CAD技術在機械設計中的應用初探

李萬清

（湖南有色地質工程測試研究中心，湖南 長沙 410000）

CAD技術在機械設計中的應用初探

李萬清

（湖南有色地質工程測試研究中心，湖南 長沙 410000）

CAD技術在機械設計中起到重要的作用，隨著機械設計內容不斷擴展和深化，在后續應用過程中要掌握基本系統的組成和發展，提前對技術進行分析，按照機械設計要求進行落實。本文以 CAD技術的特點和優勢作為基礎，對其在機械設計中的具體應用進行分析。

CAD技術；機械設計；應用效果

近些年來我國技術領域取得了突出的進步，對機械制造行業提出了更高的要求，考慮到技術創新以及制造業的發展需求，在實施過程中需要合理應用計算機技術、新的制造方式和新材料等。設計人員在設計過程中要積極擴展新的領域，對應用成果進行分析。CAD技術屬于重要組成部分，對計算機設計和工程機械等有重要的影響，需要創新設計理念，使其起到帶動社會經濟發展的作用。

1 CAD技術概述

CAD是 Computer Aided Design的 簡 稱， 也 是 當前應用廣泛的一種利用計算機進行處理的一種形式，設計師要掌握工程以及產品的特點，以優化設計作為基礎，結合技術特點和應用要求，做好分析和指導工作。

1.1 CAD技術功能

CAD技術具備計算和分析的功能，能實現對產品的優化設計，依據可靠性、限制性和動態分析的原則，及時進行科學的計算，滿足設計要求。此外 CAD技術具備圖形處理能力的功能，可以直接對圖形技術進行掌握，包括：三維幾何圖形、圖形仿真設計以及輸出和輸入功能等。考慮到數據管理以及交換功能要求，要及時更新數據庫，結合不同CAD系統區間進行合理化設計。此外CAD技術在其他功能區間也有一定的要求，可以適當進行文檔制作，以編輯以及文字處理功能作為基礎，要掌握軟件系統功能和網絡化工作，突出設計要點和具體要求，按照比例進行。

1.2 CAD技術的優勢

1.2.1 周期短

機械設計過程中對CAD技術軟件有嚴格的要求，該軟件直接應用到裝配環境中，在位置選擇以及形態設計過程中，能保證設計出的系統功能符合要求。以基本體能以及位置設計作為基礎，采用 CAD技術能提升設計效率和生產進度。如果應用CAD技術進行創新設計，能保留原有機械中的基本體，在很大程度上提升機械設計的速度。

1.2.2 CAD技術符合裝配環境要求

CAD設計階段，要對不同類型的零部件進行調整，以裝配關系為主，CAD技術的應用和資源查找器存在一定的聯系，在設計階段如果存在裝配不符合設計要求的現象，則需要適當對零件進行調整，必要時進行隱藏。隱藏后可以清晰的看到機械內部裝配的構造，根據構件類型以及裝配形式要求，如果裝配后還能繼續運行，則說明演示效果明顯，但是如果演示達不到理想的效果，則會出現機械產品不能正常使用或者報廢等現象。

1.2.3 提升產品質量

在機械設計過程中采用 CAD技術進行設計，使其和現代化技術設計完美結合在一起，能保證機械設計具有新的發展方向。CAD技術采用領先的設計方式，比較直觀，容易入手。考慮到數控加工技術的流程要求，采用制圖軟件對其進行處理后，能取得理想的效果，進而提升其應用質量。

2 CAD技術在機械設計中的具體應用

CAD技術在機械設計中起到重要的作用，針對性能以及指標的變化，需要適當對各項指標進行調整，以零件和裝配圖的生成比例作為基礎，結合繪圖方式以及模具集成化制造要求，需要擺脫傳統設計的束縛，引進先進的設計理念，不斷促進機械制造行業的發展。

2.1 零件和裝配圖的生成

CAD三維設計形式有不同的形式，包括線框模型、表面模型以及實體模型等，根據三維實體模型的設計要求，對系統案例進行調整后，按照不同形體結構進行評價，其優勢比較明顯。對于部分簡單的零件結構進行分析后，可以將其分成若干個基本體，要提前對基本體造型進行掌握，而后做好交底設計工作。考慮到三維實體模型的設計要求，對復雜的零件構造進行了解后，能得出幾何元素，可在二維幾何元素中對零件輪廓進行定義，在三維實體造型中通過拉伸或旋轉的方式進行創新設計。

2.2 多種幾何繪圖

機械設計中對不同種類的信息有嚴格的要求，以圖形和數據作為基礎，由于繪圖的工作量比較大，占據70%左右，隨著 CAD技術的不斷發展，CAD技術的各種繪圖軟件功能不斷強大，根據軟件功能以及設計模式要求，要對交互式繪圖、圖形編輯以及標準尺寸等進行掌握，做好區分設計工作，結合圖形交換比例進行落實。

2.3 模具集成制造

CAD技術在模具制造階段起到重要的作用，具體應用流程如圖1。

圖1 CAD技術在模具制造中的應用流程

CAD技術不斷成熟和發展，在制造階段需要掌握技術特點，模具制造技術包括：快速成型、模具 CAM和 CAD等，針對技術形式的具體要求，在應用階段要做好圖形編輯、三維繪圖和曲面設計等，和原有模具集成化相比，采用CAD技術能實現對技術的合理化應用。在制造產品以及質量選擇過程中，要掌握機械化水平和要點，從制造的角度入手，做好評價工作，使其適應機械制造的具體要求，進而滿足設計要求。

2.4 機械CAE中的應用

機械施工本身具有變形容易以及受力結構復雜的特點，考慮到力學特性以及分布要求，要做好選擇和評估工作，充分利用CAE模式解決機械設計存在的問題。在實施階段要根據步驟要求進行，如圖2。

圖2 CAE建模步驟

如何將 CAD技術應用到實踐中是擺在設計人員面前的重要難題，要結合機械化指標的要求，從多個功能和角度入手，提前進行調查和研究。考慮到CAD技術以及模式要求，在后續分析階段，要分析其性能，以創造良好的條件作為基礎，解決集合參數設計不當的現象。

此外可以統一的對數據進行調整，保證設計方案的一致性。在三維 CAD產品設計階段，要建立完善的數據圖，將其作為基礎，對整體設計和部件進行分類調整。從長遠觀念入手，三維 CAD技術取代了原有二維繪圖方式，考慮到計算機性能以及技術發展趨勢，要做好網絡通訊的普及化、智能化以及多媒體技術的實用性分析工作，掌握 CAD技術的發展趨勢，做好 CAD規劃工作，滿足其應用要求。

3 結語

CAD技術形式比較特殊，在后續應用階段，為了克服傳統設計存在的工作量大以及設計效率低的現象，需要保證設計變得準確和簡單。CAD技術廣泛應用到機械行業中，為我國機械設計水平的提升奠定了基礎，整體優勢明顯。相關工作人員必須提前對機械設計模式進行分析，結合設計流程和具體要求進行應用，保證整體設計的有效性，進而提升機械設計優勢，促進機械行業發展。

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1671-0711（2017）07（下）-0175-02