CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計中的發(fā)展與應(yīng)用

潘虹

摘要：隨著科技的快速發(fā)展，越來越多新奇先進(jìn)的技術(shù)先后被開發(fā)出來方便人類的生活，最近CAD技術(shù)的研發(fā)正處浪潮，在機械工程的應(yīng)用上越發(fā)廣泛，極大的提高了機械工程的發(fā)展需求和工作效率，有助于機械工程圖稿設(shè)計，設(shè)計模型等質(zhì)量的提高。本文主要描述CAD技術(shù)和在機械工程的具體應(yīng)用并展開討論。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);機械工程;設(shè)計應(yīng)用

社會逐漸走進(jìn)信息化時代，計算機的發(fā)展空前高漲，其他專業(yè)隨著發(fā)展也引用了計算機技術(shù)，其中機械行業(yè)在使用CAD技術(shù)上得到相當(dāng)大的提高，該技術(shù)可用于對圖像、數(shù)據(jù)等信息的處理和設(shè)計，應(yīng)用范圍十分廣泛，是一種高效的計算機技術(shù)，彌補了機械工程設(shè)計上的不足，為其在今后的發(fā)展帶來巨大收益。

一、CAD技術(shù)和機械工程設(shè)計的含義

（一）CAD技術(shù)

如今CAD技術(shù)應(yīng)用的范圍十分廣泛，如航空航天領(lǐng)域、電子商業(yè)產(chǎn)品的制造、機械工程設(shè)計制造和智能化現(xiàn)代技術(shù)虛擬化等范圍都有涉及，它是計算機技術(shù)中的輔助技術(shù)，用來輔助圖像設(shè)計、數(shù)據(jù)處理和機械制造等專業(yè)領(lǐng)域，通過設(shè)計軟件和編寫代碼來實現(xiàn)操作。CAD技術(shù)的成熟度不斷提高，主含有三種功能模塊：一是工業(yè)設(shè)計功能。根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來選擇工業(yè)材料，數(shù)量定額和設(shè)計方案。二是二維繪圖。這是設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使用繪圖工具根據(jù)機械的產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)構(gòu)來設(shè)計方案，繪制部件，通過減少手繪時間來提高效率。三是對數(shù)據(jù)處理的功能，稱為PDM。繪制圖表都要有數(shù)據(jù)支持，保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全是非常重要的，通過該方法加密代碼進(jìn)而保護信息安全。

（二）機械工程設(shè)計

機械工程設(shè)計就是按照客戶訴求，根據(jù)產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)框架原理，采用符合規(guī)格大小的部件進(jìn)行設(shè)計和組裝的過程。傳統(tǒng)圖紙的設(shè)計過程復(fù)雜且消耗時間，降低工作員工的工作效率，且對機械要求的精準(zhǔn)度和細(xì)節(jié)處理非常高，需要用更高技術(shù)來提升設(shè)計水平，提高設(shè)計效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

二、利用CAD技術(shù)的優(yōu)勢

（一）提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量和速度

隨著CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的人學(xué)習(xí)該技術(shù)并運用到各行各業(yè)的工作中。CAD技術(shù)擁有更精準(zhǔn)的計算能力以及快速的設(shè)計能力，精通利用各個部件的規(guī)格屬性去設(shè)計相對應(yīng)的模型作品，并且很好的使用

二、三維立體圖像模擬技術(shù)，快速的模擬出設(shè)計產(chǎn)品，更大程度的滿足客戶的要求，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

除此之外，該技術(shù)可以提高設(shè)計人員的工作效率，節(jié)約在設(shè)計產(chǎn)品上耗費的時間，傳統(tǒng)的機械設(shè)計會因為誤差導(dǎo)致設(shè)計上的失誤或質(zhì)量低于預(yù)期，但輔助技術(shù)的加入讓這種現(xiàn)象大大減少，機械工程的各個數(shù)值參數(shù)都可以精準(zhǔn)的計算出來，并利用技術(shù)快速的在圖紙中繪出，并在三維立體圖像中真實的虛擬出現(xiàn)實狀態(tài)，縮短預(yù)期，提高設(shè)計的效率。

