淺析在機械工程設(shè)計中如何強化CAD技術(shù)的高效運用

李達(dá)

摘要：新時期發(fā)展背景下，我國社會經(jīng)濟多元化發(fā)展，機械工程也蓬勃發(fā)展，而且規(guī)模也越來越大。機械工程設(shè)計作為機械工程環(huán)節(jié)中的一個重要部分，發(fā)揮了很重要的作用?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，CDA 技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣，不僅提升了機械工程工作效率，給設(shè)計人員也帶來了很大方便。為此，為了能夠進一步提升機械工程設(shè)計效率，就要不斷優(yōu)化CAD 技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CAD 技術(shù);機械;工程設(shè)計;應(yīng)用

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的CAD 技術(shù)在機械工程設(shè)計領(lǐng)域中占了非常大的地位，給我國的機械工程設(shè)計人員帶來了很大的幫助。從調(diào)查的情況來看，CAD 技術(shù)的優(yōu)點不僅僅可以提升機械產(chǎn)品的質(zhì)量，減少機械工程設(shè)計人員的工作量，還可以提高設(shè)計質(zhì)量，促使我國的機械工程得到更好的發(fā)展。但隨著CAD 技術(shù)在機械工程中占得領(lǐng)域越來越廣，部分缺點也慢慢顯現(xiàn)出來?；诖?，該文主要對CAD 技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用進行了深度的研究。

1 CAD 技術(shù)在機械工程設(shè)計中的應(yīng)用

1.1 CAD 技術(shù)在機械工程設(shè)計中建模的應(yīng)用

建模作為機械工程設(shè)計中的核心內(nèi)容，其承擔(dān)著機械產(chǎn)品質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)的重要責(zé)任。就目前的發(fā)展形勢來看，CAD 技術(shù)主要有3 種三維建模分別是：一是線框模型，二是表面模型，三是實體模型。CAD 技術(shù)其實就是指在設(shè)計的過程中，利用計算機作為輔助工具，幫助機械工程設(shè)計人員進行設(shè)計的一切實用技術(shù)的總和。CAD 技術(shù)領(lǐng)域非常廣，其主要應(yīng)用在二、三維的幾何形體建模、繪圖上。在三維的設(shè)計的過程中，其主要是實現(xiàn)參數(shù)化，進行變量化設(shè)計，但是傳統(tǒng)的二維設(shè)計不僅僅不能實現(xiàn)參數(shù)化，而且還滿足不了當(dāng)前正在發(fā)展的機械工程。由于CAD 技術(shù)擁有一些基本的體系，可以幫助CAD 技術(shù)自身完成建模等工作，還可以減少機械工程設(shè)計人員的工作量，最為重要的一點就是可以使機械產(chǎn)品質(zhì)量得以保證，更好的滿足當(dāng)前社會發(fā)展的需要。

1.2 CAD 技術(shù)的智能化

CAD 技術(shù)的智能化主要表現(xiàn)在機械工程設(shè)計中幫助設(shè)計人員對工程進行分析和對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的機械工程發(fā)展的十分迅速，由此也對機械工程設(shè)計人員提出了更高的要求，比如說：必須要掌握零部件力學(xué)性的分析和機構(gòu)優(yōu)化這是作為機械工程設(shè)計人員最基本應(yīng)該掌握的相關(guān)內(nèi)容。就目前的發(fā)展形勢來看，CAD 技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)ANSYS 等有限元分析軟件的無障礙對接，可以正常的運行下去。因此機械工程設(shè)計人員在設(shè)計的過程中可以利用CAD 技術(shù)出來的三維零件模型導(dǎo)入進有限元軟件分析中，通過機械工程分析出的原理后，再次進行合理有效的力學(xué)性分析和對結(jié)構(gòu)優(yōu)化的工作，從而驗證所設(shè)計的工程模型是否能滿足機械工程的要求，工程模型質(zhì)量是否合格。若在驗證的過程中發(fā)現(xiàn)零部件的質(zhì)量不合格，可以在模型大量生產(chǎn)之前對模型進行合適有效的修改，以便能夠達(dá)到相關(guān)要求，不至于造成成本的損失。

1.3 CAD 技術(shù)在機械工程設(shè)計中繪圖的應(yīng)用

CAD 技術(shù)在機械工程中最基礎(chǔ)的應(yīng)用就是繪圖制作，該技術(shù)不僅能夠改變傳統(tǒng)的繪圖方式，還可以更好的滿足機械工程對繪圖的要求。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，CAD 技術(shù)最早進入機械工程設(shè)計工作就是進行繪圖制作。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，CAD 繪圖軟件的主要功能包括交互式繪圖、圖形編輯、文字填充剖面、區(qū)分層次和實現(xiàn)圖像與文字之間的轉(zhuǎn)換。CAD 技術(shù)的繪圖功能最大的優(yōu)點就在于，可以非常輕松的繪制出更適合機械工程的設(shè)計圖，這無疑是給機械繪圖設(shè)計人員減輕了工作量，提高了工作效率，促使機械工程可以更好的發(fā)展下去。

