機(jī)械設(shè)計(jì)制造中CAD技術(shù)的應(yīng)用探析

陳明亮

（漯河技師學(xué)院，河南 漯河 462000）

在對(duì)CAD技術(shù)進(jìn)行定義時(shí)，可以將其看作是一種用于數(shù)據(jù)綜合處理的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，CAD技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，包括建筑設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造、汽車生產(chǎn)等多領(lǐng)域。在實(shí)踐中，通過將CAD技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)當(dāng)中，不僅可以減少傳統(tǒng)模式造成的資源浪費(fèi)，降低成品的生產(chǎn)成本，而且能夠機(jī)械的精密度，進(jìn)而提升行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

一、CAD技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）可以縮減設(shè)計(jì)時(shí)間

在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中，機(jī)械工程未加入 CAD 技術(shù)，專業(yè)設(shè)計(jì)人員沒有電腦設(shè)計(jì)模板，僅憑借自身的動(dòng)手能力及勘測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)手繪畫圖紙，最后進(jìn)行施工。在這種方式下，往往容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)間長、設(shè)計(jì)偏差、資源消耗大等現(xiàn)象，給企業(yè)帶來一些不必要的損失。而加入了 CAD 技術(shù)可以在時(shí)間方面有所節(jié)省，有更大的時(shí)間和空間留給檢驗(yàn)審核設(shè)計(jì)，并且 CAD技術(shù)有保存和無限修改的功能，不會(huì)導(dǎo)致類似圖紙下修改后的混淆、產(chǎn)生偏差的現(xiàn)象。此外這一技術(shù)各個(gè)系統(tǒng)間可以相互聯(lián)系，具有整體性的功能，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)局部的問題，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，使設(shè)計(jì)可以盡其所用。

（二）加快構(gòu)件加工進(jìn)度

在自動(dòng)化技術(shù)體系不斷完善的背景下，大部分機(jī)械產(chǎn)品制造行業(yè)都進(jìn)入到了自動(dòng)化生產(chǎn)階段，這也在很大程度上加快了構(gòu)件的生產(chǎn)速度。與此同時(shí)，前期設(shè)計(jì)參數(shù)的合規(guī)性也將直接影響到機(jī)械零件后續(xù)的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。CAD技術(shù)的應(yīng)用，可以將二維數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成三維應(yīng)用模型，提高了數(shù)據(jù)信息的直觀性，這樣可以加快技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)參數(shù)問題的速度，可以在模型上直接進(jìn)行修改，縮減了構(gòu)件生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整的時(shí)間成本。另外，設(shè)計(jì)方案可靠性的增加，也減少了機(jī)械制造過程中進(jìn)行參數(shù)修改的幾率，從而在確保機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，加快構(gòu)件的加工速度。

（三）提高機(jī)械零件產(chǎn)品的質(zhì)量

在科學(xué)技術(shù)體系不斷完善的背景下，CAD技術(shù)也一直處于持續(xù)優(yōu)化的狀態(tài)，無論是在設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度，還是在建模速度方面，都比最初的CAD技術(shù)有了實(shí)質(zhì)性的提升。CAD技術(shù)利用并行工程，將設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的過程匯集在一個(gè)系統(tǒng)里，所有人員都可同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，利用不同的功能如有限元分析、虛擬設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)等板塊協(xié)同并行工作，提高機(jī)械設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)工作的效率，并對(duì)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，保障模型數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性及準(zhǔn)確性，為機(jī)械零件的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造中CAD技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）應(yīng)用于機(jī)械零件設(shè)計(jì)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，首要任務(wù)便是做好機(jī)械零件設(shè)計(jì)工作，相比于傳統(tǒng)CAD技術(shù)，目前的CAD技術(shù)在應(yīng)用中可以組建三維立體模型，將二維數(shù)據(jù)信息錄入到CAD軟件當(dāng)中，保存機(jī)械零件的二維圖形，隨后對(duì)機(jī)械零件內(nèi)容進(jìn)行建模處理，使其可以成為穩(wěn)定的應(yīng)用模型，在模型中明確標(biāo)記零件的參數(shù)指標(biāo)，包括大小、厚度、直徑等。對(duì)于部分體積較大的機(jī)械零件，在對(duì)其三維建模設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行比例縮放，選擇恰當(dāng)?shù)乇壤哌M(jìn)行處理，需要在模型中進(jìn)行標(biāo)注，避免按照等比例進(jìn)行處理后，出現(xiàn)相應(yīng)的應(yīng)用問題。另外，CAD技術(shù)的應(yīng)用還可以通過直觀展示，快速發(fā)現(xiàn)零件存在的問題，從而提高機(jī)械零件設(shè)計(jì)的合理性。

