CAD在機械設計中的應用分析

嚴曉娟（武威職業學院， 甘肅 武威 733000）

CAD在機械設計中的應用分析

嚴曉娟
（武威職業學院， 甘肅 武威 733000）

在20世紀的中葉，機械設計逐漸發展起來。隨著經濟的發展和技術的進步，人們逐漸開始運用CAD技術來進行機械設計。由于我國的經濟技術水平也在不斷地提高，工業化進程不斷加深，因此CAD技術也得到了一定的重視。因此，本文將針對CAD技術在機械設計中的應用進行簡要的分析。

CAD；機械設計；應用分析

1　CAD技術的概述

CAD系統主要包括了硬件系統和軟件系統。隨著計算機技術的發展，影響著CAD技術發展的不再是硬件系統，而是CAD軟件系統及其相關的輔助模型。目前，CAD軟件主要是分為數據管理軟件、CAD應用軟件和交互式圖形顯示軟件等三種類型。由于CAD技術在近些年來不斷地得到提升，并且在許多行業當中受到了廣泛的運用。因此，我國對CAD技術也就越來越重視。早起的CAD系統的功能已經不能滿足當代社會的需求，因此CAD技術得到了不斷的完善，因此目前我國的CAD系統也就越來越智能化。

2　CAD技術在機械設計中的優勢

2.1有效縮短設備生產設計周期

CAD技術運用在機械制造業當中有著明顯的優勢，機械制造業的設計周期短，因此使用CAD系統那么就能更好地縮短各類機械期間的設計周期。因為CAD技術能比較好地將機械設計中的各零部件集合起來，并且完成各項參數的計量和設計，那么就能簡單快捷地形成一個全新的基本體結構。在產品的更新換代設計時，還可以利用過去的數據信息并進行適當變動從而快速設計出新一代產品，這樣可以大大降低不必要的時間成本。在機械設計中，能巧妙地運用CAD技術，大大降低設計工作者的工作強度，很好地提升設計的效率和生產過程的進度，因此CAD技術能有效地縮短機械設備的生產和設計的周期。

2.2CAD技術的發展前景好

隨著經濟的發展，我國的工業化發展也逐漸成熟起來，那么機械設計在未來前進趨勢是我國必須要重視的問題，CAD制圖在眾多設計行業當中運用非常廣泛，它不僅能將先進的設計理念和方式進行結合，還能提高設計的質量和水平。因此，CAD技術的發展前景是可以預見的。要是將CAD技術熟練地運用到機械設計當中，那么就能帶動著整個設計的發展，為機械制造行業未來的發展指明前進的方向。通過CAD技術設計出來的產品能夠將其性能和結構進行最大化的優化，因此CAD技術并不是簡單的重復工作。CAD技術分析機械產品的性能，便于工作人員對產品的每個部件動、靜狀態和形體的優化工作。毫無疑問，CAD技術所具有的重量計算、演示功能和宣傳資料制作等等應用功能將會在未來市場中占據重要的地位。

2.3充分利用人類的思維程序

CAD技術是對人類思維程序的充分利用，它的存在體現了設計人員的思維順序，這樣的構思能夠很好地表達為三維模型以便于工作的展開。在設計過程中，設計人員注重產品設計創新能力的培養從而設計出能夠充分發揮人們創造性的產品。

2.4保證機械產品質量

三維CAD技術的功能十分豐富，通過各種各樣的先機設計法使得產品的設計和質量都提高到了較高的水準。這種技術可以滿足工作人員對于機械產品的大小、位置、體積、慣性矩等方面進行準確的描述。通過準確的描述可以更好地體現設計者的構思和理念。

2.5虛擬零件裝配提高正確率

CAD能夠動態顯示零件裝配過程，我們能夠看到其運行狀態，一旦發現不合理的裝配時，CAD便會作出及時的提示。這樣的工作方式讓工作人員及時發現設計錯誤進行針對性的修改，這有助于產品設計正確率的提高。

3　CAD技術在機械產品設計中的應用

CAD技術在機械產品的設計過程中的應用主要包括以下三個方面：零部件與裝配圖的實體生成、模具CAD的集成制作和CAD技術多維繪圖的應用。CAD技術的發展，一定意義上打破了傳統設計的局限，并且在設計觀念上也添加了一些現代設計的元素和特點，因而能使得機械發展有著更大的進步空間。對此，以下將簡述CAD技術在機械設計中的相關應用。

