CAD技术在机械制造中的应用研究

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机械设计制造中的CAD技术应用分析

作者：刘丽霞

来源：《企业技术开发·中旬刊》2014年第03期

摘 要：近年我国的科学技术发展迅速，尤其是计算机技术的越发成熟为工业生产提供了强有力的技术支撑。就机械制造业来说，设计环节是决定其整体质量的关键，而传统的设计繁琐、资源浪费等问题均已经难以适应市场的需求，因此有必要将CAD技术融入机械设计制造中，这也是未来机械设计主要的发展方向。文章由此开展探讨，围绕CAD技术在机械设计制造中的应用价值开展研究。

关键词：机械设计制造；CAD技术；应用

中图分类号：TS203 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）8-0093-01

社会经济的不断发展势必会进一步提高对机械制造的需求，为了满足市场需求，提高企业生产效率，就应将CAD技术应用在机械设计制造中，在提高设计效率的同时也能够保证其质量，最终为整个企业塑造良好的市场形象。当然这要求技术人员能够熟练操作CAD技术，不断提高企业的市场竞争力，将集成化以及智能化作为CAD设计的研发方向，必将会使机械设计制造迈入新的台阶奠定基础。

1 CAD在机械设计制造中的应用价值及缺陷

1.1 CAD技术对于机械设计制造的价值体现

随着CAD技术的不断成熟，当前市面上的相关产品呈明显的多样化发展趋势，例如高端的CAD、CAM、CAE软件；二维CAD软件、通用型三维CAD等等，而这些软件对于市场的争夺也较为激烈，但是三维CAD具有更高的性价比，实用性较强，因此成为了主流的机械设计软件。CAD技术应用在机械设计制造中的价值主要体现在以下方面。

第一，减少机械设计以及开发时长。一些特殊的机械设计需要较为复杂的结构，而三维CAD能够有效解决各种高难度的制作面，利用操作简便的几何实体经布尔运算就能够完成设计，也能够实现相贯线以及截交线等复杂线段的编排，降低了设计人员的工作强度，同时降低了设计时间，进而有利于提高机械设计的效率。同时CAD技术对于大多的零件信息有记忆功能，因此只需在原有基础上增加少量的零部件便可以完成新产品的开发，同时能够利用变型设计功能迅速完成新产品的构建，所以有效缩短了新产品开发的周期。

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智能CAD技术在机械制造中的应用

作者：许立中

来源：《环球市场》2017年第10期

摘要：国内很长一段时间以来都注重经济转型工作，之前的劳动密集型产业难以实现工业发展的要求，其中的机械制造工业由于具备复杂的工序，凭借单纯的计算机和人工业已难以实现机械制造的发展需要。因此，在快速发展的信息技术影响之下，机械制造为了实现社会发展要求和技术创新，立足于CAD对智能CAD项目进行了分析，智能CAD当中的人工智能系统能够推动机械制造业的快速发展，从而实现尤为理想的经济效益。基于此，本文就智能CAD技术在机械制造中的应用进行详细探究。

关键词：智能技术；CAD；机械制造；技术应用

1引言

CAD 技术主要是以计算机、电子技术作为基础的建模技术，随着社会的不断发展，这项技术已经被用于各个领域，其中包括了机械、电子、服装、建筑等领域。而在这些领域中，机械设计对于CAD 技术的应用十分必要，在设计过程中使用该技术能够将人力、材料和物理的效能最大程度发挥出来，提升机械产品质量。

2 概述

2.1 简述

智能 CAD 其中包含着专家系统和人工神经网络两大特色系统，其中专家系统就是利用人类专家的知识研究、通过一些经验对比用不断更新的领域知识对生产过程中所产生的问题进行解决的一种计算机程序系统，这种专家系统与传统计算机操作过程不同的地方就在于，专家系统在作业过程中添加了人工智能，可以根据工作过程中产生的不同问题提出不同的解决对策，并且可以根据作业的变化提醒设计人员的下一项工作该如何进行，在智能 CAD 中另外一项重要系统就是人工神经网络，在人工神经网络中包含了大量的人工神经元，可以为机械制造提供更加灵活的调节变量，并且具有全息的记忆能力，包括计算机自组能力等等，如今在智能

CAD当中人工神经网络与专家系统已经可以联合发展相互促进，更好的促进了我国机械制造的发展力度。

CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的发展

作者：赵星星 刘勇 郭康宁

来源：《科学与财富》2020年第33期

摘 要：随着我国工业化进程以及城市化进程的推进，机械制造技术迎来了新的发展机遇，机械设备呈现出复杂化、精密化的发展趋势，依靠传统的设计技术不仅仅会导致设备的精度下降，还会耗费大量的人力。而将CAD技术运用到机械设计与机械制造过程中，则可以从一定程度上缓解上述问题，推动我国工业的现代化发展。因此，笔者就CAD技术在机械设计与机械制造中的应用进行分析，并就CAD技术在机械制造中的新发展进行论述，旨在为我国机械生产行业的进步做出一定贡献。

