能耗的方向发展，将CAD技术引入到机械设计中是必要的，CAD技术的引入可以缩减设计时间、提高机械产品的制造质量、加快产品设计进度与生产进度以及方便零部件与整体的修改。CAD技术的应用为机械设计行业带來了深刻的影响，将推动我国机械行业的进一步发展。

参考文献：

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（内蒙古科技大学  内蒙古  包头  014010）