计算机辅助设计CAD技术在机械设计及制造中的应用

陈小滨

（天元建设集团有限公司山东临沂276000）

摘要：在当前新时期背景下，机械制造行业的发展十分的迅猛，其在科技的不断推动下呈现出智能化、自动化、数字化的发展趋势。并且在机械制造领域中合理的应用计算机辅助设计技术，还能够在很大程度上提升其工作效率与质量，推动整个行业进一步发展。

关键词：计算机辅助设计；CAD技术；机械设计；制造；应用

1计算机辅助设计

CAD技术概述CAD技术最早出现于上世纪六十年代，由美国麻省理工大学相关研究人员提出的有平面的二维设计技术发展出来的，在早期应用过程中，二维技术实际上就是对相关建模的线框中的平面进行实际数值的参数化和实体化设计呈现。在相关的设计技术的发展和研究过程中，技术也朝着点线的平面二维设计逐渐向点线面立体的立体空间建模，在形式建模上的行为和集成方式也从一般的逻辑思维表象直接呈现和结块分表里，转向整体设计的平面剖析图和定量数值直接参照，形成现代社会相关行业发展的常用的计算机辅助设计CAD技术，即三维CAD技术。目前，CAD技术的主要组成部分是由交互技术、全面造型、图形变换技术、实体造型技术等相关辅助软件设计技术综合形成的交互式CAD系统，其早期因相关的设备软件和计算机的造价较高，使得相关的应用局限在汽车制造、航空及电子工业生产领域里。但在相关的设计过程中，社会进程的推进和社会民众经济的不断完善，也使得相关的技术的普及和应用逐渐扩大，甚至发展到现今，CAD技术在进行相关的设计、绘图及显示的过程中，也打破了相关的软件应用的限制，逐步向现代化生活“智能化”的需求上靠拢。而我国对CAD技术的使用和普及也是在相关的技术平台基础上进行的二次开发。截止到2014年，我国的计算机辅助设计CAD技术在相关的机械设计和制造应用上，推进相关设计平台的发展，同时也促进着国内相关的CAD技术的发展和研究，形成一种适用于我国国内相关社会发展需要的相关辅助设计系统的完善体系和组成机制。

2计算机辅助设计CAD技术的优势

首先，机械设计的过程中，相关的CAD设计技术的有效应用可以大大减少相关的设计周期和前期准备时间。这里会出现这样的现象主要是在相关的机械设计过程中，相关的设计是以计算机作为主体实行设计的导向，在相关的设计过程中其计算机具备的自动化信息高速处理和归纳也在一定程度上，对相关的辅助设计CAD技术的运用中，使其具备相关的灵活性。最直接反应相关的情况的现象，我们可以假设在相关的机械设计中，相关的设计方案和现象演进都已经出现大致的实际方案中，相关的设计的要求在相关交涉和实际沟通中，因实际需求和实际应用场地的变换，导致以演变的制造参考数值无法再满足相关的需求需要，这时候在对相关设计方案的改善中，相关的建模就需要进行整体的模型重建，在相关的辅助CAD技术的使用中，专业设计工作人员可以根据实际讨论出来的修改方案，通过相关技术的有效应用，在短时间内对相关的机械设计的部件和模型的快速重建。其次，在机械设计中有效应用辅助设计CAD技术可以有效提升机械设计和制造的开发和生产。这里，在相关的专业设计人员进行相关机械设计的创新和开发的过程中，相关的设计人员可以借助辅助CAD技术进行更加立体、直观分三维模型的构建和呈现。最后，在进行相关的机械运作的仿真运作的演进和呈现进程中，相关的设计人员也能根据实体机械运作工作中的组成构建的直接呈现，及时有效的对相关设计不合理或错误的部件或结构进行及时的问题纠正和解决;保证其在后期的实际制造、应用的过程中，相关的机械设计质量能得到有效保障。

