CAD技術在機械工程設計的應用探索

潘曉慶

摘 要：隨著我國經濟的不斷發展和科技的進步，計算機輔助設計也得到了進步和完善，逐步替代傳統的機械工程設計方法，在工程設計領域中不斷深入發展，對工程設計的重大突破和發展起到了重要的作用。為了使CAD技術能夠在機械工程設計中起到更大的作用，要求設計人員熟練掌握CAD技術，不斷改進完善CAD技術在工程設計中的應用。本研究主要介紹了CAD技術在工程設計提升到全新水平方面所發揮的作用，對CAD技術的基本組成及其發展做出相應的介紹，并對CAD技術的在工程設計上的應用做深度的研究，讓CAD技術發揮更大的作用，促進CAD技術的發展和深化。

關鍵詞：CAD技術；機械工程設計；應用探索

通過長時間的實踐，CAD技術在機械工程設計中發揮的作用得到了越來越大的體現，它能夠提高工程設計效率和精確度、操作方便容易掌握、便于管理和儲存，眾多的優點使CAD技術在機械工程設計中占據非常重要的地位，已經成為不可或缺的一項技術。CAD技術在機械制造、工程建筑、零件加工、航空航天等重要工業領域方面得到了廣泛的應用，為這些領域的技術發展和經濟的進步帶來了巨大的進步，有利于減少設計人員的工作難度，提高設計人員的創新思維，提高創造能力。要繼續CAD技術的發展，擴大在各領域范圍中的應用水平，改變傳統的設計模式，為機械工程設計領域注入新動力，采用新方法、新技術進行設計，促進我國國民經濟的發展和科學科技的進步。

1 CAD技術的基本組成和發展概況

1.1 CAD技術的概念和組成

CAD，即計算機輔助設計，它是利用先進的計算機計算和圖形處理技術，根據設計者的設計創造對工程進行設計和分析，來完成要實現的目的和得到要設計的成果，是一門新興的、與計算機和工程設計技術相結合的、能提高工作效率和精準度的學科。CAD技術由硬件部分和軟件部分組成，硬件系統是支持CAD發揮功用進行運作的物質支持，CAD技術的運用建立在硬件系統之上。軟件系統則是CAD技術的核心，它決定了CAD技術所具有的功能，軟件部分越完善先進，CAD能夠發揮的功用就更加強大。CAD技術能夠以計算機圖形處理能力、產品造型技術、參數設計原理等為基礎，實現設計、生產、管理一體化。同時CAD能將復雜的問題較簡便的呈現出來，一些模糊的問題能夠通過圖示的分析研究做到可視化，從而減少問題的困難度，便于更好的理解，不僅能夠解決問題，還能大大節省實驗步驟和時間，提高經濟效益，對試驗過程進行良好的控制。CAD繪圖不同于傳統的繪圖方式，用CAD繪圖更快捷，繪畫結果更準確，能夠進行剖面填充、尺寸標注、圖像編輯、調用圖塊等用途，功能十分強大。CAD技術能夠滿足現今社會，快速發展的科學技術對高科技產品提出的高要求，能夠實現產品的高質量和高效率，達到快速更新換代的要求，在應用領域中得到不斷的推廣和產生新的延伸與分支。

1.2 CAD技術的特點

在CAD技術出現以前，機械工程設計方法局限在傳統的設計方法上，機械設計技術的發展和完善十分緩慢，傳統的設計方法對設計人員技術要求較高，需要具有豐富的經驗，結合靜態分析和近似計算的方法，設計過程中，不可避免的會出現誤差，設計進程緩慢，設計結果也差強人意，不利于機械工程設計技術的發展，使企業難以在激烈的競爭中脫穎而出。CAD技術的出現，提高了設計效率，解放了設計人員勞動力，可以方便快捷的實現設計者創造性思維和設計結果的輕松轉換，大大發揮了設計人員的創新思維，降低了設計工作強度，能夠將復雜的設計分析過程簡單化，利用計算機強大的計算能力完成任務。CAD技術適應能力強，應用范圍廣泛，在不斷的發展和完善過程中，應用范圍也在不再擴大。發展到現在，CAD技術的內容得到了不斷地豐富和更新，功能不斷強化，為了適應廣大用戶的使用需求，未來CAD技術必然會向著標準化、集成化和智能化的方向發展。CAD技術對其他很多軟件不具有兼容性，只適用于特定區域和一定數量的用戶人群，這種限制對行業內部間的相互學習發展帶來了極大的障礙，要對數據模型標準化，提高CAD技術的適用能力，促進行業內的自由交流，從而有利于機械工程設計行業的蓬勃發展。CAD技術更加智能化，能夠從更多方面將設計人員從傳統的設計方法中解脫出來，使設計人員能夠自由發散思維，促進技術產品的創新和發展。

