淺談機械工程設計中CAD 技術的應用

呂勇

（濟南職業學院，山東 濟南 250103）

機械工程設計工作會因為多種因素的影響出現設計效率低下或者是設計質量不合格等問題，這對于機械工程的具體實施有顯著的影響，所以強調設計實踐中的不利因素控制有突出的現實意義。就當前的機械工程設計實例分析來看，CAD 技術在設計中的應用可以有效地解決不少問題，實現設計效率的提升和質量的提高，所以，為了進一步提升機械工程設計的整體效果，推廣CAD 技術的具體應用，做相關的分析與討論有突出的現實價值。

1 機械工程設計與CAD 技術概述

機械工程設計是機械工程的重要組成部分，要明確了解機械工程設計，首先，要對機械工程有清晰的認知。從社會實踐活動角度進行分析，所謂的機械工程具體指的是一項以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性，即以提高人類的利益為目標研制和發展新的機械產品的綜合項目。機械工程設計具體指的是為了滿足生產實踐需要進行的機械設備具體設計。從現實分析來看，機械工程設計對機械工程的具體實施有顯著的影響，所以強調設計有突出的現實意義。

CAD 在目前的設計制圖中有突出的應用，而所謂的CAD，具體指的是在設計人員進行設計時利用計算機或者是圖形設備輔助完成設計工作。對目前工程和產品做具體的設計分析會發現，在設計過程中會涉及大量的計算，同時，還會有設計圖片或者是其他數據信息的存儲需要，計算機可以幫助計算，也可以進行數據存儲。利用計算機的計算結果進行設計分析和完善，設計方案的優化效果會顯著地提升。就現實中的設計分析來看，設計中出現的各種信息，具體如圖片、文字、數據等都可以在計算機的內部存儲或者是外部存儲中進行存放，基于存儲進行快速的檢索，設計信息能夠被迅速地利用。比如，在某產品設計時，設計人員可以直接從存儲中進行產品草圖的檢索，然后，基于自身設計產品的參數等進行修改和完善，這樣，整個設計工作的實效性會有顯著的提升。簡而言之，CAD 在設計實踐中的有效利用可以實現設計工作的規范化和專業化進步，可以實現設計的效率提升。

2 機械設計行業使用CAD 的優勢分析

就目前的機械工程設計分析來看，較多企業在設計實踐中使用到了CAD 技術，對該技術的具體應用做分析發現其具有以下四個方面的突出優勢。

第一是在設計實踐中，利用CAD 技術后，零件設計更加方便。從目前的案例設計實踐分析來看，CAD 技術的具體利用不僅可以完成裝配環境下的新零件設計，還可以利用裝配環境下不同零件的相互關系實現新零件的設計，這樣，整個設計工作的效率有了顯著的提升，便捷性也有了明顯的提升。統計發現，采用CAD 技術進行零件的具體設計，有效地規避了零件單獨設計導致的裝配失敗問題。

第二是在設計中，利用CAD 技術實現了裝配零件的直觀性顯示。在裝配零件時，如果是傳統的裝配方法，需要對不同的零件進行配裝，這會導致工作量的加大，整個工作效率會受到影響。在利用CAD 技術后，裝配零件時可以利用資源查找器進行相關零件的查找，這樣，零件以及零件的相互關系會更加的明確，具體的裝配過程會更加的快捷。此外，在裝配中，零件還可以進行隱藏，所以，在外部零件被隱藏后，內部的裝配結構會更加清晰地展現出來，基于裝配模型對具體的裝配工作進行運動演示，并對運動過程進行監管，確定其達標效果，這樣可以為具體的設計更改提供參考，以此達到設計質量提升的目的。

第三是利用CAD 技術可以有效地縮短設計的周期，實現設計效率的提升。從目前的資料統計來看，在機械工程設計實踐中利用CAD 技術，整個設計周期會縮短1/3。利用CAD技術進行具體的機械設計，只需要對其中的零部件進行重新的設計和改造，而具體的零部件設計會集成以往的信息，這有效地節省了數據計算和論證的時間，所以機械設計的效率會有大幅度的提升。目前的數據統計顯示，在設計中，利用CAD 技術，設計效率會提升3 ～5 倍。再者，CAD 系統具有比較強的高度變型計算能力，可以快速實現設計要求。

第四是利用CAD 技術進行機械產品的設計，產品的技術含量以及質量會有顯著性的提升。從目前的設計實踐來看，CAD 在具體設計時會利用到較為先進的方法，就現在的設計分析來看，其使用的方法有有限元受力分析法、產品的虛擬設計法等，這些方法的具體使用明顯地提高了產品設計的質量。同時，大型企業數控加工手段完善，再采用CAD/CAPP/CAM 進行機械零件加工，一致性較好，保證了產品的質量。

3 機械工程設計中的CAD 技術應用分析

在目前的機械工程設計中，CAD 技術的應用比較廣泛，具體的應用表現在如下幾個方面。

首先，是利用CAD 技術進行機械設計繪圖。繪圖是機械設計中比較關鍵的部分，而CAD 技術的具體應用也多體現在繪圖方面。從現實分析來看，CAD 技術具有非常強大的繪圖功能，工程師可以利用CAD 技術進行，手繪沒有辦法設計的構想和需求設計，甚至有的工程師會利用CAD 技術繪制不可思議的作品。對CAD 技術應用基礎上的機械繪圖進行分析發現，零件尺寸不合規范的情況基本不會發生，而且隨著CAD技術研究的深入，其在數據精度控制方面的效果越來越突出，所以，利用CAD 技術繪制的機械圖精準度有了進一步的提升。

其次，是利用CAD 技術繼續擰設計建模。從現實分析來看，如果要設計新的機械零部件，需要在產品生產之前進行建模，以此實現對零部件的具體分析和討論。對CAD 技術的建模做具體的分析發現，其主要有兩種方式，分別是機械線框建模和實體建模。建模需要有準確豐富的數據，CAD 系統存儲的大量數據會成為建模的有效參考，如此一來，建模的科學性和合理性會更加突出，而基于建模的分析結果也可以很好地指導實踐工作。

最后，是利用CAD 技術完成對機械工程設計的結構優化和可行性分析。從目前的資料統計來看，利用CAD 技術可以實現對機械零件的結構分析和力學分析。從現實分析來看，零部件的結構問題或者是受力問題，即使微小也會對零件的具體應用產生影響，所以在設計實踐中，利用CAD 技術對具體的零部件結構和受力進行檢測分析，實現相應優化，這樣，零部件的設計整體效果會進一步提升。

4 結語

綜上所述，CAD 技術在機械工程設計實踐中發揮著重要的作用，所以，明確其具體的應用有突出的現實意義。本文在分析機械工程設計和CAD 技術概念的基礎上對CAD 技術應用的優勢進行討論，并分析CAD 技術的具體應用，最終的目的就是要指導現階段的實踐工作。