3计算机辅助设计技术CAD在机械设计中的应用

计算机辅助设计CAD在实际的机械设计当中应用是十分广泛的，下面就来以最具代表性的“逆向工程”、“汽车覆盖件磨具设计”作为案例，对其在机械设计中的应用进行举例。

3.1计算机辅助设计CAD设计在逆向工程中的应用

逆向工程作为现阶段吸收、消化先进设计的最重要手段之一，其技术研发成本确是十分昂贵的，不仅如此整个的研发过程通常还会受到国家专项资金投入、技术人员专业水平、环境因素等多种影响，所以其整体的开发过程基本都需要数年或者十几年的时间，这对中国这样设备水平与技术条件相对落后的发展中国家来说，是具有挑战的。所以，我们必须要通过对其他发达国家的科技成果进行吸取的基础上，结合我国实际情况进行技术创新。而逆向工程则是在仅具备实务模型、产品模型的条件下而展开的逆向重构产品零部件CAD模型设计，以此来实现创新的目标。

伴随着中国计算机辅助机械制造技术的发展，在实际的工作中不仅可以利用坐标测量、CAD软件等将手中的实物样件转化为具体的CAD电脑模型，将CIMS、CAM等技术对其展开再设计。特别是SCAN-TOOLS作为逆向设计模块，可以通过数据点所构成的网络曲线进行对点云处理的模拟合成，以此来得到连续、光滑的曲面，最终得到与实物基本一致的CAD模型。而其与PRO-SURFAC的融合应用，则是能够实现曲面生成效果后，利用延伸、剪切、切割等手段来将原本的曲面转化为实体，最后发挥PRO的自身软件特征来实现模型二次设计，完成计算机辅助设计的CAD模型重建。

3.2计算机辅助设计CAD设计在汽车覆盖件模具中的应用

汽车车型受到覆盖件模具设计的影响是十分巨大的，同时这也是新时期汽车更新换代与个性化发展的必然标志。然而在实际的汽车覆盖件模具设计过程中，时常能够遇到设计工艺人员与设计人员工作冲突的状况，而由于不畅通的设计直接为后续的生产环节、制造环节产生了不良影响，最终出现了设计原稿不合格、需要返工以及推翻重新设计的现象产生。如此一来不仅会无形中增加了设计成本，同时还拉长了本身就很宝贵的生产过程，更有甚者还会造成在日新月异的市场中失去竞争力等严重结果。所以说，我们必须要在实际的设计工作中避免这样的现象发生。

鉴于此，我们必须要根据图纸对CAD模具造型进行总体设计，同时按照CAD设计出的造型铸造成成品，并根据实际情况进行机械修改。由于这种CAD造型设计在整个设计流程中是点睛之笔，如果处理不好还会导致后期的汽车生产过程，所以我们必须要对这个环节的CAD造型设计进行严密整合与修订。例如在面对一新款汽车的设计更新过程中，假如要对车门进行创新那么就要通过获得车门零件CAD几何模型入手，充分的将三坐标测量机器对零部件的构造进行充分分析语融合，利用PRO/Engineer来进行模型重塑，以此在最短的时间内实现汽车车门模具的设计以及零件加工过程。

4结论

综上所述，计算机辅助设计为现阶段的机械设计数据处理、复杂图形绘画以及确保机械设备设计精度等方面发挥着不可替代的作用。特别是在本文提到的“逆向工程”、“汽车覆盖件模具”等方面更是起到了决定性因素。尽管如此我们也必须要清楚的认识到，这种计算机辅助设计依旧均来源于西方一些发达国家，而真正是由中国自主研发的少之又少，所以就导致了在实际的应用环节中中国的计算机辅助设计机械制造环节中，依旧存在较大差距。所以，我们每一名该领域的从业者都必须要与时俱进的强化计算机辅助设计自主研发水平，以此来为中国的机械设计应用提供最为重要的保证。

参考文献：

[1]张武.计算机辅助设计CAD技术在机械设计及制造中的应用[J].现代制造技术与装备，2017（2）：82-82.

[2]谢凡.CAD技术在机械设计中的应用[J].南方农机，2018（6）：22-23.