CAD技術在機械工程設計中的應用

摘? 要：機械制造行業是我國基礎產業之一，對國民經濟的發展有著舉足輕重的作用。促進機械制造行業健康快速發展，就需要提高機械工程設計質量，積極應用先進技術。CAD技術具有豐富的功能，可以滿足機械工程設計的繪圖要求，而且操作起來比較簡單，能夠有效改善傳統設計方式。本文闡述了CAD技術內容以及應用優勢，分析該技術在機械工程設計中的具體應用。

關鍵詞：CAD技術;機械工程設計;應用

中圖分類號：TP391 ???文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）08-0000-00

近年來，我國經濟飛速發展，機械工程設計行業也取得了較快發展。但是機械工程設計是一項非常復雜的技術，目前我國在設計方面還有很大的提升空間，需要進一步發揮先進技術的應用，提高設計工作的質量。CAD技術在機械工程設計中的應用，不僅提高了設計產品的質量，而且改善了之前設計中的問題。

1 CAD技術概述及其優勢

1.1 CAD技術概述

CAD是計算機輔助設計的簡稱，CAD技術是指通過計算機工具輔助相關設計人員完成設計的一種技術。隨著計算機技術的進步，CAD技術有了長足發展，應用范圍不斷擴大，尤其在設計領域得到廣泛應用。CAD的主要功能是繪制二維圖和三維圖，需要借助計算機才能運行。但是CAD運行對計算機的配置有嚴格要求，必須要配置專業性較強的圖形處理器，才能將CAD的功能充分發揮出來。機械工程設計是一項十分復雜的工作，需要提前對大量數據信息進行分析和計算，對設計的精準度有極高的要求，并且還要設計出最為適合的方案。傳統的機械設計中存在一定的缺陷，很容易出現數據信息或者圖形丟失現象，難以適應機械工程設計在精準度等方面的要求。但是將CAD技術應用于機械工程設計中，不僅能夠提高設計質量和設計效率，而且能夠設計出最優的方案。

1.2 CAD技術的應用優勢

在機械工程設計中應用CAD技術，具有多方面的優勢，具體表現在以下幾個方面：首先，可以提高機械產品的質量。在機械工程設計過程中，尤其要注重細節處理。通過應用CAD技術，可以計算和調整機械產品的參數，幫助機械工程設計出的產品更加精確、精準。同時還可以通過搭建系統模型來提高計算的準確性。CAD技術中包含力學體系等內容，有助于設計工作更加精確，從而有效提升產品的質量。其次，可以縮短設計時間。機械設計工作比較復雜，需要的時間也比較長，在設計時需要綜合考慮多方面因素，確保設計工作具有可行性。通過應用CAD技術，大幅度縮短了設計時間，提高了設計工作效率。針對設計圖紙進行三維立體設計，能夠直觀的看出其中存在的造型問題，并且借助計算機將各種不同的幾何體組合，相應的相貫線、截交線會自動生成，促使設計工作開展的更加順利。再次，可以推動機械工程設計的數字化進程。進行機械工程設計時，需要計算機相關技術的輔助，并且與CAD技術有機結合起來，對機械工程進行數字化設計，促使設計軟件的升級，也推動了數字化進程。最后，可以促進機械工程更快的發展。在不斷的應用實踐中，CAD技術改變了傳統的設計習慣，越來越成熟，正在向著智能化趨勢發展，相應的功能也在不斷完善，使得設計工作更加順暢，促進了機械工程行業的發展。CAD技術的應用，為相關設計人員減少了工作量，而且操作起來更加便捷，只需花費很少的精力就能直觀的得到設計圖紙和設計模型。由上述幾個方面可以看出，CAD技術具有顯著的應用優勢，其發展前景也非常廣闊，在于機械工程設計工作中發揮著重要作用。

2 CAD技術在機械工程設計中的發展分析

2.1網絡化

在互聯網時代，CAD技術要朝著網絡化的方向發展。近年來，CAD軟件得到了廣泛應用，為適應時代發展需要，其功能需要不斷完善，才能進一步滿足社會各個領域的應用需求。隨著互聯網的發展，電子商務得到了飛速發展，CAD在網絡化發展過程中，增加了遠程交流功能，在互聯網的助力下，可以進行設計圖紙的傳遞。通過這種方式，企業之間可以在網絡上實時分析設計圖紙，并通過網絡進行交流和探討，從而大大提高了設計工作的質量和效率，有效減少了設計成本，促進了機械工程設計的順利發展。

