论CAD技术在机械设计中的应用

李张强

[摘 要] 机械设计是机械工程主要的组成部分，更是机械生产的首要步骤，其对于机械性能也起到了重要作用，因此工程师应该对其给予高度的重视。主要对机械设计中如何应用CAD技术进行了分析，希望以此推动国内CAD行业的发展，以供参考。

[关键词] CAD;机械设计;应用

CAD技术在机械设计中的应用分为多个方面，主要体现在零部件和装配图的实体生成、模具CAD的集成制造、CAD机械软件应用以及CAD技术下的多维绘图应用等方面。其中，CAD系统的有效应用对传统的设计手法进行了转变，从一定程度上能够弥补传统设计中的不足之处，将设计理念与现代设计特点相结合，从而使得机械制造业快速发展。

一、实体生成

CAD制图在机械产品设计方面的运用更多是展现在实体生成方面，实体生成领域，更多是反映在实体建模方面。观察机械产品的实体建模，一般应用较为广泛的包括球形与立方体等结构。针对零部件的三维实体模型构建，应用CAD技术时，只需要根据零件内部不同的结构，将其划分为特点各异的结构体即可。随后将其他的几个基本模型进行基本三维实体构造，继而应用立体学知识与不同的布尔运算，对其进行拼接，形成对应的零部件。在机械零件的设计生产中，其组成并非是单一形势下的模型结构形成的，是由多种常见模型经过组合之后形成的。

二、集成制造

现代化科学技术处于不断的发展和进步中，机械制造行业现在对于速度有了更高的要求，各种新兴机械技术更是如雨后春笋，不断涌现。回顾机械制造的发展历程，实现了单一普通设计机床到多元化数控机床的转变，工人手工制图到CAD软件制图的改变，这些改变都预示着我国的机械产品制造领域正在迈向新的方向。目前的机械产品发展已经不再局限于传统的单一模型设计，而是发展到了模具的统一。经过统一的模具设计，就可以将相同的部件运用同一模具进行生产，此方式能够有效提升机械产品设计的效率，尽可能地降低设计中产生的各项成本支出。

三、机械软件应用

机械产品因为型号、种类的不同，具有自身鲜明的特点，这就造成在产品设计期间，会产生大量数据验算和处理工作。此项要求在传统的生产模式下，僅能应用二维图形进行处理，其不足之处就是精准度无法完全把控。另外，也会消耗大量的时间，生产效率会大幅度降低，与工业现代化的要求不符。应用CAD软件技术设计机械产品时，可以保证绘图的有效性，尽可能地降低产品设计的各项难度，使得数据处理能够更加精准。CAD多维绘图当中，交互式制图是应用次数最多的，其可以让各类基本图库进行转化，操作的简便性和精准性也能得到有效提升。

四、CAE软件应用

现代机械设计应用CAD的过程中，CAE与其具有异曲同工的效果。进行设计期间，也可以结合CAE机械系统进行设计。另一方面，CAD软件也能够起到优化机械零件、对零件寿命进行分析、增加强度的作用。同时也能够有效解决机械零件设计期间的问题所在，如结构的合理性、材料是否达到相关要求等。

五、CAD技术机械设计应用中的不足之处

尽管CAD技术应用于机械设计中优势显著，在生产效率方面发挥较大的作用，但还是有部分待优化之处，其反映在以下两方面：一方面，应用CAD软件能够替代传统的手工绘图方式，以此进行绘图。目前有很多企业应用CAD技术所制作的三维模型仅仅是停留于效果图的程度上，并未实施整体的设计工作，受力分析方面也极为匮乏;另一方面，国内在CAD技术应用方面的人才也处于缺乏的状态。CAD系统的操作是较为复杂的，且存在多种变化，完全掌握技术的应用是有一定困难的。现在的机械专业领域中，从事工作人员大部分都没有受过专业的系统培训，对于CAD技术的了解较为浅显，造成机械设计方案会有不同问题产生。

六、CAD技术发展趋势

CAD技术在现代化生产与发展中的应用不仅仅体现在机械产品的设计领域，在其他各个方面都有着十分重要的应用，它具有很好的发展前景。首先，本技术在未来使用过程中，正经历着由机械化向智能化发展的过程，而智能化也将会是本软件发展的最为突出的一个趋势;其次，本软件在未来的使用中，将更加趋向于虚拟化模式，未来环境下，它能够在一种相对虚拟的环境中将各类基本模型进行组合和模拟，使得设计师能够在虚拟的环境中实现对相应产品的建模。

近些年来，我国社会经济不断发展，国家知识库、数据库技术、人工智能技术以及信息集成等方面也处于持续的完善与发展之中，现代CAD技术也在朝此趋势发展，也是现代社会快速发展的标志。基于当前科学技术不断发展与完善的时代背景，计算机辅助下的各项技术层出不穷，机械设计也有更严苛的要求。设计者的计算机辅助技术需要和网络技术同步发展，设计者需要不断学习，提升自身的计算机辅助技术的知识。相信在计算机技术的辅助下，CAD技术与机械设计的融合将会更好。

参考文献：

[1]李秋娟，张兵.论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].化学工程与装备，2010.

[2]李善华.论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].丝路视野，2017.

[作者单位]

常熟职业教育中心校

（编辑：张佳琪）