機械工程設計中CAD技術的應用探討與分析

楊光 孫杰 茍金童 李中川 陳欣

摘 要：現階段我國信息化水平在高速發展，隨著國內經濟的不斷增長，CAD在機械工程設計中被廣泛應用，逐漸取代了傳統化機械工程設計行業。CAD技術在機械工程設計中的全面發展，不僅促進了設計質量的進一步提升，更是使得CAD三維技術在成熟與標準化的技術水準上不斷前進。只有掌握好CAD技術的發展方向，不斷創新完善才能對我國機械工程設計的發展做出貢獻。

關鍵詞：CAD技術；應用；發展前景

1 CAD技術在機械工程設計中的應用研究與作用

1.1 CAD技術在機械工程技術中的應用研究

CAD技術在機械工程設計中應用主要表現為：二維制圖、參數設計、工程設計分析等。其中，二維制圖的出現代替了傳統的專業繪圖技術，也是CAD技術中最為普遍的應用；參數設計是指根據機械零部件的適用尺寸建立圖形程序庫，調用參數賦以一組新的尺寸參數，即生成一個新的零件圖形；常見的工程設計分析有優化設計、運動學及動力學分析以及有限元分析等，細分某個具體設計對象的方法要依靠自身的特性去分析，如設計注塑模型時要進行塑流分析、冷卻及變形分析等。

1.2 CAD技術在機械工程技術中的作用

第一，使作品更加形象直觀在機械設計過程中，以往大多是在平面圖紙上進行設計，但是，這種方式所設計出來的效果比較抽象，一般人很難對其有直觀的感受或者是理解。而在應用CAD技術之后，其設計產品就更加的形象直觀，客戶就能更加直觀地觀看設計作品。

第二，減輕了工作量在機械設計過程中應用CAD技術就能將復雜的集合造型變得簡單明了，這樣設計人員在工作過程中，其工作量也會明顯減輕，同時還能縮短設計周期，真正提高機械設計的效率。

第三，極大方便了零件設計在機械設計過程中應用CAD技術就能在裝配過程中對零件進行設計，這樣設計人員就可以按照零件具體形狀和位置對其進行設計，進而就能確保零件設計的精準性。在這個過程中，如果設計人員還需要對零件進行修改，也十分的方便，只需要進入修改環境中就可以直接對其進行修改。除此之外，應用CAD技術還能使零件裝配變得更加的直觀，這樣就能在一定程度上降低產品報廢率，提高生產效益以及產品的技術含量。

2 CAD技術在今后我國機械工程設計中的發展前景

2.1 圖形交互技術

隨著信息化水平的不斷提高與體系的完整，CAD已經成為設計辦公軟件的主要創新工具，不僅能夠為設計者提供廣闊的思路，解放認識上的束縛，情境引入到創造性活動中，而且成為設計者的專業小幫手，如智能化圖標菜單、動態導航器等，方便了我們的生活應用。五筆輸入法、語言識別功能以及特征手勢建模等新型技術，正豐富、改變著人類世界的生活。

2.2 智能化操作智能化

智能化操作還體現在理解設計者的設計意圖、自動檢測設計失誤狀況、智能化回答問題以及提出解決方案并進行推理等。CAD操作技術服務于人類的控制活動，是一項體現高智能化的人類創造性活動，同時也是高速發展經濟社會的必然方向。智能化操作水平以信息化、知識化理念為載體，及時向設計者提供精確的數據分析，并達到一定的技術幫助。現代化設計水準以創新為核心概念，如何把創新應用融入到CAD技術，是一項具有深遠意義的操作技能。因此，采用智能化系統去優化新產品、工程、系統的設計理念，才能符合現代化要求的創新理念。

2.3 實現安防監控領域的應用

隨著機械工程的設計理念不斷趨于完善化，安全防護以及監控技術成為機械制造業在激烈的市場競爭中健康穩定發展的積極因素。因此，機械CAD技術的應用發展極大地促進了安全防護功能的性質體驗。CAD系統功能的強化轉變有利于安防監控設施的實地應用以及實時監控，強大的科學計算功能使產品歸于常規設計、優化設計以及可靠性設計，精確的數據流與數字仿真模擬技術均在安防監控領域應用中發揮著重要作用。

2.4 智能化應用

工程分析和結構優化是CAD技術在進行工程設計中的智能化應用所體現出的主要內容。利用CAD技術設計零部件的過程中，設計人員只需要對零部件進行相應的力學分析，并考慮其內部的結構優化即可確保所設計的零部件符合相關的質量要求和標準。通過應用CAD技術不僅進一步優化了零部件工程分析和結構優化效率的提升，同時在實際設計的過程中，運用三維立體圖所構建的虛擬模型，也實現了對零部件相關數據的分析，從而使其可以根據實際的分析結果對產品設計進行進一步的優化和調整，利用這一方法進行復雜零部件的設計以及深度優化，不僅可以促進產品設計效率的不斷提升，同時也提高了產品的科學性與實用性。

3 結語

CAD技術的不斷發展與應用，不僅是對傳統設計方法的改革和創新，同時還極大方便了零件設計，減輕了工作量，在機械設計過程中有著非常顯著的作用。CAD技術的全面發展和多維方向延伸，對我國機械制造以及安防監控工程領域有著重要的發展意義。CAD技術經過不斷的發展與創新，必將成為我國機械工程設計領域最可靠的技術手段，隨著這項技術的大力推廣和應用，從而徹底消除了制約機械工程設計領域發展的不利因素，促進了機械工程設計質量和效率的全面提升。同時CAD技術的應用也為我國設計領域的深度優化和創新提供了基礎，是為了機械工程設計領域發展的必然方向，而且隨著設計人員不斷的將其拓展至各個機械工程設計的各個環節，也必將促進機械工程設計領域的不斷發展。

參考文獻

[1]王同搞.三維CAD技術在機械設計中的應用[J].中國高新技術企業，2016，（26）：55-56.

[2]趙志強.CAD技術在農業機械設計中的應用[J].南方農機，2016，（7）：49，71.

（作者單位：四川省成都理工大學）