（二）有助于機械工程的快速發(fā)展

現(xiàn)如今CAD技術(shù)逐漸成熟，不斷朝著標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和集成化的方向發(fā)展，不光在技術(shù)上提升效率，對人員素質(zhì)也給予了很大的幫助。它打破人們的常規(guī)的思維習(xí)慣，鍛煉新的邏輯方式，解放思想和減少工作量，為了方便很多人去學(xué)習(xí)CAD技術(shù)，盡量讓其模式規(guī)整統(tǒng)一，這也就導(dǎo)致CAD技術(shù)越來越成熟，朝著標(biāo)準(zhǔn)化的方向逐步完善。智能化的發(fā)展增加了技術(shù)上的實效性，更符合設(shè)計人員的思維設(shè)計，貼合實踐生活，緩解設(shè)計和生活應(yīng)用之間的嚴(yán)重脫節(jié)。虛擬化可以理解為3D模擬實體，在建筑設(shè)計中更方便快捷的看到設(shè)計圖以及設(shè)計的現(xiàn)實模型。網(wǎng)絡(luò)化的快速發(fā)展提高企業(yè)設(shè)計、工程建設(shè)的工作效率，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計圖紙到施工現(xiàn)場能節(jié)省傳輸時間，而立體模型展示以及數(shù)據(jù)的具體分析節(jié)省講解時間，大大提高建筑效率，減少工作成本。正是這些共同的發(fā)展，集成優(yōu)化，從而對機械工程設(shè)計的前景有很大的發(fā)展。

三、CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計上的應(yīng)用

（一）CAD技術(shù)應(yīng)用于機械工程建模

建模是檢驗機械產(chǎn)品是否符合國家相關(guān)指標(biāo)的關(guān)鍵因素，常見模型有線框、表面和實體三種模型，該環(huán)節(jié)是機械工程設(shè)計中關(guān)鍵的一部分。CAD技術(shù)在建模中起到的作用是減少操作人員工作量，提高工作效率。傳統(tǒng)建模先畫圖紙，且在實際繪圖前要搜集數(shù)據(jù)、整理資料，確定設(shè)計方案和參數(shù)，在不斷繪畫中做好變量化設(shè)計，注意參數(shù)變化，而使用CAD技術(shù)可自動建模，根據(jù)分析用戶要求的產(chǎn)品功能和模型尺寸，各個零部件的規(guī)格和屬性，通過計算比例和參數(shù)調(diào)整進(jìn)而建立虛擬模型，更快的實體化出樣本展現(xiàn)產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，且極大的減少誤差，提高計算的精確度，加強產(chǎn)品質(zhì)量且加快工作效率。

（二）CAD技術(shù)應(yīng)用于機械工程繪圖

設(shè)計最重要的工作就是繪圖，筆繪雖更考驗技術(shù)員對機械理論和設(shè)計的能力，但消耗的時間和繪制的誤差率也是相當(dāng)大的，因此用CAD技術(shù)繪圖已是不可扭轉(zhuǎn)的使用現(xiàn)狀。最早應(yīng)用CAD技術(shù)的就是繪圖，圖像處理、編輯、交互等一系列操作都通過CAD來完成，只要求技術(shù)人員會操作相關(guān)工具，就能輕松快捷的繪制出所需圖紙，這樣設(shè)計出來的圖紙方便保存和修改，準(zhǔn)確率和精確度都有很大幅度的提高，還減輕繪圖人員的工作量，提高繪圖速度，縮短設(shè)計時間，減緩預(yù)期從而降低成本。

（三）CAD技術(shù)的智能應(yīng)用

除了上述這些明顯的應(yīng)用之外，還有一些智能應(yīng)用，不光對圖紙、建模有幫助，對架構(gòu)、設(shè)備和工程這些也有要求，實現(xiàn)有限元分析軟件的對接，也就是導(dǎo)入零件模型進(jìn)行力分析，從而驗證各個零件是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，是否滿足實踐產(chǎn)品的需求，根據(jù)分析的結(jié)果優(yōu)化框架結(jié)構(gòu)，及時減少損失，實現(xiàn)智能和CAD的結(jié)合，在設(shè)計復(fù)雜產(chǎn)品時會產(chǎn)生一定優(yōu)勢，也提高了工作人員的專業(yè)水平，從而推動機械技術(shù)設(shè)計往高端的方向發(fā)展。

四、小結(jié)

綜合以上分析發(fā)現(xiàn)CAD技術(shù)的加入對工程設(shè)計的發(fā)展提供很大幫助，設(shè)計出的產(chǎn)品質(zhì)量也得到提高。在應(yīng)用中要結(jié)合實際產(chǎn)品需求，重視技術(shù)在操作中所出現(xiàn)的問題，不斷進(jìn)行改進(jìn)，從而優(yōu)化CAD技術(shù)。CAD技術(shù)打破傳統(tǒng)束縛，拓寬員工思維，減少工作量，已經(jīng)成為機械設(shè)計里不可或缺的一部分了。

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