CAD技術在機械工程設計中的發展與應用

齊齊哈爾工程學院 王云飛

CAD技術本身屬于一種特殊的軟件技術，而且這項技術已誕生很久，廣泛應用于我國的設計領域和建筑領域。近幾年來，機械工程設計也加大了CAD技術的應用力度，這主要取決于CAD技術的快速發展，隨著科學技術的不斷進步，CAD技術也有了很大的變化，比如說，現代的CAD技術不僅僅只是以二維形式來對空間范圍進行劃分，而且可以通過該軟件進行一定程度的3D模型創立，再加上CAD和當下絕大多數的3D軟件有著很強的兼容性，可以讓設計師在進行二維圖形建立的同時，并加以3D模型的初步成型，以此來幫助設計師對機械工程組件的問題和體態進行更完整的分析。

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。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。如果借用計算機來代替設計師進行數據的計算，那么可以在節省大量時間的同時，對方案進行最優分析。同時，依靠CAD技術，還能讓設計師對模型進行初步的設計和構建。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。

一般來說，機械工程設計師在進行設計前，通常會進行草圖的繪制設計，然后再將初步的草圖轉化為工作圖，而這一步如果由人工來完成，將會相當困難，并且這項工作對于數據方面的要求也相當高，而如果交給計算機，可以有效地解決這一問題，并且，通過計算機完成的數據操作，可以保證數據的有效性和準確性。同時，借助CAD技術，可以讓計算機自動生產最終的設計結構圖形，讓設計人員更為直觀地對設計進行查看和判斷以及進行后續的修改工作。隨著我國科技技術的不斷進步、CAD技術的更新，使得現代的CAD技術已經和傳統的CAD技術有著很大的不同，諸如，現代的CAD技術有著更多人性化的操作理念，諸如圖形的放大、縮小、平移、復制、選擇、旋轉等各種各樣的詳細編輯操作都可以做到，同時，近幾年的CAD技術還可以讓設計師進行更加人性化的操作，以此來達到最佳的設計體驗。

2 CAD技術的基本技術組成

目前來說，我國當下機械工程設計中常用到的CAD技術大致包括由四種技術，即圖形變換技術、曲面造型技術、實體造型技術、交互技術等。其中交互技術是當下CAD技術中最主要的

發展方向之一，也就是現在最常看到的交互式CAD系統，這種系統可以讓用戶在使用CAD進行設計工作時，很好地使人和機

器有一個極強的信息交流，并且，結合交互式的系統技術，設計師可以在設計的同時進行多項功能的操作，諸如打樣、修改、構思等，可以同步進行。其次，圖形終端還能將最終的設計實時反饋給設計師，讓設計師第一時間對不滿意的地方進行修改和整合。而曲面造型技術和實體造型技術則是近幾年CAD技術逐漸發展出來的兩項新功能，其中曲面造型主要針對線條的曲面造型進行研究開發，因為現代多數設計師都比較傾向異形曲線造型，傳統的直線造型已經不能很好地滿足當代設計師的設計追求，為了滿足設計師的異形設計需求，CAD技術也相應的做出了很多的改變，而曲面造型技術和實體造型技術就是其中的佼佼者，借助這兩項功能，可以讓設計師在CAD軟件中對機械工程進行曲面造型設計，當做完二維圖形之后，可以第一時間使用實體造型技術將設計出的二維圖形還原出來，從而展現最終的機械工程設計成品，以此來方便設計師進行后續的設計操作。最后一個圖形變換技術，則是當下CAD技術中最為核心的技術，圖形變換主要是將用戶的坐標系和圖形輸出設備相結合，同時對圖形進行平移、旋轉、縮放、透視變換等多種操作，并且，借助矩陣運算法可以實時地將設計師所設計出的成品第一時間展現出來，可以說，圖形變換技術的出現，是CAD技術全面拓展設計市場的劃時代變革。

3 CAD技術在機械工程設計中的應用

結合上文，我們充分了解到CAD技術相關的概念和知識，并且一定程度上對CAD技術的基本技術組成進行了分析，對此，為了更好地加強CAD技術在我國機械工程設計領域中的應用成效，就需要對CAD技術的實際應用情況進行詳細探究，以此來進一步促進我國的機械工程設計的發展進程。

首先是CAD技術在機械工程設計中的繪圖方面的應用，因為對于CAD技術來說，最主要的應用方面就是繪圖，并且，這一點在我國的機械工程設計中有著很強的貼合性，借助CAD技術強大的繪圖能力，可以幫助設計師很好地對機械工程設計中組件的不同方面進行繪制，并且，現代各種人性化交互技術，可以讓設計師在設計的過程中充分體會到CAD軟件帶來的便捷，也就是說，現代的CAD技術在功能方面上更為人性化，更加注重設計師的設計使用體驗，因此，相較于傳統的繪圖軟件來說，CAD技術顯得更為成熟。

其次就是CAD本身的建模功能，在傳統的機械工程設計中，一般是先繪制基礎的二維圖形，然后再導入專業的建模軟件中。而現代的CAD技術本身就內置了一定的建模功能，雖然本身的功能性還無法和現代的專業建模軟件相比，但是，可以讓設計師在初期進行模型的建立觀看，從根本上提高設計師作業的精確性。

最后就是CAD技術的智能化技術方面，智能化是近幾年興起的一種技術，這項技術更加注重人的智能體驗，通過不同的繪制過程帶給設計師一個完美的設計使用體驗。

4 結語

綜上所述，CAD技術在我國當下的機械工程設計中有著極為重要的地位和作用，對此，為了更好地加強CAD技術在我國機械工程設計中的應用成效，需要針對實際的應用情況進行仔細分析，以此來促進我國機械工程設計的進一步發展。