（二）應(yīng)用于零件生產(chǎn)過程

在上文中已經(jīng)提到，現(xiàn)階段，機(jī)械設(shè)計(jì)制造已經(jīng)進(jìn)入到了自動(dòng)化生產(chǎn)階段，這也在很大程度上加快了零件結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)速度，與此同時(shí)，為了提高零件生產(chǎn)質(zhì)量，需要將生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)精度控制在限差以內(nèi)。這也意味著在方案中設(shè)計(jì)的參數(shù)需要滿足限差要求，同時(shí)還可以細(xì)化各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，為流水線上各參數(shù)指標(biāo)的調(diào)整奠定基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，CAD技術(shù)能夠?qū)⒃试S誤差控制在非常小的范圍，同時(shí)可以利用比例尺調(diào)整，對(duì)于零件的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行處理，使方案內(nèi)容具備更高的可操作性。需要注意的是，利用CAD技術(shù)進(jìn)行比例尺調(diào)整時(shí)，還需要做好數(shù)據(jù)備注工作，從而起到提升零件生產(chǎn)質(zhì)量的作用。

（三）應(yīng)用于零件參數(shù)調(diào)整

在生產(chǎn)過程中，有時(shí)需要進(jìn)行零件相關(guān)參數(shù)的調(diào)整工作，傳統(tǒng)的處理方法需要對(duì)圖紙內(nèi)容進(jìn)行重新繪制，重復(fù)性工作較多，不僅增加了時(shí)間、成本投入，而且還容易增加設(shè)計(jì)內(nèi)容的容錯(cuò)率，降低該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用質(zhì)量。CAD技術(shù)的應(yīng)用，可以在生成的模型圖上進(jìn)行直接修改，完成修改內(nèi)容之后，軟件可以重新生成零件應(yīng)用模型，對(duì)比之前預(yù)留的模型底板，查看其參數(shù)改變情況，同時(shí)對(duì)于修改后零件的可行性進(jìn)行分析，在確定其可操作性之后，可以直接將參數(shù)輸入到流水線機(jī)械設(shè)備中，隨后進(jìn)入到生產(chǎn)階段。這也大幅度壓縮了時(shí)間間隔，提高了機(jī)械零件生產(chǎn)過程的可靠性。

（四）應(yīng)用于機(jī)械零件質(zhì)量驗(yàn)收

除了上述應(yīng)用內(nèi)容外，CAD技術(shù)在零件質(zhì)量驗(yàn)收中也有著非常好地應(yīng)用效果?，F(xiàn)階段，機(jī)械零件的生產(chǎn)基本上都是在流水線中完成，每一個(gè)操作環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)處理一部分內(nèi)容，最后匯總得到最恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)構(gòu)模型。受到機(jī)械設(shè)備精準(zhǔn)度、參數(shù)輸入準(zhǔn)確性等因素影響，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些材料生產(chǎn)質(zhì)量問題，對(duì)此可以借助CAD技術(shù)來分析成品的相關(guān)參數(shù)，對(duì)比零件之間的偏差情況，如果偏差情況在限差數(shù)值以內(nèi)，那么產(chǎn)品生產(chǎn)滿足質(zhì)量驗(yàn)收要求，反之則需要查找問題原因所在，及時(shí)做出調(diào)整，從而降低零件質(zhì)量問題帶來的負(fù)面影響。

結(jié)束語

綜上所述，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程中，零件參數(shù)的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度直接決定了成品生產(chǎn)質(zhì)量，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的背景下，成品質(zhì)量和成品生產(chǎn)成本直接影響到企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。通過將CAD技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，一方面，可以優(yōu)化零件設(shè)計(jì)參數(shù)，提高設(shè)計(jì)方案的可操作性；另一方面，能夠降低零件生產(chǎn)過程中問題的發(fā)生幾率，加快機(jī)械零件的制造速度。CAD技術(shù)為機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展夯實(shí)了基礎(chǔ)。