机械设计制造中的CAD技术应用分析

郭新哲

摘 要：近年来，随着我国科学技术飞速发展，尤其是渐渐成熟的计算机技术为工业生产提供了很大的帮助。在机械制造行业，设计环节是保证其整体质量的重点，传统设计繁琐，很多的问题已经很难以适应市场需要了，所以这就需要把CAD技术集成到机械设计和制造，这是这方面设计在将来的发展的主要方向。对此，本文对CAD技术在机械设计与制造中的应用价值进行了分析探索。

关键词：机械设计制造;CAD技术;应用

随着时代的发展对机械制造的需求一定会提高。为了可以满足市场需要，提生企业的生产效率，在这方面的设计和制造中就能运用CAD技术。不仅可以提生设计的效率，还能保证设计质量，最后为整个企业打造良好的形象。当然，这就需要熟练的工作人员来进行操作CAD技术，为提升企业的市场竞争力有很大的作用，把集成和智能化当做CAD设计的研究和发展方向，将使机械设计和制造进入一个新阶段打下良好的基础。

一、CAD在机械设计与制造中的应用价值及缺陷

1.1CAD技术在机械设计和制造中的价值

这方面技术的不断发展，当前市场上有关的产品显示一个明显的多元化发展形式，如许多高端软件;二维CAD软件，通用的三维CAD等等，而这些软件在市场竞争也更加激烈，但三维CAD性价格比率更高，实用性强，所以它已成为机械设计软件的主流[1]。CAD技术在机械设计制造中的应用价值主要体现在以下几个方面。

其一，减少机械设计和开发的时间。一些特殊的机械设计都需要比较复杂的结构，而三维CAD就是可以有效地解决各种困难，使用一个操作简单的几何实体经过布尔运算就是可以轻松地完成这些线路的设计，也可以完成和相交线等复杂的线路编排，减少了设计师的工作压力，也缩短了设计的时间，对于提升这方面的设计效率有很大的帮助。同时， CAD技术还有实现对很多零件记忆信息的能力，因此只要求在其原有基础上添加一些零件就可以快速地完成一系列新产品的研制。同时，可以充分运用新一代产品的可变化和设计功能来快速地完成产品的开发，从而有效地缩短了新一代产品的研制和生产周期。

其二，其零件设计在整个工程的设计中各个环节里一直都是一个困难的问题， 利用这个技术可以基于对相邻机械零部件的数据来进行一个新型零部件的设计，不但保证了各个零部件之间相互配合的精度，而且还大大减少了零部件的设计工作时间，预防部分零部件单独进行设计后会出现有不相符的状况。例如，在装配环境下通过已经构造的瓶子快速制作出相对应的瓶盖。并可直观地显示动画的形式表现出来，最后按照提供的指令完成调整的部分，并且整个过程不受环境的影响，可以在安装的环境中完成正常的操作。

其三，除了以上两点外，CAD技术和CIMS两者相互结合在一起可以进一步提高这方面设计的质量。有限元受力分析设计方法对于提升产品的技术深度和质量有很大的帮助。经过现实的操作，可以利用CAD和CAM等技术可以完成零件的准确高效的加工，从而对整体设计的质量有所提升[2]。此外这种技术可以体现其设计产品全面的信息，包括颜色、中心、尺寸等，可以最大限度地體现出设计师的预期概念。

1.2 CAD技术在机械设计中的缺陷

CAD技术有许多优点，但也存在一些缺陷。设计师在屏幕大小的限制中，容易忽视整体的设计，可能会造成设计出这方面的产品有一部分会失衡，设计受到限制，这一点在能力不足的设计工作人员中表现的更加明显，就算有好的设计理念但是没有办法表达出来或表达的不完善。但这种缺陷也是可以避免的，只要设计师不断积累经验，对于这个技术可以熟练的运用，不受计算机的制约，就可以将其缺陷解决到最小。

二、CAD技术在机械设计与制造中的应用前景

目前，CAD技术还处于发展阶段就具有许多技术优势。通过在将来的改进，它一定会在信息和计算机技术的支持下完成更大的作用，可以向着智能化自动化和集成化的高水平运行发展。

