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

摘? 要：機(jī)械制造行業(yè)是我國(guó)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著舉足輕重的作用。促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)健康快速發(fā)展，就需要提高機(jī)械工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，積極應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)。CAD技術(shù)具有豐富的功能，可以滿足機(jī)械工程設(shè)計(jì)的繪圖要求，而且操作起來比較簡(jiǎn)單，能夠有效改善傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式。本文闡述了CAD技術(shù)內(nèi)容以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，分析該技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù);機(jī)械工程設(shè)計(jì);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP391 ???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）08-0000-00

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)也取得了較快發(fā)展。但是機(jī)械工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，目前我國(guó)在設(shè)計(jì)方面還有很大的提升空間，需要進(jìn)一步發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，提高設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅提高了設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量，而且改善了之前設(shè)計(jì)中的問題。

1 CAD技術(shù)概述及其優(yōu)勢(shì)

1.1 CAD技術(shù)概述

CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)稱，CAD技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)工具輔助相關(guān)設(shè)計(jì)人員完成設(shè)計(jì)的一種技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，CAD技術(shù)有了長(zhǎng)足發(fā)展，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，尤其在設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。CAD的主要功能是繪制二維圖和三維圖，需要借助計(jì)算機(jī)才能運(yùn)行。但是CAD運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)的配置有嚴(yán)格要求，必須要配置專業(yè)性較強(qiáng)的圖形處理器，才能將CAD的功能充分發(fā)揮出來。機(jī)械工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作，需要提前對(duì)大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和計(jì)算，對(duì)設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度有極高的要求，并且還要設(shè)計(jì)出最為適合的方案。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中存在一定的缺陷，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息或者圖形丟失現(xiàn)象，難以適應(yīng)機(jī)械工程設(shè)計(jì)在精準(zhǔn)度等方面的要求。但是將CAD技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程設(shè)計(jì)中，不僅能夠提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率，而且能夠設(shè)計(jì)出最優(yōu)的方案。

1.2 CAD技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)，具有多方面的優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，可以提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。在機(jī)械工程設(shè)計(jì)過程中，尤其要注重細(xì)節(jié)處理。通過應(yīng)用CAD技術(shù)，可以計(jì)算和調(diào)整機(jī)械產(chǎn)品的參數(shù)，幫助機(jī)械工程設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品更加精確、精準(zhǔn)。同時(shí)還可以通過搭建系統(tǒng)模型來提高計(jì)算的準(zhǔn)確性。CAD技術(shù)中包含力學(xué)體系等內(nèi)容，有助于設(shè)計(jì)工作更加精確，從而有效提升產(chǎn)品的質(zhì)量。其次，可以縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。機(jī)械設(shè)計(jì)工作比較復(fù)雜，需要的時(shí)間也比較長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮多方面因素，確保設(shè)計(jì)工作具有可行性。通過應(yīng)用CAD技術(shù)，大幅度縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)工作效率。針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行三維立體設(shè)計(jì)，能夠直觀的看出其中存在的造型問題，并且借助計(jì)算機(jī)將各種不同的幾何體組合，相應(yīng)的相貫線、截交線會(huì)自動(dòng)生成，促使設(shè)計(jì)工作開展的更加順利。再次，可以推動(dòng)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的數(shù)字化進(jìn)程。進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的輔助，并且與CAD技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，對(duì)機(jī)械工程進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)，促使設(shè)計(jì)軟件的升級(jí)，也推動(dòng)了數(shù)字化進(jìn)程。最后，可以促進(jìn)機(jī)械工程更快的發(fā)展。在不斷的應(yīng)用實(shí)踐中，CAD技術(shù)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)習(xí)慣，越來越成熟，正在向著智能化趨勢(shì)發(fā)展，相應(yīng)的功能也在不斷完善，使得設(shè)計(jì)工作更加順暢，促進(jìn)了機(jī)械工程行業(yè)的發(fā)展。CAD技術(shù)的應(yīng)用，為相關(guān)設(shè)計(jì)人員減少了工作量，而且操作起來更加便捷，只需花費(fèi)很少的精力就能直觀的得到設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)模型。由上述幾個(gè)方面可以看出，CAD技術(shù)具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其發(fā)展前景也非常廣闊，在于機(jī)械工程設(shè)計(jì)工作中發(fā)揮著重要作用。

