機械工程設計中CAD技術的發展與應用

吳大昊

摘要：機械制造行業作為我國工業發展中非常重要的一部分，也對我國經濟發展有著十分重要的促進作用，在機械工程領域，CAD技術是一款較為出眾的設計軟件，其功能強大且豐富，可以滿足各類繪圖需求，相比其他軟件操作又相對便捷，能提高我國機械制造設計工作的效率和質量。本文就以CAD技術在機械工程設計中的發展與應用進行探討，以供參考。

關鍵詞：機械工程;設計;CAD技術;發展;應用

引言：

機械制造業中最關鍵的環節就是機械工程設計，由于采用了CAD技術，所以設計質量高，能夠進行獨特的分析、計算，有效促進了機械工程設計以及整個機械制造行業的發展。未來CAD技術會得到更加廣泛的應用，也為機械工程設計發展提供有利幫助。

1、CAD技術

CAD技術全名叫作計算機輔助設計技術，就是利用計算機或者某些特殊的圖形設備來幫助相關的設計人員進行輔助設計工作，依靠這種特殊的設計軟件，可以讓設計師擺脫大量的數據運算[1]。因為對于機械工程設計來說，大多數的機械組件都會涉及大量的數據運算，而作為人不可能十全十美，對于數據的運算自然會出現一定的誤差，而一旦出現誤差，就很可能導致機械工程組件的偏差，最終使產品無法正常使用。依靠CAD技術，最關鍵的一點，就是CAD技術本身由于是搭載于計算機內部的，這就使得CAD技術所設計的各種重要數據是可以實時存放到計算機庫當中的，因此，當設計師想要對該數據進行調用時，可以第一時間從計算機的數據庫中進行快速檢索和抽取，以此來方便設計師進行后續的機械工程設計作業。

2、CAD技術在機械工程設計中的應用優勢

2.1提高機械生產質量與速度

CAD技術在機械工程設計中的應用愈發廣泛，其優勢也越來越明顯，目前的CAD技術使用便捷，只需要設計人員輸入設定好的數據，就能自動形成機械模型，以此來提高機械零件制造的質量與速度，同時保證零件符合相關標準。由此可見，CAD技術計算能力與設計能力更為突出，甚至可以利用各個部件的規格屬性去對應模型，這樣就能更快速的設計出產品，并滿足客戶的要求。其次CAD技術的應用，對于設計效率有大幅度提升，可以減少設計人員的精力投入，包括耗費在機械設計上的時間，也避免因為誤差導致的質量問題。

2.2有助于機械工程的快速發展

當下CAD技術已經愈發成熟，并且朝著智能化的方向發展，其功能也會更為完善，不僅可以為機械工程設計提供技術上的支持，也能打破傳統設計的思維習慣，從而創新機械制造行業的發展。其次CAD的使用可以解放設計人員的思想，并減少一定工作量的投入，操作簡單方便學習，所以該技術的應用愈發廣泛，也促使其朝著標準化的方向發展。CAD技術與智能化的融合，讓其應用起來更為方便，從3D建模功能就能看出，其設計方便快捷，可以花費較少的時間看到設計圖紙以及現實模型。除此之外網絡化的發展，也有利于機械工程設計效率，并減少設計圖紙傳輸的時間。

3、CAD技術發展現狀

CAD技術自發展應用以來，因為自身具有的優越性，已經被廣泛應用在工程設計的很多領域，如機械、電子，航天、化工、建筑等領域，都會通過CAD技術完成相應的設計工作，這很大程度上降低了相關工作人員的勞動強度，使設計工作的周期得到了有效縮減，為后期不同工程施工爭取了更多時間。隨著人工智能多媒體、虛擬現實、信息技術的進一步發展，CAD技術也朝著集成化、智能化、協同化的方向發展，在未來，CAD技術一定可以為我國各行業的設計工作提供更優質的服務。

