CAD在機械設計中的應用現狀與發展趨勢

摘 要：目前，機械設計領域已經廣泛應用到計算機技術，這大大提高了機械設計的自動化、智能化程度，也克服了機械設計以及制造中設計重復問題，盡可能減少資源浪費。本文主要分析了機械設計應用CAD的優勢及其應用現狀，最后說明了CAD在機械設計中的應用趨勢。

關鍵詞：機械設計；CAD；應用優勢；應用現狀；發展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.117

CAD技術是近年來應用極為廣泛的計算機軟件之一，是一種計算機輔助設計。機械設計行業如果想要在激烈的市場競爭中取得長足發展，不僅需要提高機械產品設計效果，同時也要提高機械產品的生產質量。為了將CAD技術優勢充分發揮出來，有效結合CAD技術和機械設計和生產，非常有必要研究CAD在機械設計中的應用現狀及發展趨勢。

1 機械設計中應用CAD技術的優勢

1.1 縮短機械設計周期

機械產品設計的整個程序比較繁瑣，每個機械零部件結構并不整齊，造型結構比較復雜。機械設計中的機械圖形較為復雜，但是通過計算機輔助設計可以加工、組合機械圖形，并且經過分析以及處理后就可以設計出符合要求機械設計要求的機械圖形。其次，CAD應用于機械設計可以自動產生截交線，一方面可縮短機械設計周期，另一方面也可以為機械設計提供盡可能多的時間。另外，采用CAD技術可以測試機械機設計產品性能，而且可以通過系統數據庫信息修正產品設計數據，進而提高機械產品設計質量。

1.2 提高機械產品的科技含量

隨著市場經濟的飛速發展，機械設計領域面臨的競爭形勢日益嚴峻，有效應用CAD技術可大大提高機械設計產品的科技含量，技術優勢會更突出，提高其市場競爭力。機械設計中應用CAD技術可大大提高機械設計產品品質，也可通過CIMS等計算機技術不斷優化機械設計技術，確保機械產品設計質量。

2 機械設計中應用CAD技術的現狀

我國的CAD技術起步相對比較晚，在我國只有幾十年的發展歷程，但是已經得到了廣泛關注和重視，特別是機械設計領域已經優化了產品設計方案，大大縮短了機械設計周期，提高了機械產品設計質量。CAD系統中主要包括支撐軟件、應用軟件兩大部分，其中系統的核心主要就是應用軟件，高華CAD、PICAD（我國自主研發）、AutoCAD（由美國AutoDed公司開發）等都是較為常用的CAD軟件。機械設計中應用AutoCAD技術可以提高機械制圖的專業化程度，便于設計人員更好的交流、溝通。具體的應用主要體現在以下幾個方面：

2.1 三維CAD技術具有廣泛的應用前景

現代機械制造領域中應用CAD技術是一個很大的進步，立足于計算機技術建立的開發平臺可以為CAD技術應用提供廣闊的空間?？v觀當前的機械制造領域應用計算機技術的現狀分析，應用比較多的仍然是基于二維設計的CAD技術，并且大部分都是簡單的繪圖中才會應用軟件，并非三維結構設計。近年來，科學技術的飛速發展更加突出了機械設計中應用三維CAD技術的優勢。現階段，CAD技術三維軟件開發商大部分是以國外廠商為主，因此國內CAD軟件只有通過全面優質的服務才可以取得較高的競爭優勢。三維CAD技術應該在普及售前，本地化售后服務的前提下不斷延伸，因此三維CAD技術應該在我國國內市場具有很好的發展前景。

2.2 有利于生成產品實體

利用CAD技術可以實現實體模型、表面模型、線框模型等幾種三維建模，目前很多CAD軟件具有建模作用的話都有相應的具有建模作用的技術體系，簡單的機械產品零件也可以分析整個產品結構，進而模擬三維實體造型，然后通過模型測試以及模型計算就可以生成達到機械設計要求的實體產品。實際應用的過程中，第一步先要分析零件的輪廓要素以及零件幾何結構，然后再以此為依據建立三維模型，全面旋轉基本體后根據需要的位置裝配每個零件的實體造型。

3 機械設計應用CAD的未來趨勢

3.1 集成化發展

集成化應該是CAD技術的未來發展趨勢，CAD技術不只是一種單獨的技術，會涉及到諸多方面內容，包括網絡、圍設備、計算機軟硬件、圖形學以及數據庫等，同時也集成了管理信息系統、計算機輔助工藝流程規劃以及計算機輔助制造等多個系統。高效整合這些技術必須依賴計算機網絡技術。利用計算機網絡技術集成CAD技術應該是技術發展相關領域的研究熱點。特別是隨著全球經濟一體化的不斷發展，越來越多的人開始關注基于WEB、基于網絡的協同設計制造系統、異地設計制造等。有機結合CAM、CAD可充分體現CAD在機械設計的應用成果，實現自動化機械設計。CAD集成化技術可以建立一個快速、完整的機械產品開發及設計系統，規?；a機械產品，這樣有利于大大增強機械制造企業的競爭力。

3.2 智能化發展

應用CAD技術的過程中必須人員的相互操作才可以完成，因此比較依賴設計師的操作。但是因為人為因素會導致機械設計中極易出現各種各樣的誤差，也會在一定程度上影響機械設計的科學性。因此，未來CAD技術一定要朝著智能化的方向發展，而且應該積極引進專家指導系統以及人工智能系統為CAD技術發展提供強硬的技術支持。實際應用過程中，人工智能系統可以根據機械產品設計需求判斷、推理相關的數據，同時做出最合理、科學的決策，為機械產品設計提供全面、真實的數據基礎。

綜上所述，集成化、智能化已經成為CAD技術未來發展的必然趨勢，通過多年的發展，CAD技術在我國國內市場已經有了一定發展，然而在實際應用中也會存在各種各樣的問題，在一定程度上影響機械設計質量。因此，我們應該進一步深入研究機械設計中的CAD技術，不斷優化CAD技術，更加充分的發揮其在機械設計中的作用。

參考文獻：

[1]史越，李文博.三維 CAD 技術在機械設計中的應用探究[J].（優先出版），電子測試，2013，12（27）：17-18.

作者簡介：付興娥（1983-），女，河北衡水人，碩士，講師，研究方向：機械設計。