2 CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展分析

2.1網(wǎng)絡(luò)化

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，CAD技術(shù)要朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。近年來，CAD軟件得到了廣泛應(yīng)用，為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要，其功能需要不斷完善，才能進(jìn)一步滿足社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電子商務(wù)得到了飛速發(fā)展，CAD在網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展過程中，增加了遠(yuǎn)程交流功能，在互聯(lián)網(wǎng)的助力下，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙的傳遞。通過這種方式，企業(yè)之間可以在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)分析設(shè)計(jì)圖紙，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交流和探討，從而大大提高了設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率，有效減少了設(shè)計(jì)成本，促進(jìn)了機(jī)械工程設(shè)計(jì)的順利發(fā)展。

2.2標(biāo)準(zhǔn)化

CAD具有操作簡(jiǎn)單、使用便捷、精確度高等優(yōu)勢(shì)，正是由于這些優(yōu)勢(shì)，才使得其得到了機(jī)械工程設(shè)計(jì)的普遍應(yīng)用，也受到了更多設(shè)計(jì)人員的喜愛。但是在應(yīng)用該軟件的過程中，尤其要關(guān)注計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)施，因?yàn)橹挥杏?jì)算機(jī)硬件符合相關(guān)要求，才能保障該軟件的使用效率，不然是無法正常使用的。在符合相關(guān)要求的前提下，就可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化流程進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)，將CAD的積極作用充分發(fā)揮出來，保證其在機(jī)械制造生產(chǎn)中的正常使用。所以，應(yīng)用CAD技術(shù)建立數(shù)據(jù)模型，需要對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，才能確保機(jī)械工程設(shè)計(jì)的完善。在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中，CAD應(yīng)當(dāng)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化體系，不斷完善計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。

2.3智能化

當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，CAD技術(shù)也逐漸向智能化方向發(fā)展。在進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)用該技術(shù)時(shí)將相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，就會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)模型，這就有效提高了設(shè)計(jì)效率，同時(shí)減少了設(shè)計(jì)人員的工作量，設(shè)計(jì)人員不用再投入大量的時(shí)間和精力，可以留出更多的時(shí)間去研究機(jī)械工程設(shè)計(jì)。當(dāng)然，在模型設(shè)計(jì)過程中，還是離不開設(shè)計(jì)人員的，需要設(shè)計(jì)人員運(yùn)用自身的思維能力，分析模型設(shè)計(jì)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。CAD技術(shù)走向智能化之后，能夠大幅度提高機(jī)械工程設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，通過設(shè)計(jì)模型促使設(shè)計(jì)內(nèi)容更加完善，并且運(yùn)用創(chuàng)新性思維，在設(shè)計(jì)中增加更多新元素，提高機(jī)械工程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力。

2.4創(chuàng)新發(fā)展

為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，適應(yīng)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的要求，推動(dòng)機(jī)械工程領(lǐng)域的發(fā)展，CAD技術(shù)在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，這一點(diǎn)在功能上得到了充分體現(xiàn)。比如，該技術(shù)創(chuàng)新了圖塊斷線、自動(dòng)涂層等實(shí)用性功能。這些功能在解決以前設(shè)計(jì)中的問題方面有明顯的作用，從根本上提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)過程中，需要確保相關(guān)數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)性。而應(yīng)用CAD的協(xié)同設(shè)計(jì)功能進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)械工程設(shè)計(jì)的相關(guān)工作人員可以多人同時(shí)繪圖，這樣繪制出來的圖紙具有極高的精準(zhǔn)度，同時(shí)還可以完成圖紙版本管理等。這些創(chuàng)新功能在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中起著關(guān)鍵性作用，不僅大大提高設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性，而且可以符合相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

3.1在設(shè)計(jì)繪圖中的具體應(yīng)用

CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，最開始是用作計(jì)算機(jī)輔助繪圖。這是由于之前一直采用的是手工繪圖，但是這種繪圖方式具有較大的工作量，繪圖人員的工作壓力也比較大，如果繪圖效率不高，跟不上工作進(jìn)度，就會(huì)影響機(jī)械工程的工期。人工繪圖方式受人為因素的影響比較大，繪制出來的圖紙也會(huì)有一定誤差。此外，如果機(jī)械工程設(shè)計(jì)所需的圖紙受到外部環(huán)境的影響，比如受潮或者損壞等，就會(huì)影響設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量，也會(huì)對(duì)整個(gè)工作進(jìn)度產(chǎn)生影響。但是在設(shè)計(jì)繪圖中應(yīng)用CAD技術(shù)就可以輔助繪圖。該技術(shù)中包含豐富的繪圖口令，圖形庫(kù)中的圖形數(shù)量也非常大，在繪圖時(shí)可以根據(jù)具體要求，將繪圖口令輸入到軟件中。通過這種操作，使得繪制的圖紙更加具有準(zhǔn)確性。同時(shí)該技術(shù)在設(shè)計(jì)繪圖中的應(yīng)用，不僅簡(jiǎn)化了工作流程，而且還減少了繪圖人員的工作量，從整體上提高了設(shè)計(jì)繪圖的質(zhì)量和效率。此外，應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖，有效規(guī)避了人為因素和外部環(huán)境的影響，不僅保證了繪圖質(zhì)量，而且還有效提高了設(shè)計(jì)圖紙的準(zhǔn)確性和清晰性。

