严忠耀
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摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，涌现了很多新的应用技术，其中CAD技术作为机械工程设计中重要的技术，为机械工程设计发展奠定了坚实的基础。将CAD技术融入到农业机械工程设计当中，显著提升了我国农业机械工程设计水平。同时，CAD技术本身的技术特点，可以让设计师在电脑上就可以对初步的组件进行形态设计，并可以借助一定的渲染软件将该组件进行渲染，从而让设计师在设计初期就可以看到初期的形态效果。CAD是一款较为出众的设计软件，其功能强大且丰富，可以满足各类绘图需求，相比其他软件操作又相对便捷，得到了广泛应用。基于此，本文详细分析了CAD技术在农业机械工程设计中的应用策略。
关键词：CAD技术；农业机械；工程设计；应用
引言
我国作为农业大国，农业是我国的基础产业，而农机化的普及极大地提升了农业的产量和质量。因此，有效改善农业机械品质，是提高我国农业生产水平的关键。其中，CAD作为农业机械工程设计中重要的技术手段，可有效加快农业机械设计速度，缩短周期，同时还可以提高机械的使用寿命以及设备的使用效率。农业机械面临着快速投入市场、高质量、高效率、自动化、精密化的巨大挑战，传统手工制图存在制图速度慢、改型困难、精度差、设计还原度差等许多方面的不足，研究计算机辅助设计CAD技术在农业机械工程设计中的应用，具有重要实践意义。
1 CAD技术概述
CAD技术全名叫作计算机辅助设计技术，就是利用计算机或者某些特殊的图形设备来帮助相关的设计人员进行辅助设计工作，依靠这种特殊的设计软件，可以让设计师摆脱大量的数据运算。因为对于机械工程设计来说，大多数的机械组件都会涉及大量的数据运算，而作为人不可能十全十美，对于数据的运算自然会出现一定的误差，而一旦出现误差，就很可能导致机械工程组件的偏差，最终使产品无法正常使用。如果借用计算机来代替设计师进行数据的计算，那么可以在节省大量时间的同时，对方案进行最优分析。同时，依靠CAD技术，还能让设计师对模型进行初步的设计和构建。最关键的一点，就是CAD技术本身由于是搭载于计算机内部的，这就使得CAD技术所设计的各种重要数据是可以实时存放到计算机库当中的，因此，当设计师想要对该数据进行调用时，可以第一时间从计算机的数据库中进行快速检索和抽取，以此来方便设计师进行后续的机械工程设计作业。一般来说，机械工程设计师在进行设计前，通常会进行草图的绘制设计，然后再将初步的草图转化为工作图，而这一步如果由人工来完成，将会相当困难，并且这项工作对于数据方面的要求也相当高，而如果交给计算机，可以有效地解决这一问题，并且，通过计算机完成的数据操作，可以保证数据的有效性和准确性[1]。
2 CAD技术应用现状
随着我国科学信息技术的快速发展，计算机技术与数字化技术已经席卷了多个行业，并且在行业发展中起到了重要的作用。随着城镇化的快速推进，我国耕地面积逐渐减少，使得资源、饮食与日益增长的人口间矛盾凸显。在此情况下，为了能够有效提高农业产量，广大科研人员开始将CAD技术应用于农业机械工程设计当中，希望借助数字化技术与工业化的结合来共同为我国农业产量提升奠定良好基础。对于农业机械工程设计企业而言，若想在激烈的市场中占据重要的地位，就必须对自身的产品进行改革、创新，以推动其发展，进而带动企业综合竞争实力的提升。农业机械工程设计作为农业机械设备制造的重要环节，受到了大量专业人士的关注与重视。同时，大量农业机械工程设计人员考虑将现代化技术融入到设计中，以此来提高农业机械设备设计质量以及最终应用效果，为我国农业的可持续发展提供支撑和保障。而CAD作为计算机辅助设计软件，其可借助虚拟模式的构建来给予设计人员发挥想象力的机会，并且还在一定程度上提高了机械设备的精准度，提高设计成果科学合理性的同时，提高了农业机械工程的应用水平，这对于社会效益与经济效益的提升意义重大[2]。
