CAD对机械设计制造的影响

冯骏

（南宁八菱科技股份有限公司 广西南宁 530003）

CAD对机械设计制造的影响

冯骏

（南宁八菱科技股份有限公司 广西南宁 530003）

CAD是计算机软件技术不断发展的产物，将其应用在机械设计中有着重要意义。通过利用CAD技术，不仅能够科学地减轻工作人员工作任务，更可以提升机械设计的整体质量与效率。在实际运用过程中，机械设计企业与工作人员应结合时代发展的要求，不断创新CAD技术和系统，从而充分发挥CAD的作用。本文以CAD技术概念为基础，简要分析其发展历程，重点探讨CAD技术对机械设计制造的影响。

CAD技术；机械设计；多维绘图；设计理念

前言

机械设计以机械工作原理为基础，根据具体的使用要求，构思对应的机械运动方式、结构、形状尺寸等，是进行机械生产的关键步骤，将CAD技术科学的融入机械设计，在提升设计整体水平的同时，为企业获取更大的经济效益。CAD是现代化计算机辅助设计软件，能实时为技术设计人员解决机械问题，且操作程序较为简单，具备设计、修改图形等多种功能，企业应加大对CAD的重视程度，结合企业规模，推出更符合当前时代需求的机械设计。

1 CAD技术与机械设计概况

机械设计主要是指有关机械产品的制作、生产、工作领域，在当前的经济建设中占据着重要地位。而CAD（Computer Aided Design）主要是指计算机的辅助设计，即设计人员通过利用图形设备或者计算机软件而进行的设计过程。在机械设计过程中，一般都会需要借助计算机计算、整理、对比不同的方案，从而选择出最优方案，而CAD技术能够存储不同类型的设计信息，并可被快速检索，将其应用在机械设计中，能有效提升设计的工作效率。

1.1 CAD系统具体组成模块

CAD系统的核心部分是软件模块，CAD本身具备的功能大多取决于软件系统的先进性，但系统运行的顺畅性则由硬件系统影响，具体的模块如表1所示。

表1

从表1可知，CAD系统由硬件和软件两个部分组成，在实际应用过程中，应根据设计需求，而选择恰当的模块，科学地提升整体设计效率和质量。

1.2 CAD的发展历程

CAD技术在我国发展历程较短，但发展速度很快，且在机械设计中的应用范围较广，不管是硬件系统还是软件系统，都发展到了一定的高度，软件系统主要包括CADDS、ProE、Solid-Works、IDEAS等，部分软件还有CAM等功能，从总的前进趋势来看，CAD逐步出现了智能化、集成化、信息化和自动化的特点，但与发达国家相比，仍存在较大差距，相关企业和设计人员应加大对CAD的研究力度，扩大CAD的应用范围。

2 CAD在机械设计中的应用方式

CAD在机械设计中的应用主要包括多维空间绘图方式和实体应用方式，从其应用现状的角度分析，当CAD才出现时，受到计算机硬件系统等因素的限制，CAD只能够绘制出最简单的二维空间图形，但当前三维CAD技术的影响越来越广，且零部件结构与设计也逐步优化。

2.1 多维空间绘图

机械设计产品所需要处理的信息包括图形与数据两个方面，其中图形的工作任务较重，根据相关资料记载，已经占到总工作任务的70%以上。从二维空间图形的层次分析，在开始制图时，应选择好绘图软件，应用得较多的绘图软件有工作站、微机型，如交互型绘图，不仅能够根据机械设计要求绘制出多种多样的图形，更可以在系统中直接编辑，从而充分发挥CAD作用。

2.2 实体应用方式

CAD在机械设计中的实体应用方式，主要体现在建模方面，包括线框、实体、表面等模型，具体的内容如表2所示。

表2

基于Auto CAD实体造型的角度分析，其基本的实体包括球体、楔形体、立方体、圆锥体等，对于系统中简单的零部件，可以通过分析图形具体的结构，再分成以上的基本体，重新塑造三维空间实体，最后进行并集、交集、差等方面的运算，使得CAD技术解决机械设计中的问题。

3 CAD应用在机械设计中的影响

将CAD应用在机械设计中，不仅能够帮助设计人员有效缩短工作周期，更能提升其整体质量，其具体的影响表现在以下几方面：

3.1 节约机械设计整体时间

机械设计出的产品具备相似性、批量性和对称性，且产品被投入使用后，更应有较强的灵活性与复制性，因此利用CAD进行对应的机械设计时，对于内部相似的零部件设计，只需改变其中某些参数即可。如借助相邻零部件之间的位置数据或者性状，再加入适当的改进，形成全新的机械产品或零部件，从而节约整个机械设计的整体时间。需要注意的是，利用迅速重新构建的方法，还可有效节省设计计划时间，大约能够缩短2/3，即CAD中所特有的高度变形功能，通过这一功能，可在极短时间内设计出产品，科学地缩短产品从设计到生产周期。就当前激烈的市场竞争而言，机械产品较快地投入生产，就在某种程度上意味着扩大企业市场影响力，促进企业实现持续发展。

3.2 简化机械装配零件程序

在CAD技术中，内部资源存储器与查找设备中的组成零部件——装配路径查找器，可记录下零件的装配程序，实际的装配过程中，如果出现装配程序错误或零部件位置不正确时，可借助查找器，全面检查机械产品，进而及时发现安装过程的错误，并采取针对性措施，确保产品的合理性。同时，CAD还具备隐藏零部件功能，为方便工作人员检查装配具体结构，能够通过该功能，选择性隐藏外部零件，简化机械装配零件程序。

3.3 直观灵活地修改零件

完成设计产品后，可借助资源查找器，查看产品的所有零部件环境，包括指令等部分，指令与设计产品的零部件结构有着极大影响，当改变指令中特定参数时，即可改变零件的具体设计，操作方式比较简单方便。需要注意的是，修改缓解不仅可应用在零件环境，也能够应用在装配环境，灵活性较强。

3.4 提升设计整体水平与质量

机械设计不断朝着智能化的方向发展，而CAD技术能够很好地满足机械产品需求。设计机械产品的过程中应用CAD技术，能够优化设计方式，提升设计的整体技术含量。同时，在生产机械产品的过程中，可通过CIMS技术生产产品，统筹信息技术与机械设计产品之间的关系，进而保障产品整体质量。

3.5 融入现代化设计理念

CAD技术给机械设计带来了重大发展机遇，有着较大地发展潜力，CAD以计算机等先进技术为基础，但需要注意的是，当前我国在CAD方面的人才仍然较少，但CAD整个系统比较复杂，因此设计出的机械产品往往仍有一定的缺陷，基于此，为进一步应用CAD技术，相关设计人员必须加强自身修养，不断学习CAD相关设计理念和知识，结合机械设计市场需求，融入现代化技术，提升设计工作的科技含量。

4 结束语

综上所述，随着制造行业的飞速发展，机械设计也迎来了新的挑战机遇，将CAD技术合理地应用在机械设计中，不仅打破了传统设计理念，革新设计模式，更为机械设计注入了新的生命力。能够使得机械设计更好地符合制造业需求，提升其灵活性和先进性。机械设计企业应结合当前市场变化，加大对CAD的应用程度，通过多维绘图、实体应用等方式，扩大CAD在机械设计中的影响，充分发挥CAD的优势，缩短设计整体周期，简化机械装配零件程序，更加直观灵活地修改图纸，进一步提高机械设计产品的质量。

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TQ330.4

A

1004-7344（2016）24-0302-02

2016-8-7

冯骏（1982-），男，大专，主要从事机械设计工作。