CAD技术在机械工程设计中的发展与应用

CAD技术在机械工程设计中的发展与应用

吴礼晓

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摘 要：传统的机械工程设计图形处理能力弱，计算精度不够，机械工程设计工作量大，工作流程比较复杂，这些因素导致设计产品质量不达标，设计师工作效率低，不能保证设计任务能在规定的时间内完成，间接增加了企业的运营成本。CAD技术在机械工程设计中的应用可以解决传统设计中存在的问题，因此有效地应用CAD技术具有一定的现实意义。

关键词：CAD技术；机械工程设计；发展与应用

导言

CAD作为一种计算机辅助技术，可以合理地应用于机械工程设计中，保证设计产品的尺寸和规格符合标准，优化传统的设计过程。介绍了CAD技术和机械工程设计的概念，分析了CAD技术在机械工程设计中的发展现状，提出了如何在机械工程设计中有效地应用CAD技术，希望能为机械工程行业的可持续发展提供参考。

1机械工程设计中1CAD技术的发展现状分析

CAD技术作为一种现代设计方法，在机械工程设计中的应用不断更新和升级，以满足当前机械工程设计的要求。同时，在当前智能化、信息化的趋势下，CDA技术在机械工程设计中也将紧跟时代发展的步伐，具体体现在以下几个方面：

首先，在CAD技术不断更新的过程中，相关的CAD技术软件也应运而生。这些软件凭借自身的特点吸引了不同层次的用户。由于不同的软件在应用中缺乏一定的标准，导致了不同软件之间的不兼容性。对于机械工程设计人员来说，在使用不同的软件时，无法实现信息交换和资源共享，这将影响机械工程设计行业CAD技术的深入发展和更新。为了解决软件之间的不兼容性，要求CAD软件的数据模型和资源交换格式具有一定的标准化，以利于提高机械工程设计人员的工作效率和机械工程设计水平。

其次，在当前智能化、网络化的发展环境下，为CAD技术的升级创造了良好的环境。例如，将该技术应用于机械产品模型设计中，可以通过参数化和特征化建模来分析产品设计的可行性，使设计人员从传统的设计方法中解放出来，在产品性能创新上投入更多的时间和精力。

最后，在网络环境的支持下，将CAD技术应用于机械工程设计中，实现产品二维图纸的快速传递，建立动态三维模型。在满足机械产品设计要求的基础上，降低企业的经营成本。

21CAD技术在机械工程设计中的应用
　　2.1CAD技术在机械工程设计中建模的应用
　造型作为机械工程设计的核心内容，对机械产品质量负有重要责任。根据目前CAD技术的发展现状，三维建模主要有三种：线框模型、曲面模型和实体模型。实际上，CAD技术是指在设计过程中，以计算机为辅助工具，帮助机械工程设计人员进行设计的各种实用技术的总和。CAD技术领域非常广泛，它主要应用于二维、三维几何造型、绘图。在三维设计过程中，主要是实现参数化和变量化设计，但传统的二维设计不仅不能实现参数化，而且不能满足当前机械工程的发展。由于CAD技术具有一定的基础系统，可以帮助CAD技术完成造型等工作，也可以减少机械工程设计人员的工作量。最重要的一点是它能保证机械产品的质量，更好地满足当前社会发展的需要。

2.2智能CAD技术

CAD技术的智能化主要体现在机械工程设计中，帮助设计人员进行工程分析和结构优化。随着经济的不断发展，我国机械工程的发展非常迅速，这也对机械工程设计人员提出了更高的要求，如：必须掌握零件的力学分析和机构优化，这是机械工程设计人员最基本的内容。针对目前的发展现状，CAD技术实现了ANSYS等有限元分析软件的无障碍对接，并能正常运行。因此，在设计过程中，机械工程设计人员可以将CAD技术中的三维零件模型导入到有限元分析软件中。通过对机械工程原理的分析，可以再次进行合理有效的力学分析和结构优化，从而验证所设计的工程模型是否能满足机械工程的要求，工程模型的质量是否合格。如果在验证过程中发现零件质量不合格，可在批量生产前对模型进行适当有效的修改，以满足相关要求，不造成成本损失。