1.3 CAD技術在機械工程設計中發揮的作用

CAD技術在我國的機械制造行業建設中起著重要的作用，作為一項新興的計算機設計技術，在我國的設計行業中得到了充分的使用，促進了我國機械制造行業的建設和發展。建模是機械工程設計中的核心內容，在CAD技術中的機械建模功能能夠建立線框模型、表面模型和實體模型，這三種常見的三維建模相較于傳統的二維建模體系具有更加直觀、立體的將模型展示出來，能夠實現參數化變量化。尤其在繪制復雜的零件模型時，CAD技術的建模功能給機械工程設計人員提供了一個簡便、解放思維能力的平臺，能夠輕松的將復雜的模型快捷靈活的建立起來。在CAD技術的應用情況下，零件的設計變得更加靈活、真實，能夠更好的滿足運用中實現的功能。CAD技術能夠降低傳統的設計方法所帶來的誤差，降低設計時的操作難度，減少設計所需的時間，也極大的提高了零部件設計的成功率，給我國帶來了巨大的經濟效益。

2 CAD在機械工程設計方面的應用

2.1 簡化繪制裝配零件圖的程序

CAD技術在機械工程設計中最基礎的功能就是進行計算機輔助繪圖，相對于傳統的由設計人員手工進行繪圖，不僅容易產生誤差，不直觀、不準確，也延長了工程設計的工作周期，CAD制圖則改進了這些缺點，通過常見的三種三維建模方式，不僅可以高精度的將設計人員要設計的零件圖繪制出來，而且可以通過連接打印機直接打印投入生產，極大的縮短了工作時長，簡化了繪制裝配零件圖的程序，能夠提供每一個零部件的實際位置，實現零部件的精確裝配，提高了機械工程設計的繪圖質量和效率。

2.2 CAD提高設計精確度，提高設計質量

CAD技術利用其強大的計算機計算能力和圖形處理技術，從根本上改變了機械零件設計的質量，提高了零部件制造時的成功率，與傳統的設計理念有著質的飛躍，提高了零件設計的質量。由于CAD技術的發展，現代機械零件的生產，是模型和零件在很大程度上能夠統一，從而極大程度上保證了機械設計產品的質量。CAD技術先進與傳統的機械設計方法還體現在解放了設計人員的創新思維。傳統的機械設計方法注重的是實踐能力，這就限制了人們的創新思維，很多有創新性的想法無法得到技術支持和實現，而CAD技術的運用，可以輕松的將設計人員的具有新意、創造性的產品以立體直觀的形式展現出來，這就有助于設計人員找出零件設計不足和缺陷的地方，及時做出改正，提高零件制造的成功率。

2.3 促進CAD/CAM模具制造

CAD技術的不斷發展，使得機械產品的制造生產過程更加集中化，將普通的機床逐步轉變為數控機床，機械設計技術逐步趨向于信息化。CAD/CAM集成技術為零件設計和實際生產過程中提供了橋梁，可以避免傳統的操作方式中操作混亂、繁瑣的缺點，能夠實現模型的數字化、集成化。

3 結語

二十一世紀，經濟在發展，科技在進步。信息化、自動化、智能化已成為世界發展的主要趨勢，CAD技術的產生和發展就是順應這種趨勢的產物，在機械工程設計方面起到了十分重要的作用。要提高我國的制造業發展水平，充分掌握和運用CAD技術進行機械的制造是必要的過程，在此過程中，也要培養設計人員的創新能力，樹立創新意識，這將成為提高我國在機械制造行業競爭力的制勝武器。

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