2 使用CAD 技術(shù)在機械工程設(shè)計領(lǐng)域中的優(yōu)勢

2.1 縮短工程設(shè)計時間、提高設(shè)計質(zhì)量

由于傳統(tǒng)的繪制軟件，不能實現(xiàn)設(shè)計的參數(shù)化，不能更好的適應(yīng)發(fā)展迅速的機械工程。而CAD 技術(shù)剛好彌補了這一缺陷，實現(xiàn)了設(shè)計的參數(shù)化和對機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。該技術(shù)可以通過模型的尺寸、模型的結(jié)構(gòu)變化和形狀，選擇合適有效的圖形進行繪制。由此可以看出CAD 技術(shù)在機械工程設(shè)計中不僅僅可以減輕了設(shè)計人員的工作量，還可以提高設(shè)計質(zhì)量，使機械工程設(shè)計工作更好的進行下去。與此同時，CAD 技術(shù)還可以根據(jù)零部件的形狀和位置進行自我調(diào)整，這樣不僅僅可以使零部件發(fā)揮出其本身最大的作用，還可以減低因零部件之間不匹配而帶來的麻煩。

2.2 機械產(chǎn)品質(zhì)量得以保證

在這個信息化技術(shù)的社會中，部分的機械工程為了可以獲得更大的經(jīng)濟效益，從而選擇了一種極為先進和目前最受歡迎的CAD 技術(shù)。從近幾年的發(fā)展情況來看，CAD 技術(shù)的應(yīng)用可以從根本上改變機械零部件設(shè)計的質(zhì)量，利用科學(xué)先進的技術(shù)有效保障了零部件設(shè)計的水平，從而提高零部件的設(shè)計質(zhì)量，彌補了傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)不能夠有效的保證機械產(chǎn)品質(zhì)量這一大缺點，使設(shè)計出來的機械產(chǎn)品更符合當(dāng)前的機械工程發(fā)展的要求。由于機械零部件本身就是與信息技術(shù)有所聯(lián)系，若再提高零部件的質(zhì)量，一定能使機械零部件中的科學(xué)含量提升到另一高度。

2.3 促成CAD/CAM 技術(shù)集成

在CAD 的強力帶動之下，我國的機械制造業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備從傳統(tǒng)的普通機床逐漸走向先進的數(shù)控機床。在CAD 技術(shù)的支持下，設(shè)計出的機械零部件更能夠滿足當(dāng)前機械工程發(fā)展的需要。CAD/ CAM 系統(tǒng)主要是由三維繪圖、圖形編輯、數(shù)控加工、圖片與模型之間的轉(zhuǎn)換以及有限元分析組合而來的。CSD/CAM 系統(tǒng)的集成的主要作用就在于，可以避免傳統(tǒng)做法中工作人員根據(jù)CAD 設(shè)計的零部件進行數(shù)控加工從而導(dǎo)致CAD/CAM 中的零件數(shù)據(jù)不一樣，使設(shè)計工作不能夠更好的實施下去。機械工程設(shè)計人員如果把CAM 和CAD 設(shè)計有效的結(jié)合在一起，就可以真正讓模型實現(xiàn)數(shù)字化、信息化，最為重要的一點就是可以使設(shè)計出的零部件和生產(chǎn)應(yīng)用進行無縫對接，使機械零部件能夠發(fā)揮出其本身最大的作用。

2.4 CAD 技術(shù)在建筑表現(xiàn)圖上的優(yōu)勢

由于CAD 制作出的建筑效果圖，是三維效果可以看到建筑材料的質(zhì)感、每個畫面都可以真實再現(xiàn)，就像身臨其境一樣，再加上真實的花草樹木更是可以以假亂真，這就是CAD 技術(shù)在建筑設(shè)計中最大的優(yōu)點之一。與此同時，CAD 制作出的效果圖的第二大優(yōu)點就在于，只要建筑的三維模型搭建完成，就可以從多個角度進行觀察，還可以生成多張的效果圖不需要建筑工程設(shè)計人員重新做起，這是傳統(tǒng)手繪效果圖無法比擬的。由此可見，CAD 技術(shù)給建筑工程帶來了很大的幫助。

2.5 精度提高

眾所周知，建筑設(shè)計的精度一般標(biāo)注到毫米、對數(shù)據(jù)的精確度要求非常之高。就目前的發(fā)展形勢來看，我國的建筑工程施工人員在施工的過程中，總是掌握不到數(shù)據(jù)的精確度，使建筑工程的質(zhì)量得不到保證。然而，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，CAD 技術(shù)可以更好的應(yīng)用在建筑工程中去，剛好解決了這一大問題。眾所周知，該技術(shù)可以在日影分析、室內(nèi)聲場分析等多方面計算精度，以此來達(dá)到建筑工要求的精度，當(dāng)然CAD 計算速度也是手工計算無法比擬的。

3 結(jié)語

CAD 技術(shù)給設(shè)計人員帶來了很大的幫助，但是負(fù)面因素也不容小覷。因此設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，除了要承認(rèn)CAD 技術(shù)的好處，也要正視它的局限性，善用它的長處，只有這樣才可以使CAD 技術(shù)可以更好的發(fā)展下去。隨著計算機的功能不斷完善、信息處理的智能化，我國的工程設(shè)計人員只要清楚認(rèn)識到CAD 技術(shù)的發(fā)展前景，必然會為我國帶來更來的經(jīng)濟效益。

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