2.2標準化

CAD具有操作簡單、使用便捷、精確度高等優勢，正是由于這些優勢，才使得其得到了機械工程設計的普遍應用，也受到了更多設計人員的喜愛。但是在應用該軟件的過程中，尤其要關注計算機的硬件設施，因為只有計算機硬件符合相關要求，才能保障該軟件的使用效率，不然是無法正常使用的。在符合相關要求的前提下，就可以根據標準化流程進行機械工程設計，將CAD的積極作用充分發揮出來，保證其在機械制造生產中的正常使用。所以，應用CAD技術建立數據模型，需要對其進行標準化設計，才能確保機械工程設計的完善。在機械設計行業中，CAD應當構建標準化體系，不斷完善計算機硬件設施，推動機械設計行業的發展。

2.3智能化

當今社會科學技術不斷進步和發展，CAD技術也逐漸向智能化方向發展。在進行機械工程設計過程中，相關設計人員應用該技術時將相應的數據輸入到系統中，就會出現設計模型，這就有效提高了設計效率，同時減少了設計人員的工作量，設計人員不用再投入大量的時間和精力，可以留出更多的時間去研究機械工程設計。當然，在模型設計過程中，還是離不開設計人員的，需要設計人員運用自身的思維能力，分析模型設計的內在關聯。CAD技術走向智能化之后，能夠大幅度提高機械工程設計的效率和質量，通過設計模型促使設計內容更加完善，并且運用創新性思維，在設計中增加更多新元素，提高機械工程設計的創新能力。

2.4創新發展

為了順應時代發展趨勢，適應機械工程設計的要求，推動機械工程領域的發展，CAD技術在原有的基礎上進行創新，這一點在功能上得到了充分體現。比如，該技術創新了圖塊斷線、自動涂層等實用性功能。這些功能在解決以前設計中的問題方面有明顯的作用，從根本上提高了設計效率和質量。在圖紙設計過程中，需要確保相關數據信息的精準性。而應用CAD的協同設計功能進行圖紙設計時，機械工程設計的相關工作人員可以多人同時繪圖，這樣繪制出來的圖紙具有極高的精準度，同時還可以完成圖紙版本管理等。這些創新功能在機械工程設計中起著關鍵性作用，不僅大大提高設計的精準性，而且可以符合相關設計標準。

3 CAD技術在機械工程設計中的應用分析

3.1在設計繪圖中的具體應用

CAD技術在機械工程設計中的應用，最開始是用作計算機輔助繪圖。這是由于之前一直采用的是手工繪圖，但是這種繪圖方式具有較大的工作量，繪圖人員的工作壓力也比較大，如果繪圖效率不高，跟不上工作進度，就會影響機械工程的工期。人工繪圖方式受人為因素的影響比較大，繪制出來的圖紙也會有一定誤差。此外，如果機械工程設計所需的圖紙受到外部環境的影響，比如受潮或者損壞等，就會影響設計圖紙的質量，也會對整個工作進度產生影響。但是在設計繪圖中應用CAD技術就可以輔助繪圖。該技術中包含豐富的繪圖口令，圖形庫中的圖形數量也非常大，在繪圖時可以根據具體要求，將繪圖口令輸入到軟件中。通過這種操作，使得繪制的圖紙更加具有準確性。同時該技術在設計繪圖中的應用，不僅簡化了工作流程，而且還減少了繪圖人員的工作量，從整體上提高了設計繪圖的質量和效率。此外，應用該技術進行設計繪圖，有效規避了人為因素和外部環境的影響，不僅保證了繪圖質量，而且還有效提高了設計圖紙的準確性和清晰性。

3.2在設計建模中的具體應用

隨著科學技術的不斷進步和發展，CAD技術也在不斷升級，促使其在機械工程設計中得到了更加深入的應用，將該技術應用于計算機輔助建模中，能夠有效提高設計質量。在設計建模過程中，要想充分應用CAD技術，必須要符合一定的條件。首先，要明確建模參數，參數在建模中是非常關鍵的，在建模之前需要確定建模參數符合三維CAD的要求，才能確保所建立模型的準確性。其次，應用CAD建模過程中，相關設計人員可以將自己的設計構想通過軟件構建出三維模型，同時要保障模型在各個方面的精確度，比如尺寸等，為機械工程設計質量提供保障，從而提高設計水平。在模型構建完成之后，可以應用CAD軟件中的檢測功能，對模型進行全面檢測，及時檢測出設計中的不足，并及時做出調整和處理，確保整個機械工程設計的質量。

