浅谈机械工程设计中CAD技术的应用赵璞

浅谈机械工程设计中CAD技术的应用赵璞

赵璞

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摘要：随着社会经济的快速发展，科学技术也持续进步。CAD技术在机械工程设计中被广泛使用，同时它也提升了工程设计的工作速度，让工程质量获得保证。在设计机械中，有效使用CAD技术，需要先保证工作人员熟练掌握CAD技术。此篇文章主要是讲述CAD技术的概念，以及在机械工程设计中的有效使用。

关键词：CAD技术；机械工程；应用

引言

目前CAD技术得到质的飞跃，与此同时，在机械设计中得到重视。CAD技术在一定程度上将会对整个制造业产生一定的影响。中国经济的不断发展，对CAD技术提出了更高的要求，因此只有减小我国与发达国家CAD技术研究和应用之间的距离，才能在一定程度上提升我国国际市场的竞争力。

1、CAD技术的含义

在计算机技术体系中，CAD技术是其中的一种辅助技术，利用专业设计软件和程序完善设计方法，绘制出机械设备的部件结构图案，参与设计，辅助机械生产，为机械设备和产品的生产制作提供依据。计算机网络功能强大，高速运算与图形处理能力兼备，能够为设计工作提供辅助，使相关项目及产品设计和分析更加科学、合理，达到最佳技术应用及设计效果。该项技术极为先进，有助于产品质量提升，而且能够实现技术革新，属机械工艺设计中的重点内容。具体实施方法是将CAD软件安装到计算机上，科学论证及分析设计工艺及产品，实现仿真优化模拟，满足工艺需求。我国CAD技术发展十分迅速，被应用于机械工程设计，应用于航空航天、电子产品设计与制造、智能与虚拟设计等领域。CAD技术软件中一般包含有几种模块功能，（1）CAPP功能，指的是工业设计功能，主要是对材料的定量定额，对工艺设计的选择，促进机械设计标准化。（2）二维绘图。这是技术核心部分，利用计算机绘图软件实现对机械设备和产品结构及部件图纸绘制，降低手工工作量，提高效率。（3）PDM功能，主要是指对数据和信息的处理，进而保证图纸信息和加工代码安全。

2、CAD技术在机械工程设计中应用的优势

2.1提高机械产品质量

将CAD技术应用与机械产品的设计，从根本上改变了机械产品的质量，打破传统的设计弊端，利用软件系统精确机械产品的实际参数。机械产品与软件系统的融合，提高了产品本身的科技含量。随着科技水平的不断提高，CAD技术在机械产品设计过程中，能够极大的提高模型与产品的统一度，保证机械产品的设计水平，提高机械产品的生产质量。

2.2缩短机械产品设计的时间

在机械工程设计中运用CAD技术可以提高机械产品的设计效率，大大节约产品设计的时间，实现质量和速度的双赢。CAD计算机辅助技术可以颠覆传统设计，将传统设计技术中的缺点屏蔽掉，缩小设计上的误差，提高产品精度，机械设备的参数和数据都会更准确，进而避免资源浪费。另外，CAD技术还可以应用于设计修正，采用三维构图技术可以建立立体图像，进而真实的还原设备零部件的结构，可以缩短设计的周期，提高设计的质量和效果，进而促进机械工程设计的优化发展。

2.3实现机械设计变量化和数据化

机械产品设计质量与变量化和数据化实现具有很大关系。其绘图画样中，应用到的工具有笔、图纸和尺子。倘若出现局部变动，整个设计图纸无效，需重新绘图。因此，最终设计图纸往往是通过不断重复、修改后得到的，工作量大，效率低。CAD技术背景下，设计人员可执行相关产品设计，仅在计算机中输入相关产品信息，计算机会依据相关数据，对产品基本模型进行自动生成。倘若需要对相关产品进行修改，设计人员仅修改部分数据即可，以降低工作人员工作强度，提升产品设计工作效率，使产品模型更具精度及质量保障。

2.4促进CAD技术的集成

在CAD技术的发展过程中，仿真模拟、图形编辑、曲面造型、三维绘图、动态显示及数控加工等共同构成了CAD技术的主要功能。CAD技术系统的集成可以避免传统的设计方法造成设计中的混乱，让设计模型真正地实现现代化、集成化、数字化，提升机械设计工作效率，进而促进机械工程的发展。

3、机械工程设计CAD技术的实际应用

3.1CAD技术应用于机械工程设计建模

机械工程设计中建模是核心内容，是设计的重要环节之一，机械产品是否符合国家相关标准，就可以通过建模来判断。CAD技术应用于建模是比较常见，主要是建立线框模型、表面模型和实体模型三种。CAD技术作为一种计算机辅助技术，设计人员在实际设计时要做好整合资源，优化设计理念，在二维三维几何图形建模时要加强应用，在实际绘图应用中，要注意参数的变化，要做好变量化设计，CAD技术有一种自建模功能，进而减少人工的工作量，提高机械产品设计的效率，还要保证机械产品的质量。

3.2工程绘图

工程绘图功能是CAD技术最早在机械工程中的应用，同时也是最基本的。传统的绘图方法是纯手工操作，与计算机辅助技术相比在规范性、准确性与美观性等方面都远远不如。CAD技术中本就存在的绘图命令与图形库，通过图形编辑、填充剖面、区分层次等功能实现模型与实物的完美贴近。其绘图功能简单、快捷、准确从而减少大量人员，节约成本，并且利用CAD技术的绘图功能使得打印图纸易于保存。

3.3结构优化和分析产品的力学性

分析与结构优化是CAD设计的主要内容，但动力学分析是现在设计的发展趋势，推动CAD技术在结构优化功能上进行延伸，当下许多软件已为其提供有限分析软件的接触口，用户能够使用三维CAD技术创新产品模型，从而导入进有限元分析软件中，对产品模型进行工程分析，将分析结果作为前提，优化产品结构，此种设计优化方法在复杂的结构产品中，展现出一定优势。在CAD发展中，人工智能起到决定性作用，可以指导CAD迈向智能化方向。人工智能和CAD相结合，是为了提升创造CAD系统的能力，使用推理技术可以推动CAD技术的快速发展。人工智能主要是通过方案和设计两种模式存在，不断优化人工智能方案，从而产生可以处理设计条件的方案系统，实行模糊设计和判断措施。

3.4智能化应用

在机械工艺设计中，应用CAD技术，能够进行工程分析和结构优化。将该技术应用到零部件设计中，操作过程极为简单，设计人员仅需要对零部件实施力学分析，并对其内部结构优化进行考量，便可使零部件符合相关质量要求及标准。CAD技术使零部件工程分析和结构优化效率不断提升。与此同时，执行具体设计工作时，借助三维立体图形实施虚拟模型构建，有助于对零部件相关数据进行全面分析，从而依据实际分析结果，优化和调整产品设计。该方式在复杂零部件设计及深度优化工作中极具适用性，能够提高产品设计效率，使其更具科学性和实用性。

结语

综上所述，CAD技术在50年间取得了快速发展，在于此同时出现了很多的问题，因此，只有正确对待我国CAD技术问题，方可解决出现的问题，促使CAD技术在机械设计中得到更大的应用与发展。信息技术得到质的飞跃，使得计算机辅助技术在机械设计中的应有得到大范围使用，以此改变了以往的机械设计模式。CAD技术能促使计算机融入到居民的机械设计活动中，根据三维构图等技术对机械设计提出一定的帮助。为其注入新的元素，在机械工程设计中有着重要意义。CAD技术随着计算机技术的发展也在不断优化，在设计中能够展现出更多新型的创意，提高设计质量。

参考文献

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