CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究

摘?要：CAD作為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助技術(shù)，將其合理應(yīng)用到機(jī)械工程設(shè)計(jì)中，能夠保證所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的尺寸、規(guī)格等符合標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程。文章簡(jiǎn)單介紹了CAD技術(shù)與機(jī)械工程設(shè)計(jì)相關(guān)概念，對(duì)CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并提出在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中如何有效應(yīng)用CAD技術(shù)，希望為機(jī)械工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);機(jī)械工程設(shè)計(jì);精確度

傳統(tǒng)的機(jī)械工程設(shè)計(jì)圖形處理能力較弱，計(jì)算精確度不夠，而機(jī)械工程設(shè)計(jì)的工作量較大，工作流程較復(fù)雜，這些因素導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，設(shè)計(jì)人員工作效率低下，不能確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，間接性增加了企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本。在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，因此有效應(yīng)用該技術(shù)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、CAD技術(shù)與機(jī)械工程設(shè)計(jì)概述

（一）CAD技術(shù)基本定義

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)英文簡(jiǎn)稱為CAD。CAD技術(shù)指的是借助計(jì)算機(jī)工具輔助設(shè)計(jì)者完成相關(guān)設(shè)計(jì)的技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟為CAD技術(shù)的發(fā)展提供了發(fā)展空間，使其使用范圍不斷擴(kuò)大，比如在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械工程設(shè)計(jì)中得以應(yīng)用，將該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)。

（二）CAD技術(shù)與機(jī)械工程設(shè)計(jì)的關(guān)系

由于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)在圖形繪制處理、計(jì)算準(zhǔn)確性等方面存在一定缺陷，無(wú)法滿足機(jī)械工程對(duì)設(shè)計(jì)精確度、圖形處理等方面的高要求[1]。在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠促使機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量、效率得到很大程度改善和提升，因此機(jī)械工程設(shè)計(jì)要求的提高，為CAD技術(shù)的應(yīng)用提供有利機(jī)遇。

二、CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中發(fā)展現(xiàn)狀分析

CAD技術(shù)作為一種現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法，在機(jī)械工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中不斷更新和升級(jí)，以滿足當(dāng)前機(jī)械工程設(shè)計(jì)的需求。同時(shí)，在當(dāng)前智能化、信息化的發(fā)展趨勢(shì)下，CDA技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中也會(huì)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的步伐前進(jìn)，具體體現(xiàn)在以下方面：

首先，在CAD技術(shù)不斷更新的過(guò)程中，相關(guān)的CAD技術(shù)軟件也隨之產(chǎn)生，這些軟件憑借自身的特點(diǎn)來(lái)吸引不同層面的用戶，由于不同軟件在應(yīng)用中缺乏一定的標(biāo)準(zhǔn)，造成各個(gè)軟件之間出現(xiàn)不兼容情況，對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)操作人員來(lái)說(shuō)，在使用不同軟件時(shí)，無(wú)法做到信息交流和資源共享，影響CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)的深入開發(fā)和更新[2]。為了解決各個(gè)軟件之間不兼容問(wèn)題，要求CAD軟件數(shù)據(jù)模型、資源交換格式等具有一定的標(biāo)準(zhǔn)化，便于機(jī)械工程設(shè)計(jì)人員工作效率的提高，促使機(jī)械工程設(shè)計(jì)水平的提升。

其次，在當(dāng)前智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的大環(huán)境下，為CAD技術(shù)升級(jí)創(chuàng)造有利環(huán)境，比如在機(jī)械產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中應(yīng)用該技術(shù)，可以通過(guò)參數(shù)、特征造型等來(lái)分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性，能夠使設(shè)計(jì)者從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中解脫出來(lái)，將更多時(shí)間和精力用在產(chǎn)品性能創(chuàng)新方面。

最后，在網(wǎng)絡(luò)條件的支撐下，在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品二維圖紙的快速傳輸，并建立具有動(dòng)態(tài)性的三維模型，在達(dá)到機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，使企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本有所降低。

