機械設計制造中的CAD技術應用分析

摘 要：近年我國的科學技術發展迅速，尤其是計算機技術的越發成熟為工業生產提供了強有力的技術支撐。就機械制造業來說，設計環節是決定其整體質量的關鍵，而傳統的設計繁瑣、資源浪費等問題均已經難以適應市場的需求，因此有必要將CAD技術融入機械設計制造中，這也是未來機械設計主要的發展方向。文章由此開展探討，圍繞CAD技術在機械設計制造中的應用價值開展研究。

關鍵詞：機械設計制造；CAD技術；應用

中圖分類號：TS203 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）8-0093-01

社會經濟的不斷發展勢必會進一步提高對機械制造的需求，為了滿足市場需求，提高企業生產效率，就應將CAD技術應用在機械設計制造中，在提高設計效率的同時也能夠保證其質量，最終為整個企業塑造良好的市場形象。當然這要求技術人員能夠熟練操作CAD技術，不斷提高企業的市場競爭力，將集成化以及智能化作為CAD設計的研發方向，必將會使機械設計制造邁入新的臺階奠定基礎。

1 CAD在機械設計制造中的應用價值及缺陷

1.1 CAD技術對于機械設計制造的價值體現

隨著CAD技術的不斷成熟，當前市面上的相關產品呈明顯的多樣化發展趨勢，例如高端的CAD、CAM、CAE軟件；二維CAD軟件、通用型三維CAD等等，而這些軟件對于市場的爭奪也較為激烈，但是三維CAD具有更高的性價比，實用性較強，因此成為了主流的機械設計軟件。CAD技術應用在機械設計制造中的價值主要體現在以下方面。

第一，減少機械設計以及開發時長。一些特殊的機械設計需要較為復雜的結構，而三維CAD能夠有效解決各種高難度的制作面，利用操作簡便的幾何實體經布爾運算就能夠完成設計，也能夠實現相貫線以及截交線等復雜線段的編排，降低了設計人員的工作強度，同時降低了設計時間，進而有利于提高機械設計的效率。同時CAD技術對于大多的零件信息有記憶功能，因此只需在原有基礎上增加少量的零部件便可以完成新產品的開發，同時能夠利用變型設計功能迅速完成新產品的構建，所以有效縮短了新產品開發的周期。

第二，機械零件的設計一直是整個設計環節中的難點，利用CAD技術能夠在依據相鄰零件的信息完成新零件的設計，不僅保證了零件相互之間配合的準確度，也降低了零件設計時間，防治零件單獨設計后出現不匹配的情況發生。比如在裝配環境下通過已構建的瓶體迅速的設計出配套的瓶蓋。即使是已經完成設計的零部件也能夠實現動態的調整，利用資源查找器來分解零部件的設計細節，并能夠以動畫的形式直觀表現出來，最后根據提供的指令完成零部件的調整，并且全過程不受到環境影響，能夠在裝配環境下進行正常操作。

第三，除以上兩點外，將CAD技術與CIMS相結合能夠進一步提高機械設計的質量。有限元受力分析設計方式可以使產品的技術深度和質量有大幅度的提升。經過實踐證實，利用CAPP、CAM、CAD等技術能夠實現零件的精確、高效加工，進而提高了整個設計主體的質量。另外CAD技術能夠體現機械設計產品的全方位信息，甚至包括色澤、中心、大小等，能夠最大化的展現出設計人員的預期理念。

1.2 CAD技術在機械設計中的缺陷

CAD技術的優勢眾多但也存在一定的缺陷。設計人員受限與屏幕的有限尺寸，容易忽視整體的設計，可能會導致設計出的機械產品部分失衡，設計的靈感迸發被制約，這一點在設計能力薄弱的技術人員體現的更為明顯，比如有好的設計理念但是無法表現出來或者表現出現偏差。但是這一缺陷也能夠規避，只需要設計人員不斷累積經驗，熟練掌握CAD技術的使用方式，不受計算機的約束，便可以將此矛盾化解至最小。

2 CAD技術在機械設計制造中的應用前景

CAD技術目前僅僅是發展階段就以及具備眾多技術優點，通過在未來的不斷完善，其定會在信息技術以及計算機技術的支撐下實現更大的價值，即向智能自動化以及集成化的高水平運作模式轉變。

2.1 自動智能化

智能化是指將機械設計CAD技術中融入豐富的科學技術，包括專家系統、機械學習、智能管理等高端技術，不斷提高CAD技術的智能化水平，進一步降低人員的工作量。設想如果CAD技術具備自主學習能力以及專家經驗，那么在設定好參數后就不需要額外操作，同時保證設計的高質量，必定會進一步提高設計全流程的工作效率。此處所說的智能化是指融合了計算機科學、動力學、人工智能等眾多思維模式的機器行為，目的是實現對于設計的進一步控制，當然在未來一段時間內難以使CAD系統具備與人同等的思維運作模式，但是只要實現一部分人工的智能，便能體現CAD機械設計的應用價值。

2.2 集成化

深入研究當前CAD的現狀后不難發現集成化的發展趨勢難以扭轉，僅僅依靠CAD系統的內部功能難以實現最大價值，必須要依靠計算機為載體，同時具備網絡技術、資料庫、圖形編輯學等眾多技術才能應對日益復雜的機械設計，另外還需要與PDM、CAM技術保持些條件，只要依靠互聯網技術便可以實現以上設想，這也是未來需要研究的重點。在經濟全球化的發展趨勢下，CAD所集成的技術層次越多就越會收到企業的青睞。同時3DMAX技術能夠協助解決異構平臺的問題，能夠壓縮繁復的幾何數據，使得多層圖像表示法的功能得到體現，3DMAX在CAD的構建基礎上進行更高技術規格的轉換，能夠在保留CAD設計產品的各種信息，同時VRML標準編程軟件可以實現三維圖像的資源共享，為集成化的相互合作奠定了堅實的技術基礎。

3 結 語

綜上所述，以科學技術為依托的機械設計制造具有高的工作效率，而包含信息技術、智能化技術的集成化CAD技術機械設計制造未來主要的發展方向，目前我國CAD技術還處在起步階段，應用相比國外發展還較不成熟，這就需要在未來工作中技術人員不斷完善自身素質，國家也應該投入更多的精力到CAD建設當中，使其在機械設計制造中的價值得到最大發揮。

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