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CAD软件在机械创新过程中的应用

发表时间：2020/8/4 来源：《电力设备》2020年第8期作者：管宏伟

[导读] 摘要：机械产品使用效果和机械设计的好坏有着直接联系，若想让机械设备使用效率得到保证，则需要确保合理设计机械。

        (韶关市天源重机有限公司广东韶关 512000)
        摘要：机械产品使用效果和机械设计的好坏有着直接联系，若想让机械设备使用效率得到保证，则需要确保合理设计机械。传统机械设计技术无法优化和分析产品参数，也无法体现出设计效果，会影响工作人员考察产品性能。使用三维CAD技术可以解决这些不足，同时为机械设计研究提供方向，在机械设计中合理使用三维CAD技术，对机械行业有着重要的作用。计算机CAD三维技术使用在机械工程领域中，为机械设计提供了便利，因此工程设计师要高度重视。本文主要探究在机械设计工作中有效使用三维CAD技术，为今后有关工作提供参考。
        关键词：三维CAD技术；机械设计；应用研究
        1.阐述三维CAD概念和特征
        1.1三维CAD概念
        在CAD技术改进和创新中，生成了更多的优秀技术。三维CAD技术是在二维CAD技术基础上进行创新和变革。三维CAD技术包含内容众多，包括三维设计、建模、技术操作分析等。它起着非常重要的作用在模式建设的应用中，能够推动相关产业的发展。为了将这项技术的实际作用充分发挥出来，应聘请专业技术人员。技术人员只有综合素质和技术能力符合标准才能够熟练使用三维CAD技术，并且也需要技术人员有着丰富的想象力和思维，通过此项技术不断创新图片，按照人们需求做出符合标准的图形，满足人们需求。在机械设施环节运用三维CAD技术，能够完美的展现出机械设备的图形，让企业可以全方位看到机械设备的特征。若是产品在设计时有问题出现，也可及时解决问题，从而加速了设计方案的使用效率。设计工作者要在工作上掌握三维CAD技术，便于更好的设计图形，从而提高工作效率。
        1.2三维CAD技术特征
        第一，缩减机械设计时间。三维CAD技术的应用缩减了机械设计时间，大大提高了设计和生产效率。在设计新机械时，三维CAD技术需要二次设计和制造部分零件即可，其余零件则是根据以往的记录资料进行，以提高机械设计的效率。并且三维CAD系统本身具有高度可变的设计能力，可以快速地重建为另一个新的机械产品；第二，改进机械产品的加工过程。三维模型通过着色与渲染功能来获得和设计方案有关的效果图，从而帮助设计者和决策者更直接了解外观，推动着审批周期、设计决策以及产品开发等功能的发展，并且可以使用计算机扩展设计者的知识，改善其记忆力，即观察力、记忆力和表达力；第三，增强数据储存能力。三维CAD设计图像和图形文件可以直接被存储在计算机的硬盘和软盘中，便于数据的调用和保存。为了把机械产品开发数据保存好，设计人员可把设计文件刻录到CD中，或者使用扫描仪和数字化仪将设计图的内容输入到计算机，以避免由于数据的破坏性存取、潮湿或蛀虫而造成不必要的经济损失；第四，达到集成的目的。三维CAD技术虽然没有CAM功能，但可通过输出DXF的标准文件实施共享，也就是其他专业的CAM共享。三维CAD技术的优势超越了传统平面设计绘图，一方面推动机械设计发展，一方面为工程设计带来了好处。
        2.CAD技术的机械工艺设计特点
        计算机技术为CAD技术提供了更多的发展动力，两者结合之下，极大的促进了技术的进步，在机械工艺设计领域，CAD技术的发展带动了设计效率的提升，也带动了设计质量的提升，通过使用CAD技术设计机械产品，可以获取巨大的收益，同时能够提升机械产品的设计质量，有效分析出不合理的设计方法或者思路，提升设计效率。

