CAD技術在機械工程設計中的發展與應用

李浩 劉偉 王森鵬

摘要：在科學技術迅猛發展的時代背景下，多種現代化技術的出現，為我國各個行業可持續目標提供了有力支撐。然而在機械工程設計行業中，CAD技術的出現，一方面能夠為相關設計人員打造良好的設計平臺，借助計算機系統強大的作用，做好各種繪圖設計工作，在極高設計效率下，高質量完成設計任務為我國機械工程行業穩定發展奠定堅實的基礎。

關鍵詞：CAD技術;機械工程設計;發展;應用

引言

CAD技術本身就是一種特殊的軟件技術，這種技術由來已久，在中國的設計和建筑領域得到廣泛應用。近年來，機械設計也加大了CAD技術的應用力度，主要依賴于CAD技術的快速發展。隨著科技的不斷進步，CAD技術也發生了很大變化。例如，現代CAD技術不僅將空間區域分割為二維形式，而且還在一定程度上創建三維模型。此外，CAD與大多數當前的三維軟件兼容，使設計人員能夠創建二維圖形并臨時形成三維模型，以幫助設計人員更全面地分析機械零部件的問題和姿態。

1.CAD技術

針對CAD技術而言，即設計人員合理使用計算機系統，綜合使用內部完善的程序，高效實施設計工作的同時，最終形成高質量零部件產品加工圖紙，簡單來講，就是一種計算機輔助性的設計手段。通過實際調查發現，在當前我國機械工程行業設計中越來越看重CAD技術[3]。分析該種技術模塊功能，主要可以從以下幾個方面加以研究：首先，CAPP功能。作為一種工業設計手段，能夠綜合材料定額以及工藝等幾個設計環節，促使設計人員在高效設計結果上，也能夠達到標準化機械設計效果;其次，二維繪圖功能。在計算機輔助設計技術中，最關鍵的部分就是二維繪圖功能，在之前很長一段時間內，設計人員所開展的繪圖工作，完全依靠自身完成，而當前可以整合智能化特點的計算機系統，快速精確完成繪圖工作;最后，PDM功能。為了能夠確保最終呈現給生產人員可靠的加工代碼等，因而通過CAD技術中的PDM功能，實現對各項數據信息妥善管理，保證產品精確性得以提高。

2.CAD技術在機械工程設計中的發展

2.1CAD技術在機械工程設計中的標準化發展

目前來看，我國機械工程設計行業在使用CAD技術時，最常見的軟件有AutoCAD、UG以及inventor等。雖然每一個軟件都有著各自強大的使用價值，但是兩者之間不存在兼容效果，在制約企業內部人員密切溝通的基礎上，自然也不能及時分享AVD資源。面對這種情況，機械工程設計行業要想能夠更好凸顯出CAD技術的應用價值，這就要求在當前乃至未來很長一段周期內，必須加緊研究CAD軟件數據模型與交換資源格式標準化，在同一個設計任務中，能夠確保各個軟件達到深入交流的效果，支撐人員高質量設計任務的完成。

2.2智能化

伴隨著中國信息技術的不斷進步和發展，今后CAD技術的發展趨向于更加智能化。當前，CAD技術在許多實用設計中的應用可以提高設計的工作效率。今后，隨著CAD技術的不斷進步和發展，它可以智能地處理設計過程中的所有數據，并幫助設計人員更高效地完成其他設計工作。例如，當前的CAD技術用于零件建模，因為模型建模困難，相關工作無法穩定地進行;今后，我們將對CAD技術進行進一步的智能研究，有效地改善這一問題，使CAD系統穩定運行，工作時間長，為設計工作的發展提供更好的服務。伴隨著我國智能技術的不斷發展，人工智能技術今后在CAD技術中的應用必將優化其諸多功能，促進工程設計工作的穩定發展，促進我國機械工業的發展。

2.3網絡化

當前由于電子商務以及網絡技術的持續發展和進步，由此使得人們也逐步來到了網絡時代。在這個時代背景下，CAD技術自身的網絡化水平同之前相比持續的提升。第一，以互聯網為基礎的CAD技術能夠確保企業二維圖紙傳輸功能同比之前而言更為具有高效性以及快速性。第二點，能夠確保制造類企業自身的三維模型借助互聯網的力量進行有效的協作以及交流。這種以網絡協作模式為基礎的模型能夠確保企業生產出的產品品質以及質量得到全面保障，并且在這個基礎上企業也能夠將自身產品研發速度得以提升。最為核心的一點就是企業能夠將成本節省下來，從而幫助企業獲得盡可能多的效益。而這對于企業接下來的發展以及進步奠定良好的基礎。

3.CAD技術在機械工程設計工作中的使用情況

3.1計算機輔助建模

計算機輔助建模作為機械工程設計中不可缺少的部分，設計人員在建模當中，合理應用三維CAD軟件，快速形成自身理想的產品立體模型，不管是產品的型號還是大小等，都能夠滿足企業的生產需求，特別是一些要求細節的設計產品，更能夠借助三維CAD軟件，將其尺寸按照一定比例加以呈現。從中可以看出，鑒于三維建模強大價值所在，確保設計人員提前站在虛擬環境中，設計出直觀性的產品模型，改變過去單純憑借自身想象模型建設的弊端，減少較大設計誤差的出現。基于此，在當前機械工程設計過程中，設計人員能夠站在三維建模基礎上，事先確定設計方案中不完善的部分，及時做好修改，以免后期直接投入生產制造，制約企業正常生產工作以及損害經濟利益行為的出現。

3.2CAD技術在機械工程精準度與質量控制中的應用

CAD最大的優勢在于其計算和圖形處理能力，能夠解決機械零件設計的質量問題。一般來說，零件制造的質量問題往往在于設計過程中缺乏精度，應用CAD技術可以改善這種情況。當前使用CAD技術有效提高了零件制造成功率，CAD技術仍在不斷改進，使零件能夠與模型數據保持一致，大大提高了機械設計質量。第二，CAD技術的應用將影響設計師的思維，促進設計師思維的改進，以適應產品創新，在設計過程中可以及時發現零件的缺陷。

3.3模具CAD/CAM的集成制造

當前伴隨時代的進步以及成長，此時人類社會的科學技術水平以及發展速度同之前相比有了飛躍的進步。由最初的借助機床來展開設計工作到當前借助加工中心以及數據機床來完成設計工作，由最初的設計人員采用人工方式手工進行零件設計到現在憑借CAD軟件來將圖形以及零件進行設計。站在長遠發展的角度上看，制造業未來的發展也是由最初的傳統方向逐步的走向集成化方向。在當前制造業領域其中，最為核心的部分就是模具技術。較為具有完整性的軟件系統通常包含的功能模塊眾多，這部分的模塊需要基于工程數據庫的前提下完成統一的管理，但是需要了解的一點是在工程數據之中最為核心的來源就是CAD實體造型。

結束語

當前伴隨科技的進步以及成長，此時同CAD相關的技術也在持續的得以優化和革新，在這個基礎上人們對于CAD的技術探索步伐在持續的推進，由于時代的進步從而使得技術也朝向不同方面得以發展。未來以后的發展更加順暢，由此也對于計算機工業界新技術以及國際CAD工業界技術的發展情況進行全方面的分析以及研究。除此之外在研究的過程中需要了解的一點是，以后伴隨制造業的成長和進步其需要借助CAD技術的支撐以及發展。換句話來講，制造業的發展在很大程度上受到了CAD技術的作用。

參考文獻：

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