CAD技術機械工程設計中的發展與應用研究

王雪松+張堃

摘 要：隨著信息技術的不斷進步，機械工程成為了推動時代發展的主要動力之一，有效的解放了生產力，得到了社會的廣泛認可。而目前，機械工程的設計不僅影響到機械工程的制造及其自動化發展，更有效地帶動力其他領域的產業發展，尤其是在信息技術不斷提高的21世紀中，有效地利用信息技術，并將其融入到機械設計中，將機械化與計算機技術相結合起來，是目前提高機械自動化的效率的重要手段。為此，本文主要從目前機械設計中的計算機技術的發展與應用概況出發，探究計算機技術在機械設計制造中的重要作用，以提高二者結合的效率，充分發揮計算機在機械設計中的價值。

關鍵詞：機械設計；計算機技術；發展與應用

隨著生活生產節奏不斷加快，計算機技術的不斷發展，智能化成為了時代的主題 這也使得各個領域中的勞動力得到了解放，且有效提高了工作效率。例如在機械工程的設計中，計算機輔助設計（CAD）的出現就有效提高了設計的效率和質量，使得計算機輔助設計（CAD）開始逐漸替代傳統的機械設計方法。而研究表明，在機械設計制造及其自動化中，融入計算機技術能有效提高機械設計制造及自動化的效率[1]。采用計算機技術進行設計，不僅能直觀地呈現出設計概念，使得設計者能夠直觀地、清晰地發現其中的問題，更好地完善相應的設計環節，可見，掌握CAD技術已經成為現代機械科研人員必備的專業素質。

1 CAD技術的內涵及其在機械工程設計的發展方向

CAD即Computer Aided Design（計算機輔助設計）的英文簡稱。隨著時代的不斷發展，CAD技術的出現滿足了機械化生產中高精準度的需求，尤其是其強大的繪圖處理能力和精確快速的計算能力更是在機械工程設計中體現的淋漓盡致。機械設計出現在上個世紀中，但一直以來，其發展進程都非常慢。而CAD技術的出現，大大推動了機械設計的發展進程。

相比較于傳統的機械設計方法，主要采用的是以經驗設計，人工勞動為主的設計方法，不僅設計周期長，而且設計的結果也不夠精準。為有效應對激烈的市場競爭CAD技術開始出現在人們的視野。近年來，隨著計算機技術的不斷進步，CAD技術也得到了不斷的豐富。為了能夠更好地滿足社會的需求，CAD技術必然 向著標準化、集成化和智能化的方向。

（1）標準化。目前CAD軟件使用比較多的還是AutoCAD、Pro/Engineer、Unigraphics NX、solidworks、inventor等[2]。而這些軟件都是與其他軟件所不兼容的，這在很大程度上限制了行業內部的交流與信息共享。所以，子啊未來的發展過程中，CAD技術還需要不斷朝著標準化的方向發展，以減少不同軟件中的差距，實現資源的共享。

（2）集成化。隨著數控加工等技術的不斷發展，單純的計算機輔助設計已經不能滿足信息化時代的發展要求。為此，只有加強CAD技術的集成化，才能有效加強CAD技術與工程分析、工藝分析和設計以及產品制造之間的鏈接，也就是所謂的CAD/CAPP/CAM/CAE的集成。

（3）智能化。智能化是有效解放勞動力的重要形式，CAD技術的出現，能更加精準地把握設計的精準度，有效地將設計人員從繁瑣的傳統設計中解放出來。例如在產品的模型設計中，可以采用特征造型和參數設計的方式來發散設計人員的思維，而不局限于內在的聯系。

2計算機輔助設計在機械設計制造中的實際應用情況

2.1 符號圖形的應用

符號的不規范在很大程度上影響了設計產品的質量，不同設計人員的設計意識不一樣，其所使用的同一符號也可能存在不同的意思，這無形之中就給設計人員與制造人員之間帶來更更大的溝通問題，導致制造人員在參考設計圖紙進行機械的制造時，常常難以理解設計者所表達的含義。符號作為機械設計的語言，為有效規范機械設計的統一性，相關設計部門針對機械設計的符號制訂了明確的規定，以便于形成一個統一的、規范的制定守則，而機械產品的設計圖紙則必須嚴格遵循相應的設計規定，相關部件的出現必須工程師在設計某一個機械產品時，需要利用相對應的符號或者是圖形來替代產品中的相關部件，以規范設計圖紙[3]。這一規定在一定程度上能夠統一規范設計圖紙，結合計算機技術還能夠通過計算機的表格來統一對這些符號圖形進行編號，使得符號圖形與數字之間能夠聯系起來，方便制造人員準確理解設計圖紙，進而準確進行零件的制作，從而制造零件與圖紙不符的情況。

2.2 設計三維模型圖

傳統的機械設計工作主要依靠的是平面上的手工紙質設計來完成，不僅勞動力需求大，對設計者的精力和技術也有著較高的要求。此外，傳統設計工藝出來的設計成果都是二維圖，這種形式的圖紙想要描述出一個部件就必須要使用多張圖紙來共同表示，不僅設計繁雜，且不利于理解，使得設計者與制造者之間的距離進一步拉大，大大增加了設計部門和制造部門的工作量[4]。而現代的機械設計融入到了計算機技術，能夠通過計算機技術將設計成果多維化展示，不僅方便工程師設計的工作，簡化設計操作，同時還能直觀地展示設計師所想要表達的設計理念和設計目的。與此同時，這種三維的設計模型圖直觀地將設計成果展示出來，還能有助于工程師快速的發現設計中存在的問題，進而能夠有效提高機械設計工作效率。

3 結語

時代的不斷發展催生了智能化信息技術，也使得計算機技術有效解放了生產力，對于社會的各個領域而已都是一個非常大的幫助。為此，計算機技術的發展收到了社會的廣泛關注。而為了進一步推動機械化生產發展，就必須把握時代發展的方向，加強對計算機技術的應用，才能有效提高機械化生產的質量和效率。

參考文獻

[1]陳宇.CAD在機械設計中的應用現狀與發展趨勢[J].電子測試.2015 （06）：133-134.

[2]李麗，王輝.CAD在機械設計中的應用現狀與發展趨勢[J].中國高新技術企業.2014（26）：5-6. [3]陳良.CAD/CAE技術在機械設計中的應用[J].有色設備.2013（04）： 36-38.

[4]端木鍍洋.淺析現代制圖技術下CAD的發展與應用前景[J].網絡導報在線教育，2011（3）：48.

[5]盛國亮，孫曉亮，張真.機械設計制造及其自動化的應用研究[J].硅谷，2015，03：101-102.