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CAD技术在机械工艺设计中具有以下两个特点：
        2.1信息处理完整
        化CAD技术对于机械工艺设计有着不可或缺的作用，通过使用CAD技术可以快速准确的完成机械产品的设计工作；由于CAD软件中包含各种丰富的机械构件可以直接运用于机械产品设计之中，极大的节省了设计所需耗费的时间；通过CAD技术可以快速模拟出机械产品的构造组成，方便用于测试机械工艺的性能质量，同时由于CAD技术构建的机械产品可以自由伸缩查看，可以辅助其他人充分了解机械产品的结构及组成部分，获取的信息更加完整准确。
        2.2提高工艺设计效果
        使用CAD进行机械工艺设计时，可以将机械产品分成多个部分分别设计，在构建机械产品各组成部分的过程中，可以更加充分的了解其结构的组成，也更容易发现其中存在的问题，便于后续进行合理的优化，通过CAD技术设计时，过程更加自由化，可以随时修改不足之处，减少修改设计所耗费的时间，节约成本的同时更有利于促进产品质量的提升[2]。在CAD的设计过程中，可以对设计产品进行全方位无死角的查看，更容易发现其中存在的问题，或者触发新的思路，不断使得设计的产品效果提升。
        3.CAD技术在机械工艺设计中的使用优势
        3.1提升产品质量
        与传统是设计方式不同，CAD技术可以使得机械工艺设计的过程更加快速，往往速度会提升数十倍；可以随时修改设计内容，而不是如传统设计一样，一旦出现问题需要整体换新，重新绘制设计图纸，这样节约了大量的时间，使得设计更加得心应手；可以更方便的设计出三位图像，并进行全方位的观察效果，通过CAD技术设计出来的机械产品，可以随意放大不失真，也可以进行随意的翻转，仔细查看各个方位的设计效果，而传统方式技能通过复杂的步骤不断体现出产品的三维立体图形与各个视图，设计过程中更容易出现错误，难度也更大，耗费时间也更多，通过CAD设计出三位立体图纸后，可以通过对产品的全方位观察，更有利于发现产品中存在的各类问题，方便进一步修改和优化，甚至可以通过观察，激发新的设计思路，设计出更优秀的机械产品。从以上几个方面可以看出，CAD技术对于提升产品质量效果显著。通过CAD技术可以实现许多传统模式无法实现的效果，例如，通过CAD模拟出产品的传动效果，齿轮转动的契合效果，产品在工作时的受力情况，获取相关模拟数据，更有利于发现机械设计产品的不足之处，根据模拟结果找出合适的材料进行组装，找到合适的连接方式进行产品构建，对于机械产品的质量提升具有重要指导意义。
        3.2提高设计效率
        通过CAD技术可以避免传统手工制图的不足之处，例如，在进行三维立体模型的设计时，传统模式只能通过三视图抽象的体现出设计效果，无法直观的查看设计产品的效果图像，而通过CAD技术设计的机械产品，可以轻易绘制出三维立体的图像，通过鼠标的控制，将图形进行全方位旋转查看，可以对产品的组成部分进行拆解重装，对于设计不合理的部分随时进行修改，节省了大量的工作时间，相较于传统设计模式，其效率提升了几十倍。机械产品往往是由许多小型的零部件组成，通过CAD技术可以有效快速的绘制出各零部件组合的样图，对于组合之处可以放大进行详细的查看，方便及时发现问题，避免设计的产品在实际应用后，再因之前未发现的设计问题而故障频发。通过CAD技术将机械产品的三维立体模型设计出之后，可以极为方便的辅助分析了解产品的工作原理，对于设计思路的启发具有重要的作用，由于CAD技术的自由性和可操作性，机械工艺设计所耗费的时间大大降低，有利于设计出效果更好的机械产品。
        结束语
        综上所述，通过CAD技术设计的三维立体模型，甚至是模拟机械产品各部件的受力、结合方式，对于机械设计质量的提升具有重要作用，同时相较传统设计方法，CAD技术极高的工作效率和容错率对于机械工艺设计的发展具有重要作用。
        参考文献：
        [1]蔡葛明，雍照章，王华.CAD技术在机械工艺设计中的应用研究[J].机械工程师，2016(1)：218-220.
        [2]朱浩宏.CAD技术在机械工程设计中的应用分析[J].企业文化(下旬刊)，2018(10)：230.