機械制造應用CAD技術設計發展的研究

何飛翔

【摘 要】文章在談論機械設計行業發展特點的基礎之上，分析了機械制造應用CAD技術的設計發展，對機械制造應用CAD技術設計發展的研究主要是從設計原理以及在制造行業中的發揮的作用等方面做了詳細的論述，旨在促進機械設計水平的提高。

【關鍵詞】機械設計行業；CAD技術；機械設計；發展研究

機械行業的發展離不開制造技術的支持，而制造技術的發展與進步離不開先進計算機設計軟件的支持，CAD作為一項全新的計算機輔助設計軟件，被廣泛應用于機械制造行業，用于先進機械制造技術的設計與開發，并且效果顯著，極大的提高了機械設計的水平。【1】基于此，下文首先簡要分析了CAD技術在機械制造中起到的作用，其次著重探討了CAD技術下的機械制造技術的發展問題。

一、CAD技術在機械設計中的作用

CAD是一種計算機輔助設計軟件，使用三維CAD設計出的立體圖非常的形象且直觀易懂，能極大的降低機械設計的難度，并拓寬機械設計的廣度，推進了機械設計的速度，提升了機械設計的效率以及質量，且設計出的機械產品更符合現代制造業的生產要求，因此被廣泛的應用于機械技術的設計中。下文就該先進的計算機輔助設計軟件在機械技術設計中的具體作用進行簡要的分析。

（一）提升機械設計效率。眾所周知，機械設計存在一個周期性的設計規律，并且設計技術對設計周期的長短有著重要的影響，CAD設計技術是一種三維的設計技術，因此能夠滿足立體設計的需求，能夠將設計圖立體化，立體化的圖形更易于理解，因此也就在無形中將復雜的設計簡單化了，進而達到縮短設計周期的目的【2】。其次，在機械技術的設計中經常會遇到一些較為復雜的集合造型，平面設計軟件或者說設計計算不能清楚剖析出這些復雜造型的內部結構，因此設計的難度較大，所需時間較長，效率也不高，利用三維的CAD機械設計，可以通過相關的幾何實體運算功能，剖析出造型的實體圖，并自動生成截交線與相貫線，能有效解決設計中遇到的復雜造型，縮短設計周期，提高設計效率。

（二）提升機械設計質量。機械設計的科技含量對機械設計的質量有著決定性的影響，在機械制造技術以及產品的設計中融入信息技術，已經成為機械設計的一個全新的發展方向，而且事實證明，也只有在機械設計中將信息技術有機結合起來，機械產品的質量才能得到有效的保證【3】。三維CAD設計是一種先進的計算機輔助設計軟件，在機械產品的設計中將三維CAD技術與CIMS有機結合起來，能夠讓機械產品的設計大為提升，在先進技術的支持下，機械設計產品也會有多方面的發展，并且CAD技術本身就有一系列先進的設計手段，例如有限元受力分析功能，因此三維CAD技術應用到機械設計中，能夠大大提升機械技術預計產品的科技含量，提升機械產品的設計質量。

（三）提升零件設計的靈活性。在機械制造中，生產設備以及控制設備的某一元件出現故障是經常會遇到的事情，因此在進行機械產品的設計時，就應該將機械元件的維修修正做充分的考慮，在傳統的設計技術下，設計出的機械元件非常的復雜，零件的配置環境也較為復雜，因此當機器中某一零件出現運行故障時，維修起來非常困難。在三維CAD技術下，設計出的機械零件能夠有效解決配備失敗的問題，三維CAD軟件可以在機械零件中配置資源查找器，通過資源查找器，可以對零件的運行狀態以及任務的完成情況今進行實時監控，如果零件出現問題需要修改，直接點擊查找器中的修正指令就可以完成，也可以根據零件在機械中的位置以及具體的形狀設計出新的零件，因此零件更換與修改的靈活性非常的高。

二、機械制造應用CAD技術設計發展分析

（一）自動化、智能化的發展方向

CAD技術是一種計算機輔助設計技術，因此計算技術的發展對CAD技術的影響很大，當代先進的計算機技術中含有許多智能化的科技與功能，例如聯想啟發、專家技術、知識工程等智能化的技術，因此CAD技術也勢必會朝著智能化與自動化的方向發展，將計算機學科領域中富有智能化與自動化的學科與技術應用到機械設計CAD系統中去，使其建立在先進的控制理論與成熟的人工智能技術之上，能夠實現CAD技術的智能化與自動化發展【4】。并且在經過一段時間的應用與發展之后，三維CAD技術已經得到了很大的完善，計算機硬件設備也更加的先進，滿足計算機技術的智能化需求，因此在三維CAD技術輔助設計功能的基礎之上，將現代先進的智能化科技融入到CAD技術中去，能夠讓三維CAD 系統的智能化與自動化水平有一個很大的提升，讓三維CAD系統具備專業的學習與分析的能力，能夠自動的完成一些數據的分析與命令的執行等智能化的行為，讓其的行為具備人的意識，例如使其具備一定的思維邏輯，能夠完成一定的推斷與推理，就某些設計行為以及設計理論進行自主的決策，極大提升設計的效率與質量。但是在展望三維CAD技術朝著智能化方向發展的同時，我們應該注意到，三維CAD系統的一切智能化行為都是建立在人類思維的基礎上，因此它不可能超越人的思想與行為，而只能滿足機械設計的智能化需求。

（二）朝著集約化的方向發展

三維CAD技術并不是一項獨立發展的技術，它的發展是建立在計算機技術之上，并通過先進的計算機硬件設備才能完成它的輔助設計的行為，因此隨著網絡技術、計算機技術以及圖形、數據庫等多個學科領域技術的不斷發展，三維CAD技術勢必會朝著集約化的方向發展，或者說集成化的發展方向是三維CAD技術發展的必然選擇【5】。具體表現為：首先，隨著CAD技術的不斷發展，它會不斷的與一些先進的設計系統尋求一致性與統一性，例如MIS系統、MRP系統等，并且隨著網絡科技的飛速發展，這些系統之間的聯系只會越來越緊密，在多種計算機設計系統統一的基礎上，各種機械設計的設想都會成為現實。其次，三維CAD技術還能夠與計算機中的一些編程軟件有機結合，進而使得所生成的3D圖形的精準度得到很大的提高，例如與XML等軟件編程的集合之后，就能對復雜的幾何數據進行壓縮，進而有效解決異構平臺問題。

三、結語

總而言之，CAD技術在機械制造設計中的應用極大的提高了設計的質量與效率，隨著計算機技術與網絡技術的發展，CAD技術勢必會朝著智能化與集成化的方向發展。