CAD技術在機械工程設計中的發展與應用

潘虹

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

關鍵詞：CAD技術;機械工程;設計應用

社會逐漸走進信息化時代，計算機的發展空前高漲，其他專業隨著發展也引用了計算機技術，其中機械行業在使用CAD技術上得到相當大的提高，該技術可用于對圖像、數據等信息的處理和設計，應用范圍十分廣泛，是一種高效的計算機技術，彌補了機械工程設計上的不足，為其在今后的發展帶來巨大收益。

一、CAD技術和機械工程設計的含義

（一）CAD技術

如今CAD技術應用的范圍十分廣泛，如航空航天領域、電子商業產品的制造、機械工程設計制造和智能化現代技術虛擬化等范圍都有涉及，它是計算機技術中的輔助技術，用來輔助圖像設計、數據處理和機械制造等專業領域，通過設計軟件和編寫代碼來實現操作。CAD技術的成熟度不斷提高，主含有三種功能模塊：一是工業設計功能。根據設計標準來選擇工業材料，數量定額和設計方案。二是二維繪圖。這是設計的關鍵環節，使用繪圖工具根據機械的產品質量結構來設計方案，繪制部件，通過減少手繪時間來提高效率。三是對數據處理的功能，稱為PDM。繪制圖表都要有數據支持，保證關鍵數據的安全是非常重要的，通過該方法加密代碼進而保護信息安全。

（二）機械工程設計

機械工程設計就是按照客戶訴求，根據產品功能和結構框架原理，采用符合規格大小的部件進行設計和組裝的過程。傳統圖紙的設計過程復雜且消耗時間，降低工作員工的工作效率，且對機械要求的精準度和細節處理非常高，需要用更高技術來提升設計水平，提高設計效率和產品質量。

二、利用CAD技術的優勢

（一）提高機械產品的質量和速度

隨著CAD技術的不斷發展，越來越多的人學習該技術并運用到各行各業的工作中。CAD技術擁有更精準的計算能力以及快速的設計能力，精通利用各個部件的規格屬性去設計相對應的模型作品，并且很好的使用

二、三維立體圖像模擬技術，快速的模擬出設計產品，更大程度的滿足客戶的要求，從而提高產品質量。

除此之外，該技術可以提高設計人員的工作效率，節約在設計產品上耗費的時間，傳統的機械設計會因為誤差導致設計上的失誤或質量低于預期，但輔助技術的加入讓這種現象大大減少，機械工程的各個數值參數都可以精準的計算出來，并利用技術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實狀態，縮短預期，提高設計的效率。

（二）有助于機械工程的快速發展

現如今CAD技術逐漸成熟，不斷朝著標準化、智能化、網絡化、虛擬化和集成化的方向發展，不光在技術上提升效率，對人員素質也給予了很大的幫助。它打破人們的常規的思維習慣，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習CAD技術，盡量讓其模式規整統一，這也就導致CAD技術越來越成熟，朝著標準化的方向逐步完善。智能化的發展增加了技術上的實效性，更符合設計人員的思維設計，貼合實踐生活，緩解設計和生活應用之間的嚴重脫節。虛擬化可以理解為3D模擬實體，在建筑設計中更方便快捷的看到設計圖以及設計的現實模型。網絡化的快速發展提高企業設計、工程建設的工作效率，通過網絡傳輸設計圖紙到施工現場能節省傳輸時間，而立體模型展示以及數據的具體分析節省講解時間，大大提高建筑效率，減少工作成本。正是這些共同的發展，集成優化，從而對機械工程設計的前景有很大的發展。

三、CAD技術在機械工程設計上的應用

（一）CAD技術應用于機械工程建模

建模是檢驗機械產品是否符合國家相關指標的關鍵因素，常見模型有線框、表面和實體三種模型，該環節是機械工程設計中關鍵的一部分。CAD技術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。傳統建模先畫圖紙，且在實際繪圖前要搜集數據、整理資料，確定設計方案和參數，在不斷繪畫中做好變量化設計，注意參數變化，而使用CAD技術可自動建模，根據分析用戶要求的產品功能和模型尺寸，各個零部件的規格和屬性，通過計算比例和參數調整進而建立虛擬模型，更快的實體化出樣本展現產品的性能和質量，且極大的減少誤差，提高計算的精確度，加強產品質量且加快工作效率。

（二）CAD技術應用于機械工程繪圖

設計最重要的工作就是繪圖，筆繪雖更考驗技術員對機械理論和設計的能力，但消耗的時間和繪制的誤差率也是相當大的，因此用CAD技術繪圖已是不可扭轉的使用現狀。最早應用CAD技術的就是繪圖，圖像處理、編輯、交互等一系列操作都通過CAD來完成，只要求技術人員會操作相關工具，就能輕松快捷的繪制出所需圖紙，這樣設計出來的圖紙方便保存和修改，準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，縮短設計時間，減緩預期從而降低成本。

（三）CAD技術的智能應用

除了上述這些明顯的應用之外，還有一些智能應用，不光對圖紙、建模有幫助，對架構、設備和工程這些也有要求，實現有限元分析軟件的對接，也就是導入零件模型進行力分析，從而驗證各個零件是否達到標準規格，是否滿足實踐產品的需求，根據分析的結果優化框架結構，及時減少損失，實現智能和CAD的結合，在設計復雜產品時會產生一定優勢，也提高了工作人員的專業水平，從而推動機械技術設計往高端的方向發展。

四、小結

綜合以上分析發現CAD技術的加入對工程設計的發展提供很大幫助，設計出的產品質量也得到提高。在應用中要結合實際產品需求，重視技術在操作中所出現的問題，不斷進行改進，從而優化CAD技術。CAD技術打破傳統束縛，拓寬員工思維，減少工作量，已經成為機械設計里不可或缺的一部分了。

參考文獻：

[1]焦玉皓，蔣立強CAD技術在機械工程設計中的發展與應用探微[J].建筑工程技術與設計，2018（15）：1252.

[2]劉楚陽.CAD技術在機械工程設計中的發展與應用[J].建筑工程技術與設計，2016（13）：3166.

[3]馮慶水.機械工程設計中CAD技術的發展前景[J].建筑工程技術與設計，2018（8）：2148.