3机械制图和计算机辅助设计CAD
3.1机械制图
机械制图是用图样表示结构尺寸、工作原理和技术要求的学科，机械制图的工作产品是图样（图纸），是表达设计意图和制造要求的重要技术文件。符合工程设计要求的机械制图至少应包含如下两个方面的内容：1）遵守国家标准。在我国，国家标准对机械图样有严格的规定，图纸幅面、标题栏、比例、字体、图线、尺寸标注等具有明确标准规范。严格执行规范，图样才具有普适性和可读性，才能做到尽可能减少制造环节的理解歧义。2）严格执行正投影法和三视图要求。正投影法是绘制和识读图样的理论基础，三视图是机械设计的制图技术基础。正投影法投影线垂直与投影面，能够表达物体的真实形状和比例。主视图、俯视图、左视图将立体器物用三个方向的投影平面视图绘制出来，构成实物结构、尺寸的完整表达[3]。
3.2计算机辅助设计CAD
CAD让机械设计从铅笔、直尺画图的繁琐劳动中解脱出来，让设计人员真正做到关注设计与构思。CAD绘图软件构建并保存大量的标准件库、零件库、部件库、常用件库等，且担负计算、信息存储等工作，极大提高了工程设计制图的效率。CAD技术在设计中的主要应用如下：1）丰富的图形及符号库。机械设计中，标准的图形符号会经常用到，一方面，CAD绘图软件提供大量的标准件库；另一方面，工程设计中可以不断积累行业所用的图形符号，形成自制件库。这些图形符号可以随用随调，通过图形符号的组合，“搭积木”式的构造工程设计构思和图样。2）高效的制图效率。制图是设计中将设计构思转化为制造图纸的途径，是机械设计中最为关键的步骤。传统基于纸媒介的手工绘制，任何一次设计或设计改型，必须一笔一划从头做起，耗时、工作效率低下。CAD软件提供了丰富的基础库，存储了应用模板等强大功能，使制图工作变得高效，准确并规范。对于设计改型类工作，更是可以调出原有图样，进行适应性修改即可得到新的图样，极大提高了新型改良机械设计效率[4]。
4 CAD技术在机械工程设计中的应用措施
4.1 CAD技术在机械工程设计中的绘图方面的应用
因为对于CAD技术来说，最主要的应用方面就是绘图，并且，这一点在我国的机械工程设计中有着很强的贴合性，借助CAD技术强大的绘图能力，可以帮助设计师很好地对机械工程设计中组件的不同方面进行绘制，并且，现代各种人性化交互技术，可以让设计师在设计的过程中充分体会到CAD软件带来的便捷，也就是说，现代的CAD技术在功能方面上更为人性化，更加注重设计师的设计使用体验，因此，相较于传统的绘图软件来说，CAD技术显得更为成熟[5]。
4.2 CAD技术在机械工程建模中的应用
在机械工程设计当中，建模是非常关键的环节，可以针对机械产品进行检验，以此来判断是否符合国家的标准要求，大部分情况下建模分为三个种类，比如常见的线框、表面以及实体等。随着CAD技术的广泛应用，机械建模过程中可以有效减少操作人员的工作量，并且大幅度提高绘图效率，由于传统建模必须要先画图纸，再根据搜集的数据确定设计方案与参数，在绘图过程中会出现较多的变化，从而影响整体设计内容。CAD技术可以自动进行建模，并分析用户的需求，包括产品的功能、尺寸以及规格等等，通过计算比例和参数建立虚拟模型，可以更加快速的展现出产品性能，误差相对较少[6]。
4.3在农业机械产品设计以及开发中的创新研究