2.1自动智能化

智能化技术就是指将先进的机械设计CAD技术和科学信息技术有机结合，将其更好地加入应用到先进的科学信息技术中，包括专家系统和智能化管理等各种高端科学信息技术，不断去改善和提高这方面技术的智能化应用，进一步减轻工作人员的压力和工作量[3]。假设如果CAD的技术具有独立的学习能力和独特的专业经验，那么我们就不必再设定好参数之后还需要额外做什么操作，同时也保证了整个设计过程的高质量，这将进一步提升整个设计过程中的工作效率。除此之外，智能化技术还是广泛泛指CAD系统中融合计算机科学和人工智能以及许多其他机器的各种思维方法，其主要目的之一就是为了实现进一步的操纵和控制，当然，在未来很长的一段时期内很难让CAD系统和其他机器有相同思维方法的操纵，但只要它们已经实现了人工智能的某个组成部分，就已经可以充分地体现出CAD机械设计的技术性和应用价值。

2.2集成化

探究目前CAD的应用情况后，发现了一个集成化的发展方向很难去完全改变，仅仅依赖于CAD系统内部的各种功能没有办法完成做大作用的，必须还是需要依赖于电脑和网络作为设备做为载体，同时我们还要有相应的网络技术和数据库以及图形编辑等等很多的技术才能够可以适应逐渐繁琐的机械设计，另外，还有可能需要使用PDM和CAM等新技术进行维护[4]。只要我们充分地依赖于互联网的技术，上述场景便可以完成，这个技术也将是未来学习和研究的一个重点。随着世界经济进步和发展形式，CAD集成技术应用程度越高，就越有可能受到国家和企业的欢迎。同时3DAX技术可以帮助解决异构平台的问题，压缩繁复的几何数据，让多层图像表现的功能得到体现，3DMAX在CAD的基础建设上进行更高技术规格的转换，能够在保存CAD设计产品中的各种各样的信息，同时标准的VRML编程软件可以完成三维图像的资源共享，为集成化的合作打下了坚实的技术基础[5]。

2.3绿色化方向发展

绿色发展的观点已经得到了人们非常多的注意，也是社会和经济发展的趋势，是保证可以长期发展下去的重要内容。利用绿色机械设计技术，经过集成或者是并行的方式对机械产品加以设计，能够保证机械设计的方案得到更进一步的优化，有效的减少产品的不合理率，保证机械产品在生产中可以更加的环保，这对于提升资源的利用率是有非常大的作用的。

总结：根据上文所述，把现代科学技术作为依托的机械设计制造是可以拥有更高的工作效率的，而且包含了信息技术和智能化集成CAD技术机械设计制造将来主要的发展思路，当前我国这方面的技术还是仍然处于一个刚刚起步的时期，应用的技术和国外发展相对于起来来说还是远远不够成熟，这就需要加强工作人员在未来的工作中不断地努力去提升完善自己的综合素质和技术，国家也需要进一步投入更多的时间到CAD的研究中去，让其在这方面的设计制造中的价值可以得到最大的发挥。

参考文献：

[1]汪启凯，甘灵红，陈小燕.任务教学法在机械设计课程双语教学中的建构与实践——评《机械设计制造及其自动化专业英语》[J].有色金属工程，2021，11（06）：152.

[2]李孝元，郭亮，刘丽明.基于信息化资源的数控加工技术在机械设计制造中的应用——评《数控加工技术与实践》[J].机械设计，2020，37（11）：156.

[3]李海峰.机电技术在机械设计制造中的应用研究——评《机电设备与机械电子制造》[J].铸造，2021，70（04）：514.

[4]赵强.现代设计方法在机械设计制造及其自动化专业教学中的应用分析[J].中国设备工程，2021（05）：187-188.

[5]张阳，胡兆霞，胡加加.计算机技术在机械设计制造及其自动化中的应用研究[J].南方农机，2021，52（03）：38-39.