2.3CAD技术在机械工程设计制图中的应用

CAD技术在机械工程中最基本的应用是绘图。该技术不仅能改变传统的拉深方法，而且能更好地满足机械工程对拉深的要求。据调查，CAD技术首先进入机械工程设计工作，即图纸制作。随着经济的不断发展，CAD绘图软件的主要功能包括交互式绘图、图形编辑、文本填充、图层划分和实现图文转换。CAD技术的绘图功能最大的优点是可以方便地绘制出更适合机械工程的设计图纸，这无疑减少了机械制图设计人员的工作量，提高了工作效率，促进了机械工程的更好发展。

3使用CAD 技术在机械工程设计领域中的优势
　　3.1缩短工程设计时间、提高设计质量

由于传统的绘图软件无法实现设计的参数化，不能适应机械工程的快速发展。CAD技术正好弥补了这一缺陷，实现了参数化设计和机械结构优化。该技术可以根据模型的大小、结构变化和形状选择合适的、有效的图形进行绘制。由此可见，CAD技术不仅可以减少设计人员的工作量，而且可以提高设计质量，使机械工程设计工作更好地进行。同时，CAD技术还可以根据零件的形状和位置进行自我调整，不仅可以使零件发挥自身的最大作用，还可以减少因零件之间的不匹配而带来的麻烦。

3.2机械产品质量保证

在这个信息技术社会，一些机械工程为了获得更多的经济效益，选择了一种非常先进和流行的CAD技术。从近几年的发展来看，CAD技术的应用可以从根本上改变机械零部件设计的质量，有效地保证零部件设计的水平，从而提高零部件的设计质量，并弥补了传统设计技术不能有效保证机械产品质量的主要缺点，所设计的机械产品满足了当前机械工程发展的要求。由于机械零件涉及到信息技术，提高零件的质量，机械零件的科学含量就会提高到一个新的水平。

3.3促进CAD/cam技术集成

在CAD的驱动下，我国机械制造业的生产设备已从传统的普通机床逐步向先进的数控机床转变。在CAD技术的支持下，所设计的机械零件能够满足机械工程发展的需要。CAD/cam系统主要包括三维绘图、图形编辑、数控加工、图形模型转换和有限元分析。csd/cam系统集成的主要功能是避免传统的人员根据CAD设计加工零件的方法，导致CAD/cam中零件数据的差异，使设计工作得不到很好的实施。机械工程设计人员将cam与CAD设计有效地结合起来，可以实现模型的数字化和信息化。最重要的一点是使所设计的零件与生产应用无缝对接，使机械零件能够发挥自身最大的作用。

3.4CAD技术在建筑性能图中的优势

因为用CAD绘制的建筑效果图是通过3D效果可以看到建筑材料的纹理，每一幅画面都可以再现。就像真实的情况，加上真实的花草树木，它可以是假的，也可以是真的。这是CAD技术在建筑设计中最大的优势之一。同时，CAD生成的效果图的第二个优点是，只要建立了建筑的三维模型，就可以从多个角度进行观察，并且可以生成多个效果图，无需建筑工程师重新开始。这是传统手绘效果图无法比拟的。因此，CAD技术给建筑工程带来了很大的帮助。

结语

CAD技术给设计师带来了很大的帮助，但其负面因素也不容小觑。因此，在设计过程中，设计师不仅要认识到CAD技术的优势，还要正视其局限性，充分发挥其优势。只有这样，CAD技术才能得到更好的发展。随着计算机功能的不断提高和信息处理的智能化，只要我国工程设计人员清醒地认识到CAD技术的发展前景，必将给我国带来更多的经济效益。　　

参考文献
　　[1]晋民杰.矿井提升机的设计理论及CAD系统研究[D].太原理工大学，2010.
　　[2]李树海.基于SolidWorks的桥式起重机CAD系统研究[D].武汉理工大学，2007.