CAD技術在機械工程設計中的發展與應用

李亞莉

（陜西能源職業技術學院，陜西 西安 710068）

隨著計算機技術和電子技術的飛速發展,許多新的技術也應運而生，CAD 的產生和發展就是其中的受益者。經過幾十年的不斷探索和不斷努力，以及計算機不斷提高的硬件性能，CAD技術有了突飛猛進的發展。目前CAD技術在機械、建筑、汽車等行業中得到廣泛應用，而CAD技術在機械設計中應用的比例是最高的，它的出現大大地促進了整個機械工業的發展。

一 CAD技術在機械工程設計中的不足

一個方面是雖然CAD技術的出現使我們脫離了傳統的繪圖方式，節省了時間和精力，但這并非真正意義上的設計。當前，許多利用CAD軟件的公司和單位并不是為了設計而運用它，更多的是用它來獲取效果圖，這使得CAD 的作用大打折扣，對CAD軟件的應用缺乏整體性和目的性。另一個方面就是雖然運用CAD 軟件的人很多，但其中真正掌握CAD 技術的人很少，大多數的設計人員在運用CAD軟件的時候并沒有接受過專業的技術訓練，導致他們對CAD 不是非常的了解，對CAD 的許多功能也不熟悉，因此不能充分運用CAD軟件的功能，在設計零件的時候也會出現一些缺陷。隨著CAD 技術開發程度的不斷加大，CAD 的功能會越來越多，操作CAD 軟件也會變得越來越復雜，因此想要真正的掌握CAD技術會變得更加困難。

二 CAD技術在機械工程設計中應用

隨著CAD技術的發展和推廣，現在CAD的功能越來越全面了，應用的范圍和應用的領域也越來越廣。CAD 技術也越來越多的被應用在機械設計中。筆者認為CAD技術在機械工程設計中的應用主要體現在以下幾方面。

（一）多維幾何的繪圖

圖形和數據這兩方面信息的處理我們設計者進行機械產品設計時必須考慮的問題。而這兩方面信息中，繪圖所占用的時間和精力是最大的。把傳統的工程圖繪制出來是我們處理二維圖形的目的，而我們要繪制二維圖形必須要找到適合于畫這種圖形的處理軟件。在CAD的應用中，有許多都是與畫圖有關的畫圖軟件，他們的畫圖能力和功能參差不齊。但他們又一個相通的地方就是都以交互式圖形繪制為主，對于各種不同的圖形都能夠進行編輯和設計。但作為一個機械工程設計者，如果我們想要把CAD的圖形繪制功能的能力完全發揮出來，就要對它進行適當的開發，開發出一些具有宏命令功能的參數化繪圖軟件的同時建立一些相關的圖形符號庫。使得設計者在利用CAD軟件進行設計繪圖時能夠更加簡單，更加得心應手。

（二） 圖形及符號庫

將一些十分復雜的圖形簡化后用一些簡單的圖形符號來代替，并把這些圖形符號存入到原來的圖形符號庫中。當設計者設計需要時直接調出來經過簡單的修改后就能夠應用到所設計的圖形中去，從而加快圖形繪制的進度，節省設計者的時間，使工作更加有效率。

（三）模具CAD/CAM的集成制造

隨著科學技術的飛速發展，機械制造行業的技術水平也在不斷的提高，從傳統的利用普通機床加工零件設備到現在利用數控機床和加工中心加工，從傳統的設計人員手工設計零件和繪圖到利用CAD軟件設計零件和圖形。制造業正向集成化方向快速發展。模具技術是整個現代制造業中非常重要的一塊。一個完整的軟件系統是由許多個不同的功能模塊組成的。這些組成軟件系統的模塊應該在工程數據庫的基礎上進行統一的管理，而CAD的實體造型是工程數據的主要來源之一。

（四）工程分析

在實際設計中有限元分析、優化設計以及動力學分析是我們應用的比較多的, 除了這些外,對于一些專門的設計對象CAD技術還對應有專門的分析。

三 CAD技術未來機械工程設計中的發展趨勢

隨著這些年計算機電子技術的快速發展，CAD 技術還在加速進步，筆者總結CAD技術未來應該是向標準化、智能化、集成化、參數化、網絡化方面發展。

（一）標準化。CAD技術向標準化方面發展主要體現在數據交換格式的標準化和數據模型的標準化等幾個方面。隨著STEP 標準體系的建立、發展和完善，它的一些思想將會用作開發新一代CAD系統，所以在數據模型標準化方面未來的CAD技術應該采用STEP標準體系。

（二）智能化。未來CAD技術的發展必須采用更加智能化的特征造型和參數設計。CAD軟件將不再僅僅只給人們提供一些繪制的工具，而忽略了它內在聯系。智能化的特征造型和參數設計的引入將使得CAD軟件成為人們的好幫手。

（三）集成化。CAD技術發展的另一方面就是集成化。CAD技術集成了CAD/CAE/CAPP/CAM和很多不同領域的應用所以CAD技術不是孤立的存在的。隨著Internet技術的發展，我們的思考方向應該是如何去構造在Internet體系上的CAD/CAM集成化系統。

（四）網絡化。隨著這些年Internet 技術和電子商務的迅猛發展,CAD技術的網絡化變得越來越重要。首先，基于互聯網的CAD產品可以使得企業二維圖紙傳輸變得更加快速和高效。其次，可以使制造性企業動態的三維模型通過互聯網隨時隨地進行實時的交流和協作。這種基于網絡的協作模式能夠使企業產品的質量的到保證，企業的新產品的研制速度也會有質的提升。更重要的是能夠為企業節省成本，為企業創造更多的效益。

四 總結

隨著與CAD 技術有關的一些技術的不斷革新和人們對CAD 技術的不斷探索，CAD 技術的發展也出現了很多不同的研究方向，我們應當及時關注國際CAD工業界和計算機工業界新技術的發展動態。同時我們應當認識到未來制造業的快速發展必須要得到CAD技術的支持，CAD技術對制造業的影響會越來越大。利用新技術開發出更多更好的產品來提高我國機械制造水平，開發出更加符合我們需要的CAD軟件。