潘曉慶

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科技的進步，計算機輔助設計也得到了進步和完善，逐步替代傳統(tǒng)的機械工程設計方法，在工程設計領域中不斷深入發(fā)展，對工程設計的重大突破和發(fā)展起到了重要的作用。為了使CAD技術能夠在機械工程設計中起到更大的作用，要求設計人員熟練掌握CAD技術，不斷改進完善CAD技術在工程設計中的應用。本研究主要介紹了CAD技術在工程設計提升到全新水平方面所發(fā)揮的作用，對CAD技術的基本組成及其發(fā)展做出相應的介紹，并對CAD技術的在工程設計上的應用做深度的研究，讓CAD技術發(fā)揮更大的作用，促進CAD技術的發(fā)展和深化。

關鍵詞：CAD技術；機械工程設計；應用探索

通過長時間的實踐，CAD技術在機械工程設計中發(fā)揮的作用得到了越來越大的體現(xiàn)，它能夠提高工程設計效率和精確度、操作方便容易掌握、便于管理和儲存，眾多的優(yōu)點使CAD技術在機械工程設計中占據(jù)非常重要的地位，已經(jīng)成為不可或缺的一項技術。CAD技術在機械制造、工程建筑、零件加工、航空航天等重要工業(yè)領域方面得到了廣泛的應用，為這些領域的技術發(fā)展和經(jīng)濟的進步帶來了巨大的進步，有利于減少設計人員的工作難度，提高設計人員的創(chuàng)新思維，提高創(chuàng)造能力。要繼續(xù)CAD技術的發(fā)展，擴大在各領域范圍中的應用水平，改變傳統(tǒng)的設計模式，為機械工程設計領域注入新動力，采用新方法、新技術進行設計，促進我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和科學科技的進步。

1 CAD技術的基本組成和發(fā)展概況

1.1 CAD技術的概念和組成

CAD，即計算機輔助設計，它是利用先進的計算機計算和圖形處理技術，根據(jù)設計者的設計創(chuàng)造對工程進行設計和分析，來完成要實現(xiàn)的目的和得到要設計的成果，是一門新興的、與計算機和工程設計技術相結合的、能提高工作效率和精準度的學科。CAD技術由硬件部分和軟件部分組成，硬件系統(tǒng)是支持CAD發(fā)揮功用進行運作的物質(zhì)支持，CAD技術的運用建立在硬件系統(tǒng)之上。軟件系統(tǒng)則是CAD技術的核心，它決定了CAD技術所具有的功能，軟件部分越完善先進，CAD能夠發(fā)揮的功用就更加強大。CAD技術能夠以計算機圖形處理能力、產(chǎn)品造型技術、參數(shù)設計原理等為基礎，實現(xiàn)設計、生產(chǎn)、管理一體化。同時CAD能將復雜的問題較簡便的呈現(xiàn)出來，一些模糊的問題能夠通過圖示的分析研究做到可視化，從而減少問題的困難度，便于更好的理解，不僅能夠解決問題，還能大大節(jié)省實驗步驟和時間，提高經(jīng)濟效益，對試驗過程進行良好的控制。CAD繪圖不同于傳統(tǒng)的繪圖方式，用CAD繪圖更快捷，繪畫結果更準確，能夠進行剖面填充、尺寸標注、圖像編輯、調(diào)用圖塊等用途，功能十分強大。CAD技術能夠滿足現(xiàn)今社會，快速發(fā)展的科學技術對高科技產(chǎn)品提出的高要求，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的高質(zhì)量和高效率，達到快速更新?lián)Q代的要求，在應用領域中得到不斷的推廣和產(chǎn)生新的延伸與分支。

1.2 CAD技術的特點

在CAD技術出現(xiàn)以前，機械工程設計方法局限在傳統(tǒng)的設計方法上，機械設計技術的發(fā)展和完善十分緩慢，傳統(tǒng)的設計方法對設計人員技術要求較高，需要具有豐富的經(jīng)驗，結合靜態(tài)分析和近似計算的方法，設計過程中，不可避免的會出現(xiàn)誤差，設計進程緩慢，設計結果也差強人意，不利于機械工程設計技術的發(fā)展，使企業(yè)難以在激烈的競爭中脫穎而出。CAD技術的出現(xiàn)，提高了設計效率，解放了設計人員勞動力，可以方便快捷的實現(xiàn)設計者創(chuàng)造性思維和設計結果的輕松轉(zhuǎn)換，大大發(fā)揮了設計人員的創(chuàng)新思維，降低了設計工作強度，能夠?qū)碗s的設計分析過程簡單化，利用計算機強大的計算能力完成任務。CAD技術適應能力強，應用范圍廣泛，在不斷的發(fā)展和完善過程中，應用范圍也在不再擴大。發(fā)展到現(xiàn)在，CAD技術的內(nèi)容得到了不斷地豐富和更新，功能不斷強化，為了適應廣大用戶的使用需求，未來CAD技術必然會向著標準化、集成化和智能化的方向發(fā)展。CAD技術對其他很多軟件不具有兼容性，只適用于特定區(qū)域和一定數(shù)量的用戶人群，這種限制對行業(yè)內(nèi)部間的相互學習發(fā)展帶來了極大的障礙，要對數(shù)據(jù)模型標準化，提高CAD技術的適用能力，促進行業(yè)內(nèi)的自由交流，從而有利于機械工程設計行業(yè)的蓬勃發(fā)展。CAD技術更加智能化，能夠從更多方面將設計人員從傳統(tǒng)的設計方法中解脫出來，使設計人員能夠自由發(fā)散思維，促進技術產(chǎn)品的創(chuàng)新和發(fā)展。

