CAD技術在機械工程設計中的應用

許琴芬

(江蘇省相城中等專業學校，江蘇 蘇州 215131)

1 CAD技術應用現狀

近年來，一場以計算機技術應用以及數字化技術為基本特征的信息技術革命正在悄然引起人們生活的變化。CAD技術是改造我國傳統產業，優化調整我國產業結構、推動各行業發展以及強化我國綜合國力的關鍵性技術之一，CAD技術在我國的發展以及應用具有重要戰略意義。當今我國經濟市場不斷高速發展，企業要想在激烈的競爭中贏得自己的一席之地，就必須不斷創新、優化本企業的產品，獲得消費者的認可。CAD技術是企業實現產品創新的關鍵技術之一[1]。當今社會，計算機技術的應用范圍相當廣泛，計算機技術的應用范圍已經深入到設計領域、制造行業等，與之相應計算機軟件的投入力度是非常大的。我國機械行業，機械設備的設計是產品生產過程中非常重要的一個環節，產品設計做得好可以節約很大的人力、財力以及物力，為企業挽回很多不必要的損失。由于機械設備的工藝條件差異、設備模型種類多樣以及市場需求等諸多因素的影響，機械設備設計過程的精確度以及效率有待提高。而恰好計算機技術的發展將這一問題實現了很好地解決，計算機輔助設計，簡稱CAD技術，成為解決這一問題非常有效的手段，成為企業產品競爭的有力幫手，有助于企業提高生產力、降低生產成本以及提高市場競爭力。

2 CAD技術在機械工程設計中的創新性應用

2.1 在產品設計以及開發中的創新研究

在機械工程設計相關工作中，設計人員在搭建二維模型的時候，常常在模型尺寸標注以及不同視圖繪制方面較為復雜，這也造成二維模型在搭建的時候時常會出現一些錯誤，這些錯誤的出現往往不容易被人們發現，進而非常容易造成在模型后續研發過程中造成一些不必要的資源浪費以及出現返工的現象[2]。同時，二維模型的建立會使用到很多零部件，這些零部件在二維模型的繪制跟裝配的過程中常常因為其失聯性給繪制帶來很大難度，同時檢查難度也不低。要想將這些問題實現一個很好地解決，就必須對CAD技術在機械工程設計中的應用過程進行創新，因此，在對機械產品進行CAD制圖的時候，要保證CAD技術在應用中可以保證產品的特點可以直觀地呈現出來，幫助設計人員更好地對建模進行觀察與分析。此外，在繪制圖形的過程中不能馬虎，要嚴格參照機械設備的實際尺寸以及外觀來進行二維建模，這樣可以保證設計出來的產品進行對比分析，有任何問題及時反饋，為后期改進與創新提供便利條件。

2.2 在設計技術交流中實施創新研究

在機械設備產品設計當中，創辦技術交流會是必須的，通過CAD技術交流，一方面可以提高化學產品的銷售量，另一方面也可以幫助產品進一步創新、改進。在充分使用CAD技術開展機械工程設計的時候，應建立在各個部門的交流與談論基礎上，通過二維建模以及三維建模實現信息在不同部門之間的交流與共享，同時收集產品廠家以及消費者的信息反饋，整合各類產品信息并以此為依據對產品不斷改進、更新機械產品。CAD技術還可以幫助設計人員對機械產品開展直觀、形象地宣傳，使得機械產品本身的優點可以很好地顯現出來，以此獲取更多消費者的信任與青睞[3]。優化創新，通常是指在滿足機械設計可行性條件的全部設計方案當中，設計并提供一個對評價準則或者目標函數存在最大值或者最小值的方案。優化創新設計，是依據原有給定的化工設計要求以及現有的工程技術條件，應用專業理論與優化方法，在電子計算機上面，通過滿足機械生產要求諸多設計方案中，根據參照指標自動選擇出設計的最優方案。

2.3 在機械工程設計建模中的創新研究

在機械設計工作當中，建模是其最為重要，同時也是最為關鍵的一道工序。并且在計算機輔助設計軟件中，CAD技術的應用也最為廣泛。其中，線框模型、表面模型以及實體模型均為建模技術中重要的、且應用較多的技術類型。三維設計的核心在于利用明確建模設計的參數與變量來進行機械設計，提高機械設計的準確性與高效性。而傳統的機械設計技術其無法實現三維建模技術的運用與管理，且即使利用計算機軟件進行機械工程設計并建模，但是其多是基于普通的軟件基礎上所完成的，最終建模效果與三維建模間存在著明顯的差異性，使得機械工程生產人員也無法直觀地辨別出所需要生產機械的具體尺寸或者是細節內容。而CAD技術在進行機械設計建模時，其可分別從立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環狀體以及楔形體系統中進行建模。與此同時，機械設計人員利用CAD技術將二維圖像進行三維處理，并構建出機械零部件三維模型，不僅提高了設計人員參數準確化，同時還能夠為后續的機械生產奠定良好的基礎。

3 CAD的應用趨勢

3.1 CAD技術與多媒體技術結合

在未來發展過程中，CAD技術將與多媒體技術進行有效結合，以此來提高人機界面的人性化，更加符合用戶實際需求。同時，在多媒體技術的支持下，CAD軟件的應用界面色彩更加豐富，且會融入大量的圖片、音樂，借此提高用戶工作效率。

3.2 CAD的智能化、標準化和網絡化

我國CAD技術已經步入全面發展的階段，甲級跟乙級機械設備設計院中CAD技術的應用率已經超過90%，國產CAD軟件的年產值已經超過億元，累計通過不同渠道投入資金高達八億元人民幣，間接性收益超過我國18年計劃的80億元，種種成就與收獲都離不開這項偉大的CAD計算機技術應用工程，幫助我國機械設備的生產步入智能化時代。與此同時，在現代化的發展過程中，智能化已經融入到了各項產品的設計當中，對于我國信息化發展具有重要的作用。而CAD技術智能化也將成為一種重要的趨勢，使得其應用效率得以提升，并且制定出智能化CAD應用模式，使得CAD技術被更加廣泛地應用到各項機械設計當中，推動機械設計水平的提升。

4 結束語

從上述研究的結果中不難發現，隨著我國科學信息技術的不斷發展，使得計算機輔助技術也進行了優化與完善。而在這一過程中，其也深刻改變了機械工程設計的理念，以三維立體構圖方式對機械設計內容進行優化，并使得設計效果可以以更加立體、全面化的方式呈現在設計人員眼前。與此同時，CAD技術的發展對于縮短機械工程設計時間、優化設計的全面化，推動CAD技術的創新都具有重要意義。