強化CAD技術在機械工程設計中的有效應用探討

張佳笛

【摘 要】機械工程設計領域隨著我國經濟多元化的發展蒸蒸日上，CAD技術隨著科學技術的不斷發展在機械工程中的應用范圍也越來越廣，不僅提升了機械工程工作效率，給設計人員也帶來了很大方便。為此，為了能夠進一步提升機械工程設計效率，就要不斷優化CAD技術在機械工程設計中的應用。

【關鍵詞】CAD技術;機械;工程設計;應用;

隨著經濟的不斷發展，我國的CAD技術在機械工程設計領域中占了非常大的地位，給我國的機械工程設計人員帶來了很大的幫助。從調查的情況來看，CAD技術的優點不僅僅可以提升機械產品的質量，減少機械工程設計人員的工作量，還可以提高設計質量，促使我國的機械工程得到更好的發展。但隨著CAD技術在機械工程中占得領域越來越廣，部分缺點也慢慢顯現出來。基于此，該文主要對CAD技術在機械工程設計中的應用進行了深度的研究。

1CAD技術在機械工程設計中的應用

1.1CAD技術在機械工程設計中建模的應用

建模作為機械工程設計中的核心內容，其承擔著機械產品質量是否達標的重要責任。就目前的發展形勢來看，CAD技術主要有3種三維建模分別是：一是線框模型，二是表面模型，三是實體模型。CAD技術其實就是指在設計的過程中，利用計算機作為輔助工具，幫助機械工程設計人員進行設計的一切實用技術的總和。CAD技術領域非常廣，其主要應用在二、三維的幾何形體建模、繪圖上。在三維的設計的過程中，其主要是實現參數化，進行變量化設計，但是傳統的二維設計不僅僅不能實現參數化，而且還滿足不了當前正在發展的機械工程。由于CAD技術擁有一些基本的體系，可以幫助CAD技術自身完成建模等工作，還可以減少機械工程設計人員的工作量，最為重要的一點就是可以使機械產品質量得以保證，更好的滿足當前社會發展的需要。

1.2CAD技術的智能化

CAD技術的智能化主要表現在機械工程設計中幫助設計人員對工程進行分析和對結構進行優化。隨著經濟的不斷發展，我國的機械工程發展的十分迅速，由此也對機械工程設計人員提出了更高的要求，比如說：必須要掌握零部件力學性的分析和機構優化這是作為機械工程設計人員最基本應該掌握的相關內容。就目前的發展形勢來看，CAD技術已經實現ANSYS等有限元分析軟件的無障礙對接，可以正常的運行下去。因此機械工程設計人員在設計的過程中可以利用CAD技術出來的三維零件模型導入進有限元軟件分析中，通過機械工程分析出的原理后，再次進行合理有效的力學性分析和對結構優化的工作，從而驗證所設計的工程模型是否能滿足機械工程的要求，工程模型質量是否合格。若在驗證的過程中發現零部件的質量不合格，可以在模型大量生產之前對模型進行合適有效的修改，以便能夠達到相關要求，不至于造成成本的損失。

1.3CAD技術在機械工程設計中繪圖的應用

CAD技術在機械工程中最基礎的應用就是繪圖制作，該技術不僅能夠改變傳統的繪圖方式，還可以更好的滿足機械工程對繪圖的要求。據調查發現，CAD技術最早進入機械工程設計工作就是進行繪圖制作。隨著經濟的不斷發展，CAD繪圖軟件的主要功能包括交互式繪圖、圖形編輯、文字填充剖面、區分層次和實現圖像與文字之間的轉換。CAD技術的繪圖功能最大的優點就在于，可以非常輕松的繪制出更適合機械工程的設計圖，這無疑是給機械繪圖設計人員減輕了工作量，提高了工作效率，促使機械工程可以更好的發展下去。

