CAD技术在机械工程设计中的应用探究

CAD技术在机械工程设计中的应用探究

范玉洪

（身份证号码：64212319810622XXXX）

摘要：CAD技术给机械工程设计领域带来了一次技术上的革命，设计周期的不断缩短以及设计创意的井喷式爆发，推动机械工业进入到一个新的发展纪元。随着计算机技术的不断发展，CAD技术也将更加完善，其在机械工程设计中的应用也必然更加广泛。目前我国的CAD技术发展和应用水平虽然取得了不小的进步，但与国际先进水平仍有一定的距离。这就需要我们加大对于CAD技术的研究和开发力度，为我国的工业化进程奠定坚实的技术基础。

关键词：CAD技术；机械工程设计；优势

前言：

CAD技术是机械工程设计中必不可少的应用技术，也是优化机械工程设计的重要技术，本文通过分析机械工程设计的主要特征，了解到机械工程设计的发展需要应用最新的技术，进而对CAD技术在机械工程设计中的发展和应用进行了深入探讨。CAD技术的应用不仅能够促进机械工程设计的发展，也能给企业带来巨大的经济效益。

1CAD概念分析

CAD就是计算机辅助设计技术，这种技术是指运用计算机软件制作并模拟实物设计，展现新开发商品的外型、结构、色彩、质感等特色的过程。随着技术的不断发展，计算机辅助设计应该不仅仅适用于工业，还应被广泛运用于平面印刷出版等诸多领域。它同时涉及到软件和专用的硬件。CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。这个领域刚开始的时候主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中得到更有技巧的应用。如今，CAD已经不仅仅用于绘图和显示，它开始进入设计者的专业知识中更“智能”的部分。

2使用CAD技术在机械工程设计领域中的优势

2.1提升了机械产品的质量

CAD技术的应用从根本上改变了机械零件设计的质量，利用了先进的技术保障零件设计的水平，提高零件设计的档次，突破了传统的设计理念。如优化产品的虚拟设计、有限元受力分析、运动方向等。机械零件本身就是与信息技术相融合的，这提高了零件的科技含量。现代机械生产在CAD技术的支持下，提高了机械工程设计的水平。CAD技术的应用极大程度的保证了机械产品设计质量。随着数控技术加工手段的不断发展，CAD技术在进行零件加工时，能够更好的使模型与零件相统一，保障机械零件的生产质量。同时，运用CAD技术增加了机械设计的创新性。传统的机械设计更加注重实践，限制了人们的创新思维，而CAD技术的运用，可以增强零件设计的立体效果，开通设计人员的思维，使设计者能开发出更加具有新意、灵活的新产品。CAD技术是机械设计信息化的基础。因为CAD技术通过三维构图将零件设计出来，呈现立体化的效果，能够使设计人员及时发现零件在设计阶段的缺陷与不足，及时进行改良，不仅提高了设计的效率，也改善了设计质量。

2.2缩短设计时间、提高设计质量

CAD技术改善了传统绘图中的缺陷，实现了设计的参数化。通过对建立起来的三维模型实体调整尺寸、结构的变化，达到理想中的效果。同时，当零件的尺寸和形状发生变化时，与其相关的结构也会进行适当的调整。这样，通过三维技术的应用减轻了设计零件的工作量，缩短了设计周期，提高了设计的效率和生产效率。同时，CAD技术能够记录装配过程中各个零件的关系，可以根据相邻的零件之间的形状和位置来调整、改善新零件，降低了因为零件之间的不匹配而带来的麻烦。此外，CAD技术通过三维技术可以实现设计阶段的模拟装配、模拟运转，从而使设计更加接近实际过程。这样，通过三维技术的应用减轻了设计零件的工作量，缩短了设计周期，提高了设计的效率和生产效率。

2.3促成CAD/CAM技术集成

随着CAD技术的不断升级发展，机械制造业的生产设备也从过去的普通机床逐步向数控机床进行转变。一个零件的设计生产更加集中化。CAD/CAM系统是由三维绘图、图形编辑、数控加工、曲面造型、动态显示、仿真模拟、图形编辑以及有限元分析等这些模块组成的，这些模块以工程数据库为基础，而实体造型是工程数据的主要来源，其主要功能有图形编辑、三维绘图、仿真模拟、曲面造型、有限元分析、数控加工以及动态显示等等。CAD/CAM系统的集成可以避免传统做法中工作人员根据CAD技术设计的零件进行数控加工而导致的CAD和CAM中有两套一样的零件数据，造成工作上的混乱。两者的集成能够真正让模型实现数字化、集成化，实现零件设计和实际生产应用的无缝对接。

3CAD技术在机械工程设计的应用

3.1CAD在机械工程设计中绘图的应用

CAD技术最早进入机械工程设计工作就是在利用CAD绘图，这也是CAD技术在机械工程设计领域最基础的应用，CAD绘图也改变了传统的绘图方式。CAD绘图软件的主要功能包括交互式绘图、图形编辑、标准尺寸、文字、填充剖面、调用图块、区分层次以及实现图形交换等。利用CAD技术的丰富强大的绘图功能，可以非常轻松的绘制出清晰、符合工程要求的设计图。这使得绘图人员不再因为繁多庞大的绘图工作而发愁，减轻了工作量，提高了绘图工作的工作效率。

3.2智能CAD技术的应用

随着，CAD系统应用逐步深入，逐渐提出智能化需求。设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库，及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助，智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误、回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能，使设计新手也能做出好的设计来，现代设计的核心是创新设计，人们正试图把创新技术和人工智能技术相结合应用到CAD技术中，用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品。

3.3代替传统手工绘制，操作更加便捷

CAD最大的功能莫过于其操作的便捷性，以前人们在做机械零部件图形绘制时，基本都是手绘绘图，工作人员常常手里拿着几只不同粗细的墨笔，丁字尺、三角板、曲线板等工具不停的在手里更换，而且一旦画错，修改非常费事，甚至从头来过，图面修修补补显的脏乱。用CAD绘图则可以一只鼠标做你想做的任何事情。它有统一的线型库、字体库，图面整洁统一。CAD软件所提供的功能让你不必担心画错，它可以使你返回到你画错之前的那一步。CAD软件绘图真正做到方便、整洁、清洁、轻松。

结语：

随着我国经济突飞猛进的发展，CAD技术在机械工程设计领域也有了重大突破，这为机械工程设计工作提供了强大的技术支持。近年来，随着CAD技术在机械工程制造领域中的不断深入，掌握CAD技术成为机械科研人员的必备技能之一。因此，熟练的掌握CAD技术对我国机械工程设计工作有着重大的推进作用。

参考文献：

[1]张夕琴.CAD/CAE技术在机械设计中的应用[J].装备制造技术，2012（4）.

[2]董超.AutoCAD三维制图在机械设计中的应用[J].试验技术与试验机，2012（9）.

[3]董超.AutoCAD三维制图在机械设计中的应用[J].试验技术与试验机，2012（9）

[4]孙家广等.基于STEP的集成化CAD/CAM支掉软件系统.计算机学报，1996.8.561一567