4、CAD技術在機械工程設計中的具體應用

4.1在機械工程建模中的應用

在機械工程設計當中，建模是非常關鍵的環節，可以針對機械產品進行檢驗，以此來判斷是否符合國家的標準要求，大部分情況下建模分為三個種類，比如常見的線框、表面以及實體等。隨著CAD技術的廣泛應用，機械建模過程中可以有效減少操作人員的工作量，并且大幅度提高繪圖效率，由于傳統建模必須要先畫圖紙，再根據搜集的數據確定設計方案與參數，在繪圖過程中會出現較多的變化，從而影響整體設計內容。CAD技術可以自動進行建模，并分析用戶的需求，包括產品的功能、尺寸以及規格等等，通過計算比例和參數建立虛擬模型，可以更加快速的展現出產品性能，誤差相對較少。

4.2在機械工程輔助繪圖的應用

在之前一定時間中，機械工程設計中使用CAD技術，大多數人員主要看重其輔助繪圖的功能。通過實際調查發現，設計人員所開展的各項工作，雖然圖形與數據同樣重要，但是與繪圖相比，卻需要設計人員投入大量的周期以及精力，再加上傳統繪制模式的存在，不僅降低了設計效率，而且也不能保證最終設計方案的準確性以及實用性，最終呈現出來的機械產品質量無法保障。隨著科技力量的迅猛發展，CAD軟件由于內部涵蓋繪圖以及圖形庫等的功能，不僅能夠幫助設計人員簡化設計流程，還能提高整個設計效率，獲取到精確的設計成果。最為關鍵的是，因為有著有效性較高的特點，也能夠降低設計人員的工作量，引導設計人員將視線放在創新性設計方面，為自身企業占據重要市場份額提供有力保障。

4.3在機械工程精準度與質量控制中的應用

CAD技術最大的優勢就在于計算能力與圖形處理能力，這兩方面可以解決機械工程零件設計的質量問題，一般來說零件制造質量問題，往往在于設計過程中的精準度不夠，應用CAD技術就能改善這一情況。從當下CAD技術的使用來看，零件制造成功率得到有效提高，而且CAD技術依舊在不斷完善，這樣就能促使零件與模型數據保持一致，機械工程設計的質量也會因此大幅度提高。其次CAD技術的應用會對設計人員的思維產生影響，促使設計人員的思維得到提高，以此來滿足產品的創新性，并且在設計的過程中，可以及時發現零件的缺陷，不僅增加了制造成功率，也提高了整體的質量。

4.4在機械工程信息集成系統中的應用

信息集成系統，主要涵蓋數據監管、決策分析等方面的功能，確保內部所有信息都比較全面的同時，也能夠方便人員后期維護。鑒于當前不斷增加的機械工程設計任務，必然需要設計人員付出更多的時間，引入先進設計建模，更加需要系統間的信息共享。整合元素，構建完善數據庫管理系統，必然能夠實現信息實時共享效果。但是，當前大多數設計人員應用多媒體數據庫實施機械工程設計時，還有很多需要處理的弊端，這是行業人士迫切需要處理的事項。而在多媒體數據庫中，包括了海量的信息，應用信息管理方式實施各項信息管理，不會對網絡構成巨大威脅，也能夠依靠智能化系統快速處理各項弊端，從而讓多媒體信息傳輸和播放保持一致[2]。

5、結語

綜上所述，機械制造設計作為把控機械設備技術含量和質量的重要環節，需要更好地保證工作效率和工作質量。CAD技術的應用，在很大程度上幫助人們完成機械制造設計工作的不斷優化。可以滿足設計過程中的各類需求，為機械制造設計人員提供便利，實現高質量機械工程設計結果，促使我國機械工程行業可持續發展目標盡快實現。

參考文獻：

[1]張書月.計算機機械制圖與AutoCAD課程的整合性分析——評《機械制圖與CAD技術基礎》[J].機械設計，2020（6）：1.

[2]黃艷雁，黃文劍.信息技術促進機械設計類人才的創新能力發展[J].機床與液壓，2021，49（20）：1.