3.3在產品模型分析中的具體應用

在進行機械工程設計時，對設計的產品具有一定的要求。設計出來的產品要符合力學性能，同時還要完善產品的結構。動力學分析的不斷發展，促使CAD技術不斷更新，該技術的應用，不僅體現在改進結構、分析動力等方面發揮著重要作用，而且還能為結構改進指出正確的方向，從而優化結構，充分挖掘機械工程設計的產品性能。此外，有限元分析的發展，也推動CAD技術不斷升級。應用CAD，可以借助有限元分析接口，相關設計人員也可以將設計出來的產品通過接口進行有限元分析，從而有效優化產品的結構。同時，還能夠在既定負載的情況下，應用CAD技術分析產品模型，并根據分析結果改進產品的結構。

3.4在質量控制中的具體應用

CAD技術的多個功能中，最為明顯的就是計算能力以及處理圖形的能力，這也是其在機械工程設計中得到廣泛應用的原因。正是這兩個方面的能力，可以有效處理機械工程設計中存在的質量問題。通常情況下，機械工程制造上存在的質量問題，是由于設計中對于精準度的控制不夠，但是應用CAD技術就可以很好的改善這一問題。自從應用該技術之后，零件制造質量有了顯著提升，同時隨著該技術不斷完善，生產出來的零件與模型數據保持高度一直，從而大大提高了機械工程的設計質量。除此之外，該技術的應用也會促使設計人員改變設計思維，使其思維得到有效提高，充分發揮自身的想象力和思維能力，對產品進行創新，滿足現代化產品的創新需求。同時，在進行機械工程設計的過程中，還能及時發現零件不足之處，不僅提高了產品的質量，而且還提高了產品設計的效率。

4 CAD技術應用趨勢

4.1將會與多媒體技術結合

隨著信息化技術的發展，CAD技術在發展過程中會與多媒體技術結合起來，促進人類與計算機更加高效的合作，從而滿足不同用戶的個性化需求。借助多媒體技術，CAD軟件擁有豐富多彩的應用界面，將全面的元素融入其中，包括圖片、動畫、音樂等，從整體上提高設計的美觀度和精確性，進一步提高工作效率。

4.2向智能化方向發展

在新時代，CAD技術需要不斷的升級和更新，特別是在力學性能等方面，需要不斷完善。在未來的發展中，CAD技術的應用會更加智能化，該技術的功能也會越來越完善。為了順應時代發展趨勢，需要深入研究CAD技術及其功能，促使該技術更加智能化，不斷滿足機械工程設計的需求，并且能夠更好的改善設計中存在的問題，促使機械工程行業的長遠穩定發展。

5結語

綜上所述，隨著科學技術的不斷發展，CAD技術不斷優化和完善。將CAD技術應用于機械工程設計中，不僅能夠提高設計工作的精準度，而且減少了設計人員工作量，大幅度提升了設計工作的效率。CAD技術豐富的功能，能夠滿足機械工程設計中的不同需求，在機械制造領域得到了廣泛應用。

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收稿日期：2021-07-05

作者簡介：張會強（1976—），男，河北石家莊人，本科，高級工程師，研究方向：建筑機械和水泥制品設備。

Application of CAD Technology in Mechanical Engineering Design

ZHANG Huiqiang

（Shijiazhuang Science and Technology Cooperation and Innovation Platform Center， Shijiazhuang Hebei? 050000）

Abstract： The machinery manufacturing industry is one of my country's basic industries， and it plays a decisive role in the development of the national economy. To promote the healthy and rapid development of the machinery manufacturing industry， it is necessary to improve the quality of mechanical engineering design and actively apply advanced technology. CAD technology has rich functions， can meet the drawing requirements of mechanical engineering design， and is relatively simple to operate， which can effectively improve traditional design methods. This article expounds the content and application advantages of CAD technology， and analyzes the specific application of this technology in mechanical engineering design.

Keywords： CAD technology; mechanical engineering design; application