芻議CAD技術在機械設計中的應用

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟水平以及科技水平的提高，機械設計中CAD技術也得到了廣泛的運用和發(fā)展。在機械設計中，對CAD技術的運用在一定程度上解決了傳統(tǒng)機械設計中的一些不足之處和弊端，從而使機械設計的質(zhì)量得到了一定的技術保障。本文通過對CAD技術中的具體功能進行分析，簡述機械設計中CAD技術的運用對傳統(tǒng)機械設計帶來的影響，從而對CAD技術在機械設計中的具體應用進行簡要分析。

【關鍵詞】CAD技術；機械設計；應用

隨著時代的發(fā)展，CAD技術在機械設計中逐漸占據(jù)重要地位。其中，CAD技術的運用在為機械設計的信息化提供了一定的基礎，對機械設計的水平進行了全方位的提高。其中，CAD技術的發(fā)展在一定程度上滿足了現(xiàn)代化機械設計的發(fā)展需求，為機械設計提供了強大的技術保障。

1 CAD技術的功能

其一，是具有一定的分析功能以及科學的計算功能：在對CAD技術運用的過程中，能夠科學計算設計中的數(shù)字仿真模擬、有限元、可靠性以及動態(tài)分析，從而完成相關產(chǎn)品的優(yōu)化設計。

其二，是交換功能以及數(shù)據(jù)管理：在CAD技術中，對數(shù)據(jù)庫進行管理，不同的CAD系統(tǒng)之間的接口功能以及數(shù)據(jù)交換功能也不盡相同。

其三，是圖形的處理功能：在CAD技術中，擁有著三維幾何造型、圖形輸人輸出功能、二維交換圖形技術以及圖形仿真模擬等功能。

2 CAD技術在機械設計中對傳統(tǒng)技術的影響

2.1 創(chuàng)新性

CAD技術的運用使機械設計的質(zhì)量得到了本質(zhì)上的改變，在一定程度上改進了傳統(tǒng)設計技術中的不足。在對機械設計的過程中，CAD技術相較于傳統(tǒng)設計技術而言更具有創(chuàng)新性。傳統(tǒng)設計技術中，對實踐經(jīng)驗更加注重，在設計中多采用改型、仿照以及類比等設計方式，沒有足夠的創(chuàng)新性。而在機械設計中對CAD技術運用的過程中，可以使設計的立體效果更加明顯，使設計者在設計過程中的創(chuàng)新思維得到更大程度的激發(fā)，從而使設計出的產(chǎn)品更加具有創(chuàng)新性。

2.2 信息化

CAD技術的運用在為機械設計的信息化提供了一定的基礎。在對CAD技術運用的過程中，其相關的設計技術可以是機械設計的整個過程全部計算機化，還可以在對設計產(chǎn)品進行加工之前，對其設計運用三維技術設計進行觀察檢驗，從而使設計中的不足以及缺陷能夠被技術發(fā)現(xiàn)，得到及時的改良，從而使設計時間在一定程度上縮短，使設計質(zhì)量得到相應的提高。

3 CAD技術在機械設計中的應用

在機械設計中的CAD技術運用的過程中，其具體應用主要體現(xiàn)在裝配圖和零件的實體生成、模具集成制造、機械CAE應用以及多維幾何繪圖等幾個方面。其中，CAD技術在運用的時候?qū)鹘y(tǒng)設計方法以及設計手段進行了更新，在一定程度上擺脫了傳統(tǒng)設計中存在的存在的不足和束縛，在設計觀念中融入了現(xiàn)代設計的特點，從而使機械制造業(yè)得到了飛速的發(fā)展。

3.1 裝配圖和零件的實體生成

在對CAD技術運用的過程中，其三維建模形式主要有表面模型、實體模型以及線框模型等三種形式。其中，在一些具有實體建模功能的CAD系統(tǒng)中都會擁有一些相對基本的體系，系統(tǒng)中會提供六種基本的體系，圓柱體、立方體、圓錐體、楔形體、球體以及環(huán)狀體等。在設計的過程中，對一些相對簡單的零件進行結構掌握以及分解，對分解出的基本體運用相關的三維技術進行實體造型，最后對布爾運算對其進行并、差、交等操作，從而使零件相關的三維實體模型得以建成。另外，對一些不能進行分解的零件，相關人員可以通過運用二維幾何元素構成對零件的截面輪廓進行定義，然后再對三維實體造型進行運用。

3.2 模具集成制造

隨著我國經(jīng)濟以及科技的飛速發(fā)展，制造業(yè)中相關的生產(chǎn)技術也得到了相應的提高，從傳統(tǒng)的設計模式向著信息化不斷轉(zhuǎn)變。在相對完整的CAD技術中，都會具有圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、三維繪圖、數(shù)控加工、有限元分析以及動態(tài)顯示等模塊。其中，工程數(shù)據(jù)庫是這些模塊的前提基礎，而其主要來源是零件的實體造型。

3.3 機械CAE的應用

在機械CAE相關系統(tǒng)中，擁有著動力學、強度評價、壽命評估、結構優(yōu)化設計以及工程數(shù)值分析等多種功能。在對物品的造型解決之后，對CAE系統(tǒng)對其中包含的壽命、剛度、動態(tài)特性、強度以及合理性等問題進行解決。

3.4 多維幾何繪圖

在對機械進行設計的過程中，一般擁有著數(shù)據(jù)以及圖形等兩種需要進行處理的信息。在設計的過程中，繪圖占用極大的比重，而隨著其相關技術的不斷發(fā)展，CAD系統(tǒng)中繪圖軟件的功能技術也得到了不斷的強化。其中，在CAD相關的繪圖軟件中，還具有圖形編輯、文字、調(diào)用圖塊、交互式繪圖、標準尺寸、實現(xiàn)圖像交換以及區(qū)分層次等多種主要功能。

4 結束語

綜上所述，在機械設計中的CAD技術運用的過程中，其具體應用主要體現(xiàn)在裝配圖和零件的實體生成、模具集成制造、機械CAE應用以及多維幾何繪圖等幾個方面。CAD技術在運用的時候?qū)鹘y(tǒng)設計方法以及設計手段進行了更新，在一定程度上擺脫了傳統(tǒng)設計中存在的存在的不足和束縛，在設計觀念中融入了現(xiàn)代設計的特點，從而使機械制造業(yè)得到了飛速的發(fā)展。另外，在機械設計中對CAD技術運用的時候，還可以使設計的立體效果更加明顯，使設計者在設計過程中的創(chuàng)新思維得到更大程度的激發(fā)，從而使設計出的產(chǎn)品更加具有創(chuàng)新性。

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[責任編輯：丁艷]