CAD技术在机械工程设计中的发展与应用

齐齐哈尔工程学院 王云飞

CAD技术本身属于一种特殊的软件技术，而且这项技术已诞生很久，广泛应用于我国的设计领域和建筑领域。近几年来，机械工程设计也加大了CAD技术的应用力度，这主要取决于CAD技术的快速发展，随着科学技术的不断进步，CAD技术也有了很大的变化，比如说，现代的CAD技术不仅仅只是以二维形式来对空间范围进行划分，而且可以通过该软件进行一定程度的3D模型创立，再加上CAD和当下绝大多数的3D软件有着很强的兼容性，可以让设计师在进行二维图形建立的同时，并加以3D模型的初步成型，以此来帮助设计师对机械工程组件的问题和体态进行更完整的分析。

1 CAD技术

CAD技术全名叫作计算机辅助设计技术，就是利用计算机或者某些特殊的图形设备来帮助相关的设计人员进行辅助设计工作，依靠这种特殊的设计软件，可以让设计师摆脱大量的数据运算。因为对于机械工程设计来说，大多数的机械组件都会涉及大量的数据运算，而作为人不可能十全十美，对于数据的运算自然会出现一定的误差，而一旦出现误差，就很可能导致机械工程组件的偏差，最终使产品无法正常使用。如果借用计算机来代替设计师进行数据的计算，那么可以在节省大量时间的同时，对方案进行最优分析。同时，依靠CAD技术，还能让设计师对模型进行初步的设计和构建。最关键的一点，就是CAD技术本身由于是搭载于计算机内部的，这就使得CAD技术所设计的各种重要数据是可以实时存放到计算机库当中的，因此，当设计师想要对该数据进行调用时，可以第一时间从计算机的数据库中进行快速检索和抽取，以此来方便设计师进行后续的机械工程设计作业。

一般来说，机械工程设计师在进行设计前，通常会进行草图的绘制设计，然后再将初步的草图转化为工作图，而这一步如果由人工来完成，将会相当困难，并且这项工作对于数据方面的要求也相当高，而如果交给计算机，可以有效地解决这一问题，并且，通过计算机完成的数据操作，可以保证数据的有效性和准确性。同时，借助CAD技术，可以让计算机自动生产最终的设计结构图形，让设计人员更为直观地对设计进行查看和判断以及进行后续的修改工作。随着我国科技技术的不断进步、CAD技术的更新，使得现代的CAD技术已经和传统的CAD技术有着很大的不同，诸如，现代的CAD技术有着更多人性化的操作理念，诸如图形的放大、缩小、平移、复制、选择、旋转等各种各样的详细编辑操作都可以做到，同时，近几年的CAD技术还可以让设计师进行更加人性化的操作，以此来达到最佳的设计体验。

2 CAD技术的基本技术组成

目前来说，我国当下机械工程设计中常用到的CAD技术大致包括由四种技术，即图形变换技术、曲面造型技术、实体造型技术、交互技术等。其中交互技术是当下CAD技术中最主要的

发展方向之一，也就是现在最常看到的交互式CAD系统，这种系统可以让用户在使用CAD进行设计工作时，很好地使人和机

器有一个极强的信息交流，并且，结合交互式的系统技术，设计师可以在设计的同时进行多项功能的操作，诸如打样、修改、构思等，可以同步进行。其次，图形终端还能将最终的设计实时反馈给设计师，让设计师第一时间对不满意的地方进行修改和整合。而曲面造型技术和实体造型技术则是近几年CAD技术逐渐发展出来的两项新功能，其中曲面造型主要针对线条的曲面造型进行研究开发，因为现代多数设计师都比较倾向异形曲线造型，传统的直线造型已经不能很好地满足当代设计师的设计追求，为了满足设计师的异形设计需求，CAD技术也相应的做出了很多的改变，而曲面造型技术和实体造型技术就是其中的佼佼者，借助这两项功能，可以让设计师在CAD软件中对机械工程进行曲面造型设计，当做完二维图形之后，可以第一时间使用实体造型技术将设计出的二维图形还原出来，从而展现最终的机械工程设计成品，以此来方便设计师进行后续的设计操作。最后一个图形变换技术，则是当下CAD技术中最为核心的技术，图形变换主要是将用户的坐标系和图形输出设备相结合，同时对图形进行平移、旋转、缩放、透视变换等多种操作，并且，借助矩阵运算法可以实时地将设计师所设计出的成品第一时间展现出来，可以说，图形变换技术的出现，是CAD技术全面拓展设计市场的划时代变革。

3 CAD技术在机械工程设计中的应用

结合上文，我们充分了解到CAD技术相关的概念和知识，并且一定程度上对CAD技术的基本技术组成进行了分析，对此，为了更好地加强CAD技术在我国机械工程设计领域中的应用成效，就需要对CAD技术的实际应用情况进行详细探究，以此来进一步促进我国的机械工程设计的发展进程。

首先是CAD技术在机械工程设计中的绘图方面的应用，因为对于CAD技术来说，最主要的应用方面就是绘图，并且，这一点在我国的机械工程设计中有着很强的贴合性，借助CAD技术强大的绘图能力，可以帮助设计师很好地对机械工程设计中组件的不同方面进行绘制，并且，现代各种人性化交互技术，可以让设计师在设计的过程中充分体会到CAD软件带来的便捷，也就是说，现代的CAD技术在功能方面上更为人性化，更加注重设计师的设计使用体验，因此，相较于传统的绘图软件来说，CAD技术显得更为成熟。

其次就是CAD本身的建模功能，在传统的机械工程设计中，一般是先绘制基础的二维图形，然后再导入专业的建模软件中。而现代的CAD技术本身就内置了一定的建模功能，虽然本身的功能性还无法和现代的专业建模软件相比，但是，可以让设计师在初期进行模型的建立观看，从根本上提高设计师作业的精确性。

最后就是CAD技术的智能化技术方面，智能化是近几年兴起的一种技术，这项技术更加注重人的智能体验，通过不同的绘制过程带给设计师一个完美的设计使用体验。

4 结语

综上所述，CAD技术在我国当下的机械工程设计中有着极为重要的地位和作用，对此，为了更好地加强CAD技术在我国机械工程设计中的应用成效，需要针对实际的应用情况进行仔细分析，以此来促进我国机械工程设计的进一步发展。