2使用CAD技術在機械工程設計領域中的優勢

2.1縮短工程設計時間、提高設計質量

由于傳統的繪制軟件，不能實現設計的參數化，不能更好的適應發展迅速的機械工程。而CAD技術剛好彌補了這一缺陷，實現了設計的參數化和對機械結構的優化。該技術可以通過模型的尺寸、模型的結構變化和形狀，選擇合適有效的圖形進行繪制。由此可以看出CAD技術在機械工程設計中不僅僅可以減輕了設計人員的工作量，還可以提高設計質量，使機械工程設計工作更好的進行下去。與此同時，CAD技術還可以根據零部件的形狀和位置進行自我調整，這樣不僅僅可以使零部件發揮出其本身最大的作用，還可以減低因零部件之間不匹配而帶來的麻煩。

2.2機械產品質量得以保證

在這個信息化技術的社會中，部分的機械工程為了可以獲得更大的經濟效益，從而選擇了一種極為先進和目前最受歡迎的CAD技術。從近幾年的發展情況來看，CAD技術的應用可以從根本上改變機械零部件設計的質量，利用科學先進的技術有效保障了零部件設計的水平，從而提高零部件的設計質量，彌補了傳統的設計技術不能夠有效的保證機械產品質量這一大缺點，使設計出來的機械產品更符合當前的機械工程發展的要求。由于機械零部件本身就是與信息技術有所聯系，若再提高零部件的質量，一定能使機械零部件中的科學含量提升到另一高度。

2.3促成CAD/CAM技術集成

在CAD的強力帶動之下，我國的機械制造業的生產設備從傳統的普通機床逐漸走向先進的數控機床。在CAD技術的支持下，設計出的機械零部件更能夠滿足當前機械工程發展的需要。CAD/CAM系統主要是由三維繪圖、圖形編輯、數控加工、圖片與模型之間的轉換以及有限元分析組合而來的。CSD/CAM系統的集成的主要作用就在于，可以避免傳統做法中工作人員根據CAD設計的零部件進行數控加工從而導致CAD/CAM中的零件數據不一樣，使設計工作不能夠更好的實施下去。機械工程設計人員如果把CAM和CAD設計有效的結合在一起，就可以真正讓模型實現數字化、信息化，最為重要的一點就是可以使設計出的零部件和生產應用進行無縫對接，使機械零部件能夠發揮出其本身最大的作用。

2.4CAD技術在建筑表現圖上的優勢

由于CAD制作出的建筑效果圖，是三維效果可以看到建筑材料的質感、每個畫面都可以真實再現，就像身臨其境一樣，再加上真實的花草樹木更是可以以假亂真，這就是CAD技術在建筑設計中最大的優點之一。與此同時，CAD制作出的效果圖的第二大優點就在于，只要建筑的三維模型搭建完成，就可以從多個角度進行觀察，還可以生成多張的效果圖不需要建筑工程設計人員重新做起，這是傳統手繪效果圖無法比擬的。由此可見，CAD技術給建筑工程帶來了很大的幫助。

2.5精度提高

眾所周知，建筑設計的精度一般標注到毫米、對數據的精確度要求非常之高。就目前的發展形勢來看，我國的建筑工程施工人員在施工的過程中，總是掌握不到數據的精確度，使建筑工程的質量得不到保證。然而，隨著經濟的不斷發展，CAD技術可以更好的應用在建筑工程中去，剛好解決了這一大問題。眾所周知，該技術可以在日影分析、室內聲場分析等多方面計算精度，以此來達到建筑工要求的精度，當然CAD計算速度也是手工計算無法比擬的。

3結語

CAD技術給設計人員帶來了很大的幫助，但是負面因素也不容小覷。因此設計人員在設計的過程中，除了要承認CAD技術的好處，也要正視它的局限性，善用它的長處，只有這樣才可以使CAD技術可以更好的發展下去。隨著計算機的功能不斷完善、信息處理的智能化，我國的工程設計人員只要清楚認識到CAD技術的發展前景，必然會為我國帶來更來的經濟效益。

參考文獻：

[1]晉民杰.礦井提升機的設計理論及CAD系統研究[D].太原理工大學，2010.

[2]李樹海.基于SolidWorks的橋式起重機CAD系統研究[D].武漢理工大學，2007.

[3]徐嘯峰.CACD和NC編程關鍵技術研究及其基于WEB的實現[D].南京航空航天大學，2002.

（作者身份證：13018219850525351X）