CAD技術在機械工程設計中的應用探究

摘?要：CAD作為計算機設計輔助技術，將其合理應用到機械工程設計中，能夠保證所設計產品的尺寸、規格等符合標準，優化傳統的設計流程。文章簡單介紹了CAD技術與機械工程設計相關概念，對CAD技術在機械工程設計中的發展現狀進行分析，并提出在機械工程設計中如何有效應用CAD技術，希望為機械工程行業的可持續發展提供參考。

關鍵詞：CAD技術;機械工程設計;精確度

傳統的機械工程設計圖形處理能力較弱，計算精確度不夠，而機械工程設計的工作量較大，工作流程較復雜，這些因素導致所設計的產品質量不達標，設計人員工作效率低下，不能確保在規定時間內完成設計任務，間接性增加了企業運營成本。在機械工程設計中應用CAD技術，能夠解決傳統設計中存在的問題，因此有效應用該技術具有一定的現實意義。

一、CAD技術與機械工程設計概述

（一）CAD技術基本定義

計算機輔助設計英文簡稱為CAD。CAD技術指的是借助計算機工具輔助設計者完成相關設計的技術。計算機技術的不斷成熟為CAD技術的發展提供了發展空間，使其使用范圍不斷擴大，比如在建筑結構設計、機械工程設計中得以應用，將該技術的優勢發揮出來。

（二）CAD技術與機械工程設計的關系

由于傳統的機械設計在圖形繪制處理、計算準確性等方面存在一定缺陷，無法滿足機械工程對設計精確度、圖形處理等方面的高要求[1]。在機械工程設計中應用CAD技術，能夠促使機械設計的質量、效率得到很大程度改善和提升，因此機械工程設計要求的提高，為CAD技術的應用提供有利機遇。

二、CAD技術在機械工程設計中發展現狀分析

CAD技術作為一種現代化設計方法，在機械工程設計應用中不斷更新和升級，以滿足當前機械工程設計的需求。同時，在當前智能化、信息化的發展趨勢下，CDA技術在機械工程設計中也會順應時代發展的步伐前進，具體體現在以下方面：

首先，在CAD技術不斷更新的過程中，相關的CAD技術軟件也隨之產生，這些軟件憑借自身的特點來吸引不同層面的用戶，由于不同軟件在應用中缺乏一定的標準，造成各個軟件之間出現不兼容情況，對機械工程設計操作人員來說，在使用不同軟件時，無法做到信息交流和資源共享，影響CAD技術在機械工程設計行業的深入開發和更新[2]。為了解決各個軟件之間不兼容問題，要求CAD軟件數據模型、資源交換格式等具有一定的標準化，便于機械工程設計人員工作效率的提高，促使機械工程設計水平的提升。

其次，在當前智能化、網絡化發展的大環境下，為CAD技術升級創造有利環境，比如在機械產品模型設計環節中應用該技術，可以通過參數、特征造型等來分析產品設計的可行性，能夠使設計者從傳統設計方法中解脫出來，將更多時間和精力用在產品性能創新方面。

最后，在網絡條件的支撐下，在機械工程設計中應用CAD技術，能夠實現產品二維圖紙的快速傳輸，并建立具有動態性的三維模型，在達到機械產品設計要求的基礎上，使企業的運營成本有所降低。

三、在機械工程設計中有效應用CAD技術的策略

（一）在機械工程設計建模中的應用

隨著CAD技術的不斷升級和更新，其在機械工程設計中的應用更加深入，在計算機輔助建模中運用該技術，以保障機械工程設計質量。在具體應用CAD技術進行建模的過程中，需要滿足以下方面的要求：首先，由于參數是建模的基礎，只有確定具體參數與三維CAD要求相符合，才能保證所建模型具有一定的準確性。

其次，在借助三維CAD軟件進行建模時，設計者可以通過個人構想將三維模型構建出來，確保所構建的模型在尺寸、結構等方面的精確度，間接性提高模型設計的水平[3]。同時，可以借助三維CAD軟件檢測原始設計中存在的缺陷，這樣便于及時對設計進行調整，促使設計質量的提高。

（二）在機械工程設計繪圖中應用

CAD技術最早應用在計算機輔助繪圖中，主要是因為傳統的手工繪圖工作量較大，繪圖人員繪圖效率不能跟上其他環節工作的進度，一定程度會造成工期的延誤，在人工繪圖過程中容易受到人為因素的影響，所繪制的圖紙存在一定誤差。同時所用的圖紙容易受到外部因素影響，比如圖紙受潮后，所繪制的設計圖質量無法保證。

借助CAD技術進行輔助繪圖，由于該技術中擁有大量的圖形庫和繪圖口令，可以依據繪圖要求輸入繪圖口令進行操作，使所繪制的圖準確性得以提升，并且采用該技術進行繪圖，工作流程得以簡化，使繪圖人員的工作量減少，在保證繪圖質量的基礎上繪圖效率有所提升。同時，采用該技術進行繪圖，能夠避免人為因素和外部因素對繪圖質量的影響，使所繪制的圖紙美觀和清晰度能夠有效保障。

（三）利用CAD技術對產品模式進行工程分析

在機械工程設計的過程中，要求機械工程所設計的產品能夠滿足力學方面的性能，還需要對產品結構進行改進。在動力學分析、有限元分析等發展的驅動下，CAD技術的應用也處于不斷升級中，體現其對動力分析、結構改進等方面的作用，能夠明確指出其結構改進的方向，更容易實現結構優化方面的目標，從而將機械工程設計的產品性能更好地挖掘出來。

比如當前大多數CAD軟件能夠利用有限元分析接口，設計師可以利用該接口將所設計的產品放入有限元中進行分析，或者利用三維CAD技術來達到這一目標。同時，可以在給定的負載下，對產品的模型進行工程分析，以工程分析的結果為依據對產品結構進行改進。

四、結語

在機械工程設計中應用CAD技術，能夠讓所設計的產品充滿新穎度，設計、繪圖等流程有所簡化，一定程度上讓設計人員的雙手得以解放，在保證設計符合質量要求的基礎上，實現了設計工作效率的提升，可為整個機械工程行業的發展注入新的生命力。

參考文獻：

[1]陳冰.CAD技術在機械工程設計中的發展與應用研究[J].科技經濟市場，2017（4）：17-18.

[2]吳迪.CAD技術在機械工藝設計中的應用研究[J].山東工業技術，2017（2）：48.

[3]趙航.CAD技術在機械工程設計中的發展與應用[J].科技展望，2017（25）：155.

作者簡介：高菁（1980-），女，漢族，天津人，本科，講師，研究方向：機械。