（1）實體產生CAD機械產品的設計圖紙的應用主要體現在這樣幾個方面的實體方面，其應用的詳細介紹和分析，包括實體產生的地區，主要體現在實體建模方面展開。在機械產品的實體建模，通常可以使用該模型是比較常見的球體，立方體，等六個種結構。為三維實體模型的構造中，使用CAD技術只需要結合零件內部的各個部分，并劃分成不同的部位，再進行簡單的三維構造。然后用三維科學和各種布爾操作的將被接合起來，以形成相應的零件，在設計和生產的機械部件，通常都不是一個單一的模式的結構，常見的是各種模型的組合。

（2）隨著現代化科技的發展，模具CAD的集成也得到了進步。由于工業化的快速發展，機械設計領域在速度上的要求也就越來越高。目前的機械技術逐漸興起，因此傳統的設計方式明顯不能滿足目前的設計要求，而機械技術也由原來單一的普通機床發展成了多元化數控機床。因此，要是還采用以往的人工制圖方式就會拖慢整個工程的進度，因此，CAD制圖在發展和廣泛應用給機械設計帶來了很大的便利。現階段的機械產品新的發展方向已經逐漸向統一模具設計轉變，因此CAD制圖不僅提升了設計的速度，還很大程度降低了設計的成本。

（3）CAD技術的應用不僅能使得機械設計的速度得以提升，還能處理和驗算設計產品中的大量數據。在以往傳統的工作上，機械設計中的產品設計過程里數據的驗算和處理都需要花大量的時間，并且只能通過二維圖形處理，那么這也就意味著數據有可能會有誤差，因此傳統的方式早已不滿足目前工業現代化的要求。利用CAD制圖技術，能大大減少機械產品的各類數據的計算時間和計算難度，并且提高數據的準確率。通過以往的經驗上得知，在在CAD多維繪圖中，使用最多的便是以交瓦式制圖。因為它具有操作性簡便和準確性高的特點，并且能更好地轉化各基礎圖庫。

（4）CAD軟件除了能有以上的應用和優點以外，它還有一個特點，就是能優化現代機械零件、分析零件壽命和強度等。那么就能有效地解決在設計過程中遇到的關于機械零件的問題。例如結構的合理性和材料強度的合理性等。CAD軟件在機械設計上的應用不僅能有效地節省成本和時間，還能查漏補缺，進而CAD的發展也能帶動著整個機械設計的發展。

（5）除此之外，CAD技術在機械設計中的的優點還在于圖形及符號庫。因為機械設計當中的部分設計圖形相對比較復雜，要是按照以往的人工手動畫圖的話，不僅耗費時間長，還極大地消耗了設計師的精力。尤其是機械設計的圖形數量多，種類繁雜，那么在設計過程中就需要眾多的人力物力。但是使用了CAD軟件，不僅能隨意地切換圖形，還能將一些復雜的圖形分解，然后進行不同的結合。這樣不僅大大地節省了設計的時間，還能不斷地嘗試新的設計，并對比之后，采取最佳的方案和編輯，這樣就能為圖形設計工作的開展創造出最便利的條件。而且在實際過程中，CAD技術能解決實際中出現的最為普遍的問題，例如有限元分析、優化設計以及動力學分析等。那么也能給工程節省許多時間，能給設計師提供很大的便利，使得整個工程的工期縮短，也能一定程度上降低工程的資金。

4　結語

近年來，隨著社會的不斷發展，工業化也得到了不斷的發展。要想滿足現代工業化的要求，就應該不斷地把技術“更新換代”。隨著CAD技術的廣泛應用，機械設計行業也要重視CAD軟件的發展和應用。在各大科學技術的影響下，CAD發展前景是可以預見的，那么機械設計在發展的過程中，不斷地更新技術，并應用CAD軟件，那么才能有更好的發展前景并且展望更好的未來。還能一定程度上加快工程的工期，減少工程的資金，提高工程的質量和實用性，為設計師提供更好的便利。

[1] 王維.三維CAD技術在機械設計中的應用探討[J].化工設計通訊，2016(01).

[2] 沈麗.試論機械設計中三維CAD技術的應用[J].科技展望，2016(12).

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Application of CAD in mechanical design

TQ323.5

1009-797X(2016)14-0040-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.14.013

嚴曉娟（1991-），女，本科，助教，主要從事機械材料方面的研究。

2016-06-11