将CAD技术应用于农业机械工程设计中，设计人员可借助CAD软件来进行二维模型的构建，然后根据具体的标准来进行尺寸的标注，同时，针对其中复杂的工艺操作步骤，设计人员还需对其进行着重说明，以保证在后续的制作过程中不会出现误差。在进行二维模型的搭建与构造过程中，因设计人员一时的设计理念或者是后续在进行完善时忽略了其中所存在的问题，所以可能会出现数据误差。而传统的农业机械产品设计是以图纸为主，依靠人力花费大量的时间与精力完成，所以在后续进行难度的查找时，可能会因绘制人员自身思维限制或者是工作量过大而导致其无法第一时间找到所存在的问题，进而影响到了后续机械产品制作效果。而CAD设计软件则可利用自身所具备的错误查找功能将其中可能存在问题的内容反馈至设计人员眼前，方便其进行改正与优化。并且，相较于传统的农业机械产品设计中需重新进行图纸的绘制等情况，CAD软件只需设计人员将所绘制错误部分的数据进行更改，然后整体的图纸数据内容便也会随之改变，其在一定程度上可有效提高设计成果的清晰度与准确性，为后续农业机械产品的制作及开展提供巨大推动力[7]。
4.4 CAD技术在机械工程精准度与质量控制中的应用
CAD最大的优势就在于计算能力与图形处理能力，这两方面可以解决机械工程零件设计的质量问题，一般来说零件制造质量问题，往往在于设计过程中的精准度不够，应用CAD技术就能改善这一情况。从当下CAD技术的使用来看，零件制造成功率得到有效提高，而且CAD技术依旧在不断完善，这样就能促使零件与模型数据保持一致，机械工程设计的质量也会因此大幅度提高。其次CAD技术的应用会对设计人员的思维产生影响，促使设计人员的思维得到提高，以此来满足产品的创新性，并且在设计的过程中，可以及时发现零件的缺陷，不仅增加了制造成功率，也提高了整体的质量。
4.5关注性能成本设计要素
农业机械要求功能合用，性能合理，结构紧凑，强度配比科学。设计中应注意评估农机具性能和安全余量，避免功能性能过剩引起不必要的使用成本浪费。成本控制是一个综合因素，它体现在材料选用、结构用料、制作工艺、使用效率、保养维护等各个环节，关注设计中的成本控制，良好的设计成本控制是设计者知识和技能的充分体现[8]。
结束语
综上所述，相比同类型的软件，CAD无论在使用还是在操作上都有巨大优势，尤其是在当下机械工程设计中的应用，不仅提高了整体的设计效率与精准度，其操作上也更加便捷，并且可以针对数据进行分析。目前该类型的设计软件有很多，但从使用的角度来讲，CAD要更适用于机械工程设计，而且功能相对丰富，可以满足设计过程中的各类需求，为机械制造设计人员提供便利。作为一款非常优秀的设计软件，CAD的使用非常广泛，不仅在机械工程行业中，在其他领域也拥有较为广阔的发展空间，未来其功能会更加强大，也会促使机械制造行业获得持续性发展
参考文献
[1]安东.CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].湖北农机化,2019(24):71.
[2]马小龙.浅析CAD技术在机械工程设计中的应用[J].冶金与材料,2019,39(06):94-95.
[3]王军,李密,郝彦军.CAD技术在机械工程设计中的应用[J].中国新技术新产品,2019(21):113-114.
[4]张仕庚.现代设计技术在农业机械工程设计中的应用研究[J].南方农机,2019,50(14):53.
[5]马云红,董中辉.现代设计技术在农业机械工程设计中的应用[J].农业与技术,2019,39(12):41-42.
[6]何健.CAD技术在农业机械工程设计中的运用研究[J].山西农经,2019(03):109.
[7]杨壮,孙华坤.浅析CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].世界有色金属,2018(23):241+243.
[8]刘建芬.工程CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].南方农机,2018,49(12):62.