CAD在机械设计中的应用分析

尤士谆

（重庆工业职业技术学院，重庆 404100）

CAD技术是现代科技发展的产物，自诞生以来以其优越的绘图和图形处理功能得到了广泛赞誉，并被广泛的应用与诸多领域，如汽车、飞机、造船、建筑、服装等等行业都会使用CAD进行设计工作，但是应用效率最高的还是机械设计领域。目前较为先进的设计软件是Auto CAD计算机辅助软件技术，其具有很强的绘图功能，操作更为便捷、灵活，对于设计人员来讲它是一个非常好的帮手，能够大大提高设计工作效率。

1 CAD技术的发展概况

CAD技术是一款以现代计算机图形处理功能为基础的绘图工具，工程设计人员可以利用这项技术对产品的设计进行分析调整，直至达到理想的效果。这项技术自研发以来经过了不断的改进，目前已经将现代计算机辅助技术、集成制造技术以及数据管理系统等多项功能集于一身，为各类企业的产品设计工作提供了很大便利。现在的CAD技术已经由简单的数据计算和图形编辑功能，逐步发展成为人工智能技术（ICAD）。在新世纪里，ICAD技术将会朝着功能多元化的方向发展，顺应市场需求，为中小企业的产品设计提供提供技术支持。通过ICAD技术可以在某一领域内，模仿专家的设计过程，应用符号推理技术就某一单一领域的问题进行解决。将人工智能处理技术和电子绘图技术充分结合，让计算机进行设计方案的制定，借助科技手段提高设计工作效率。

随着三维动画技术进入到CAD设计系统中，人们实现了将大脑中的设计思路，在计算机中通过三维模型的设计手段演示出来，方便设计人员在三维模型的立体影像中对设计进行修改，并将模型中的各项数据做好统一。这样就可以对设计思路进行完善，使设计的作品更优秀。在进行三维CAD设计工作中，应该建立整个设计方案的数据库，在此基础上，对整个设计进行分析会更为准确。随着现代计算机、网络通讯技术的发展，CAD三维技术正朝着开放式、智能化、标准化的方向迈进，对于国内CAD技术设计的发展具有重要意义。

将CAD技术应用于机械产品的设计方案中，可以对产品的性能和结构设计进行优化，设计人员可以运用计算机，对产品的外形设计和性能设计中涉及的零部件的工作状态及外形结构进行修改，从而使机械产品从内部结构到外形的设计实现理想化。

2 CAD技术在机械设计工作中的具体应用

（1）实体应用。运用CAD技术进行三维建模的形式包括三种，分别为线框模型；实体模型；表面模型。CAD软件中很多能够实体建模，并提供相应的基本体系。比如使用AutoCAD软件进行三维实体建模过程中，系统能够提供包括立方体、球体、圆柱体、楔形体在内的多种体系。某些简单的零件，可以运用结构分析法对零件进行基本体的分解，再运用三维技术进行实体造型，并通过对基本体交、并、差的计算，由此能够绘制出零件的三维实体模型。但是对于某些结构复杂的零部件往往很难进行基本体的分解，即使分解完成也会出现因基本体太多而无法成型的问题。所以应该在二维几何图形中对零件的截面轮廓做好定义，之后在运用三维实体造型技术，将零件进行拉伸、旋转处理，得到更为直观的基本体模型，然后再通过交、并、差等计算出零件的三维实体造型。设计人员需要认真统计机械运动的数据，计算出各个零件的运动坐标，利用CAD技术中的三维编辑处理技术按照既定的坐标进行零件的“组装”。随着科学技术的不断发展，机械制造的设计、生产技术也不断的向前迈进，数控机床和CAD技术应用面越发广泛，机械制造行业正在向着数字化与电子化的方向发展。机械模具的CAD技术和激光快速成型技术已经被广泛的应用于机械设计制造行业。

（2）多维绘图技术的应用。在机械产品设计的信息处理过程中，重点要关注图形与数据两个部分。具体的设计工作中，绘图的工作量比大约占整体工作的60%以上，从二维角度进行信息处理就是绘制设计平面图。就目前的CAD应用情况看，可用的绘图软件比较多，基本都可以完成图形绘制和编辑工作，并配有标准的文字、规范的尺寸、鲜明的层次性，能够完成图形的交换。但是要想真正体现出CAD技术的优越性，还应该在二维绘图软件功能的基础上，应用具备宏命令功能的参数设计系统，组建服务于图形设计的符号数据库，这样设计人员就可以免去复杂的计算机操作，根据数据库菜单从事图形绘制工作。

（3）CAD技术在未来机械设计中的应用展望。CAD技术的应用功能大致是计算、分析与绘图，但是就机械设计而言，单单是这些功能还不够，对于设计中方案的构想、产品结构布局、参数的推理等等都需要现代技术的辅助作用。近些年以来，CAD技术在这些方面也有了一定的进步，开发出一部分应用与机械零件制作的设计软件和故障检验系统。在未来的发展中，CAD技术的发展将会随着市场需要而不断前进，促进机械设计制造的不断进步，提升产品更新换代的频率，为提高机械产品的设计水平和质量发挥更大的效用。

3 结语

综上所述，CAD技术是机械设计业重要的辅助工具，从机械设计实体、多维绘图等方面看，这项技术具有很好的实际意义，其计算、分析、多维绘图等功能使机械设计工作更为便捷，未来机械设计中应用CAD技术会更加广泛，同时设计人员也应不断更新观念，拓展视野，不断完善CAD的技术功能，使其为以后设计工作提供更好的服务。

[1]张夕琴.CAD/CAE技术在机械设计中的应用[J].装备制造技术，2007，(12)

[2]陈晓红.基于CAD在机械设计中应用的探索性研究[J].制造业自动化，2011，33(4).