关键词：CAD;机械设计;机械制造技术

一、CAD技术运用到机械设计中的可行性

（一）缩减设计时间

在进行机械设计时，通常需要借助于机械设计图，施工人员根据设计图进行加工制造，传统的设计图是由人工绘制，但人工绘制往往导致结构不明确，进而导致机械产品的制作周期较长，所耗费的时间与精力较多，不利于企业的可持续发展。随着生产技术以及生产工艺的不断改进，机械产品呈现出精细化的发展趋势，单纯依靠人工绘制设计图会给施工人员的理解带来一定困难。将CAD技术运用到机械设计中可以有效缩短设计的时间，且对设计图的修改都会予以记录，降低设计人员的工作难度，通过构建立体模型也有助于施工人员更加直观的观察产品的具体结构，了解各个零部件之间的关系。此外，对于产品设计中存在的问题也可以及时发现并进行修改，在保障设计方案合理性的同时缩短修改设计图所用的时间。

（二）提高机械产品的制造质量

机械设计的质量直接决定了机械产品的质量，合理的机械设计可以减少后续的一系列问题，使机械设计能够较快的转化为机械产品。借助于CAD技术，可以用空间模型的方式呈现在施工人员面前，使其更为清晰的了解各部件之间的关系。CAD技术的应用可以提升设计图的准确性，从而保障机械设计图的质量，当设计图中的相关参数存在偏差时，通过模型可以直观的反映出问题所在，帮助设计人员及时的解决问题，避免对后续工作的影响。现如今，我国的数控加工技术已经较为成熟，可以大幅度提升产品制造的效率，CAD技术所构建的立体模型可以对每一个零部件进行上色处理，上色的依据是部件材质的不同，从而方便施工人员的理解，使施工人员可以在较短的时间内了解的产品的外形及内部构造。 （三）加快产品设计进度与生产进度