三、在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中有效應(yīng)用CAD技術(shù)的策略

（一）在機(jī)械工程設(shè)計(jì)建模中的應(yīng)用

隨著CAD技術(shù)的不斷升級(jí)和更新，其在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用更加深入，在計(jì)算機(jī)輔助建模中運(yùn)用該技術(shù)，以保障機(jī)械工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。在具體應(yīng)用CAD技術(shù)進(jìn)行建模的過(guò)程中，需要滿足以下方面的要求：首先，由于參數(shù)是建模的基礎(chǔ)，只有確定具體參數(shù)與三維CAD要求相符合，才能保證所建模型具有一定的準(zhǔn)確性。

其次，在借助三維CAD軟件進(jìn)行建模時(shí)，設(shè)計(jì)者可以通過(guò)個(gè)人構(gòu)想將三維模型構(gòu)建出來(lái)，確保所構(gòu)建的模型在尺寸、結(jié)構(gòu)等方面的精確度，間接性提高模型設(shè)計(jì)的水平[3]。同時(shí)，可以借助三維CAD軟件檢測(cè)原始設(shè)計(jì)中存在的缺陷，這樣便于及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，促使設(shè)計(jì)質(zhì)量的提高。

（二）在機(jī)械工程設(shè)計(jì)繪圖中應(yīng)用

CAD技術(shù)最早應(yīng)用在計(jì)算機(jī)輔助繪圖中，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的手工繪圖工作量較大，繪圖人員繪圖效率不能跟上其他環(huán)節(jié)工作的進(jìn)度，一定程度會(huì)造成工期的延誤，在人工繪圖過(guò)程中容易受到人為因素的影響，所繪制的圖紙存在一定誤差。同時(shí)所用的圖紙容易受到外部因素影響，比如圖紙受潮后，所繪制的設(shè)計(jì)圖質(zhì)量無(wú)法保證。

借助CAD技術(shù)進(jìn)行輔助繪圖，由于該技術(shù)中擁有大量的圖形庫(kù)和繪圖口令，可以依據(jù)繪圖要求輸入繪圖口令進(jìn)行操作，使所繪制的圖準(zhǔn)確性得以提升，并且采用該技術(shù)進(jìn)行繪圖，工作流程得以簡(jiǎn)化，使繪圖人員的工作量減少，在保證繪圖質(zhì)量的基礎(chǔ)上繪圖效率有所提升。同時(shí)，采用該技術(shù)進(jìn)行繪圖，能夠避免人為因素和外部因素對(duì)繪圖質(zhì)量的影響，使所繪制的圖紙美觀和清晰度能夠有效保障。

（三）利用CAD技術(shù)對(duì)產(chǎn)品模式進(jìn)行工程分析

在機(jī)械工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要求機(jī)械工程所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠滿足力學(xué)方面的性能，還需要對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。在動(dòng)力學(xué)分析、有限元分析等發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，CAD技術(shù)的應(yīng)用也處于不斷升級(jí)中，體現(xiàn)其對(duì)動(dòng)力分析、結(jié)構(gòu)改進(jìn)等方面的作用，能夠明確指出其結(jié)構(gòu)改進(jìn)的方向，更容易實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的目標(biāo)，從而將機(jī)械工程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品性能更好地挖掘出來(lái)。

比如當(dāng)前大多數(shù)CAD軟件能夠利用有限元分析接口，設(shè)計(jì)師可以利用該接口將所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品放入有限元中進(jìn)行分析，或者利用三維CAD技術(shù)來(lái)達(dá)到這一目標(biāo)。同時(shí)，可以在給定的負(fù)載下，對(duì)產(chǎn)品的模型進(jìn)行工程分析，以工程分析的結(jié)果為依據(jù)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

四、結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)，能夠讓所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品充滿新穎度，設(shè)計(jì)、繪圖等流程有所簡(jiǎn)化，一定程度上讓設(shè)計(jì)人員的雙手得以解放，在保證設(shè)計(jì)符合質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)工作效率的提升，可為整個(gè)機(jī)械工程行業(yè)的發(fā)展注入新的生命力。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳冰.CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展與應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2017（4）：17-18.

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[3]趙航.CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展與應(yīng)用[J].科技展望，2017（25）：155.

作者簡(jiǎn)介：高菁（1980-），女，漢族，天津人，本科，講師，研究方向：機(jī)械。