1.3 CAD技術在機械工程設計中發(fā)揮的作用

CAD技術在我國的機械制造行業(yè)建設中起著重要的作用，作為一項新興的計算機設計技術，在我國的設計行業(yè)中得到了充分的使用，促進了我國機械制造行業(yè)的建設和發(fā)展。建模是機械工程設計中的核心內(nèi)容，在CAD技術中的機械建模功能能夠建立線框模型、表面模型和實體模型，這三種常見的三維建模相較于傳統(tǒng)的二維建模體系具有更加直觀、立體的將模型展示出來，能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化變量化。尤其在繪制復雜的零件模型時，CAD技術的建模功能給機械工程設計人員提供了一個簡便、解放思維能力的平臺，能夠輕松的將復雜的模型快捷靈活的建立起來。在CAD技術的應用情況下，零件的設計變得更加靈活、真實，能夠更好的滿足運用中實現(xiàn)的功能。CAD技術能夠降低傳統(tǒng)的設計方法所帶來的誤差，降低設計時的操作難度，減少設計所需的時間，也極大的提高了零部件設計的成功率，給我國帶來了巨大的經(jīng)濟效益。

2 CAD在機械工程設計方面的應用

2.1 簡化繪制裝配零件圖的程序

CAD技術在機械工程設計中最基礎的功能就是進行計算機輔助繪圖，相對于傳統(tǒng)的由設計人員手工進行繪圖，不僅容易產(chǎn)生誤差，不直觀、不準確，也延長了工程設計的工作周期，CAD制圖則改進了這些缺點，通過常見的三種三維建模方式，不僅可以高精度的將設計人員要設計的零件圖繪制出來，而且可以通過連接打印機直接打印投入生產(chǎn)，極大的縮短了工作時長，簡化了繪制裝配零件圖的程序，能夠提供每一個零部件的實際位置，實現(xiàn)零部件的精確裝配，提高了機械工程設計的繪圖質(zhì)量和效率。

2.2 CAD提高設計精確度，提高設計質(zhì)量

CAD技術利用其強大的計算機計算能力和圖形處理技術，從根本上改變了機械零件設計的質(zhì)量，提高了零部件制造時的成功率，與傳統(tǒng)的設計理念有著質(zhì)的飛躍，提高了零件設計的質(zhì)量。由于CAD技術的發(fā)展，現(xiàn)代機械零件的生產(chǎn)，是模型和零件在很大程度上能夠統(tǒng)一，從而極大程度上保證了機械設計產(chǎn)品的質(zhì)量。CAD技術先進與傳統(tǒng)的機械設計方法還體現(xiàn)在解放了設計人員的創(chuàng)新思維。傳統(tǒng)的機械設計方法注重的是實踐能力，這就限制了人們的創(chuàng)新思維，很多有創(chuàng)新性的想法無法得到技術支持和實現(xiàn)，而CAD技術的運用，可以輕松的將設計人員的具有新意、創(chuàng)造性的產(chǎn)品以立體直觀的形式展現(xiàn)出來，這就有助于設計人員找出零件設計不足和缺陷的地方，及時做出改正，提高零件制造的成功率。

2.3 促進CAD/CAM模具制造

CAD技術的不斷發(fā)展，使得機械產(chǎn)品的制造生產(chǎn)過程更加集中化，將普通的機床逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控機床，機械設計技術逐步趨向于信息化。CAD/CAM集成技術為零件設計和實際生產(chǎn)過程中提供了橋梁，可以避免傳統(tǒng)的操作方式中操作混亂、繁瑣的缺點，能夠?qū)崿F(xiàn)模型的數(shù)字化、集成化。

3 結語

二十一世紀，經(jīng)濟在發(fā)展，科技在進步。信息化、自動化、智能化已成為世界發(fā)展的主要趨勢，CAD技術的產(chǎn)生和發(fā)展就是順應這種趨勢的產(chǎn)物，在機械工程設計方面起到了十分重要的作用。要提高我國的制造業(yè)發(fā)展水平，充分掌握和運用CAD技術進行機械的制造是必要的過程，在此過程中，也要培養(yǎng)設計人員的創(chuàng)新能力，樹立創(chuàng)新意識，這將成為提高我國在機械制造行業(yè)競爭力的制勝武器。

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