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智能ＣＡＤ技术在机械制造中的应用　张俊　（九洲电器集团有限责任公司工程技术研究部，四川绵阳６２１０００）　摘要：机械的发展对我国的社会经济的提高起到非常重要的作用，这也从侧面说明了我国现在对机械设备的需求程度有很大的提　升。为了响应社会对机械产品的需求性，就需要在机械制造的过程中采用有效的技术手段提高机械设备的产量。目前在进行机械制造的　过程中经常会采用ＣＡＤ技术，这项技术能够在机械制造的过程中更加全面的掌握机械设备的相应零件，对有效减少在机械制造时出现　的误差起到一个规避的作用。因此，本文主要针对于智能ＣＡＤ技术在机械制造中的应用进行全面的分析。　关键词：智能ＣＡＤ技术；数字化设计；机械制造　信息技术的发展使得我国的各项事业的发展出现了便利。而且　在目前进行的机械制造中使用信息数字技术对机械设备制造过程　中产生的误差也有一个规避的作用。正是因为如此才使得信息技术　在机械制造中得到广泛的应用。目前在机械制造中得到广泛应用的　信息技术主要在于ＣＡＤ技术。但是在社会的不断发展中，这项技术　也出现了一些问题，这些问题导致其自身不能完全符合社会的发展　需求，这就需要对这项技术手段进行合理的改善，通过与人工智能　进行结合，提高ＣＡＤ技术的优势，使其在机械制造中得到更好的发　展。　１智能ＣＡＤ技术的基本概念　ＣＡＤ技术是社会上利用数字信息技术研发出来的一项技术手　段，这项技术手段可以通过自身的结构特点对单一的问题进行合理　的解决。但是由于ＣＡＤ技术属于较为传统的信息技术，大多数功能　已经不能完全符合社会的发展需求，因此对这项技术进行全面的改　善已经成为社会发展过程中不可忽视的一项工作。从对这项技术手　段的实践分析来说，要想提升这项技术的可用性，就需要将ＣＡＤ技　术与现存的智能人工进行结合，这样对在各个项目发展过程中出现　的问题能够做到合理有效的解决。人们称将人工智能和ＣＡＤ技术　结合的技术手段为智能ＣＡＤ技术。　在对智能ＣＡＤ技术进行实践研究中，清楚的发现这项技术系　统的构成主要可以分为三个层次。在这里笔者就对这三个层次进行　详细的论述。第一，这项技术在使用的过程中是需要有计算机进行　配合的，这就需要将计算机的外部和系统软件的组成设置成整个智　能ＣＡＤ系统的基础层。第二，总的来说整个技术手段的使用并不单　单依靠相应的基础层次就可以的，还需要将整个技术中涉及的软件　进行全面的考虑，这些在使用的时候发挥作用的软件就形成了整个　智能ＣＡＤ系统的支撑层。第三，在使用智能ＣＡＤ技术的时候需要　根据工作的环境选择需要的技术手段，只有这样才能有效的完成该　项工作。在进行工作环境分析的过程中就需要设计相应的应用层。　在对智能ＣＡＤ技术的概念和层次进行研究之后还需要对其自身的　功能有一个全面的掌握。在实践分析中对智能ＣＡＤ技术的使用功　能进行研究发现这项技术手段的功能主要有四个方面：第一，在机　械制造的过程中，具有准确计算的功能，而且这种计算与正常的计　算方式还有很大的区别，在使用智能ＣＡＤ技术进行计算时还会对　机械制造中的一些问题和数据进行全面的分析，从而提高计算结果　的准确性。第二，智能ＣＡＤ技术手段在机械制造的过程中得到广泛　应用不单单因为这项技术手段具有相应的计算的功能，而且在机械　制造中这项技术还具有图形图像处理的作用，能够在进行制造的每　个时间段将机械产品的状态通过智能ＣＡＤ技术在计算机上显示出　来。第三，在对机械制造中涉及的数据还具有数据管理的作用，对数　据进行有效的管理能够在进行机械制造的过程中，对误差的发生起　到规避的作用。而且智能ＣＡＤ技术在进行机械制造时，还可以进行　数据之间的交换，这样做的根本目的能够实现系统之间数据共享。　第四，在对机械制造中的图像进行清楚表现之后还可以对其进行文　字的处理和编辑，促使整个机械制造的过程能够全面的表达出来。　而且智能ＣＡＤ技术由于是计算机信息技术的一种，在一定的情况　下还会实现网络和设计的功能。　２智能ＣＡＤ的应用　在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件环境中，一个零部件的模型包含每个零件之　间的相互联系和配置的信息。智能ＣＡＤ的特点是在建立模型时，模　型的信息存储在软件内部的工程数据库中，零部件模型实现参数化　后，设计者可以通过输入相对应的零部件的参数，从而得到需要的　零部件模型。零部件模型的参数是以数据表格的形式储存在系统选　用的ＩＢＭＤＢ２系统中。ＤＢ２是ＩＢＭ公司研制的一种关系型数据库　系统，ＤＢ２采用了数据分级技术，能够使大型机数据很力一便地下　载到ＬＡＮ数据库服务器，使得客户机／服务器用户和基于ＬＡＮ的　应用程序可以访问大型机数据，并使数据库本地化及远程连接透明　化。ＤＢ２提供了高层次的数据利用性、完整性及小规模到大规模应　用程序的执行能力，主要应用于大型应用系统。　在零件模型建立时，依靠ＤＢ２系统在实现了零部件参数化后，　相对应的参数的外部变量就会在设计模型列表中成为第一部分的　定义。如果出现零部件的特点非常复杂，定义的特征参数就会相应　的增加很多，容易造成设计者在操作时出现混淆数据的情况；因此，　在零件模型设计过程中引入实例推技术（ＣＢＲ１，系统软件专门定制　一个ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件的独立接口，依据ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件的特殊要　求，可以采用数据接口文件的形式实现接口工作的完成。当设计者　在操作界面输入外部参数的时候，系统会直接保存到ＤＢ２数据库　中，与此同时生成数据接口文件，也可以利用数据库直接导出文件；　然后由Ｓｏｌｉｄ—Ｗｏｒｋｓ软件进行调试。　、　ｒ　ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件系统中，基于实际例子建立的零部件的原型实　例模型是以三维实例模型文件的形式储存在数据库中；　然后以数据　库的形式存储实例的参数，由此完成整个实例数据库的建立。在建　立原型实例数据库时，需要把实际例子的全部信息都记录在计算机　中，但由于零部件型号的多样以及复杂的结构，使得模型的建立非　常困难，不适合采用每一种型号的零部件都用逐步建立模型的力一　法进行实例建模。根据ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件的支持　利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软　件内部的工程数据库，把所有可能涉及到的零部件的配置模型建立　在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件的工程数据库中。配置原型实例的建设过程如　下：ａ．建立零部件的特征化参数模型；ｂ．通过参数的输入确定零部件　配置的模型；ｃ．对配置的模型进行合适的修改，得到可以运用在实际　中的产品；ｄ．将建好的实例模型储存在ＳｏｌｌｄＷｏｒｋｓ软件数据库中。　这种力一法有效地解决了运用实例表达的问题，结合参数化的力一　法，由此解决了不同型号的建模问题。　结束语　。　综上所述可以清楚看出目前社会上存在的智能ＣＡＤ技术，在　社会的不断发展过程中这项技术手段也在不断的改善。而且改善之　后的智能ＣＡＤ技术在机械制造过程中的应用也更加广泛。这种技　术的改善促使现在社会上的数字化机械制造能够更好的实现，对我　国机械制造的继续发展也提供一定的科技基础。　参考文献　【１】郭鹏勃．参数设计及ＣＡＤ相似技术的整合研究［Ｊ】．新技术新工艺，　２０１４０）．　【２】张磊．浅析智能ＣＡＤ技术在加工制造技术中的应用『Ｊ１．甘肃科技，．　２０１　１（１８）．　【３］高金燕，王彦辉，李秀娜．智能ＣＡＤ技术在农业机械设计中的应用　【Ｊ］．农机化研究，２ｏｏ７（￣．　，　【４］李晏臣．智能ＣＡＤ技术在机械制造中的应用［Ｊ］．黑龙江科技信息，　２０１６（１１１．　’