3.2在設(shè)計(jì)建模中的具體應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，CAD技術(shù)也在不斷升級(jí)，促使其在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中得到了更加深入的應(yīng)用，將該技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助建模中，能夠有效提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。在設(shè)計(jì)建模過程中，要想充分應(yīng)用CAD技術(shù)，必須要符合一定的條件。首先，要明確建模參數(shù)，參數(shù)在建模中是非常關(guān)鍵的，在建模之前需要確定建模參數(shù)符合三維CAD的要求，才能確保所建立模型的準(zhǔn)確性。其次，應(yīng)用CAD建模過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以將自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想通過軟件構(gòu)建出三維模型，同時(shí)要保障模型在各個(gè)方面的精確度，比如尺寸等，為機(jī)械工程設(shè)計(jì)質(zhì)量提供保障，從而提高設(shè)計(jì)水平。在模型構(gòu)建完成之后，可以應(yīng)用CAD軟件中的檢測(cè)功能，對(duì)模型進(jìn)行全面檢測(cè)，及時(shí)檢測(cè)出設(shè)計(jì)中的不足，并及時(shí)做出調(diào)整和處理，確保整個(gè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3.3在產(chǎn)品模型分析中的具體應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有一定的要求。設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品要符合力學(xué)性能，同時(shí)還要完善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。動(dòng)力學(xué)分析的不斷發(fā)展，促使CAD技術(shù)不斷更新，該技術(shù)的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)在改進(jìn)結(jié)構(gòu)、分析動(dòng)力等方面發(fā)揮著重要作用，而且還能為結(jié)構(gòu)改進(jìn)指出正確的方向，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)，充分挖掘機(jī)械工程設(shè)計(jì)的產(chǎn)品性能。此外，有限元分析的發(fā)展，也推動(dòng)CAD技術(shù)不斷升級(jí)。應(yīng)用CAD，可以借助有限元分析接口，相關(guān)設(shè)計(jì)人員也可以將設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品通過接口進(jìn)行有限元分析，從而有效優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，還能夠在既定負(fù)載的情況下，應(yīng)用CAD技術(shù)分析產(chǎn)品模型，并根據(jù)分析結(jié)果改進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。

3.4在質(zhì)量控制中的具體應(yīng)用

CAD技術(shù)的多個(gè)功能中，最為明顯的就是計(jì)算能力以及處理圖形的能力，這也是其在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用的原因。正是這兩個(gè)方面的能力，可以有效處理機(jī)械工程設(shè)計(jì)中存在的質(zhì)量問題。通常情況下，機(jī)械工程制造上存在的質(zhì)量問題，是由于設(shè)計(jì)中對(duì)于精準(zhǔn)度的控制不夠，但是應(yīng)用CAD技術(shù)就可以很好的改善這一問題。自從應(yīng)用該技術(shù)之后，零件制造質(zhì)量有了顯著提升，同時(shí)隨著該技術(shù)不斷完善，生產(chǎn)出來的零件與模型數(shù)據(jù)保持高度一直，從而大大提高了機(jī)械工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量。除此之外，該技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)促使設(shè)計(jì)人員改變?cè)O(shè)計(jì)思維，使其思維得到有效提高，充分發(fā)揮自身的想象力和思維能力，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新，滿足現(xiàn)代化產(chǎn)品的創(chuàng)新需求。同時(shí)，在進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)的過程中，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)零件不足之處，不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，而且還提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率。

4 CAD技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)

4.1將會(huì)與多媒體技術(shù)結(jié)合

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)在發(fā)展過程中會(huì)與多媒體技術(shù)結(jié)合起來，促進(jìn)人類與計(jì)算機(jī)更加高效的合作，從而滿足不同用戶的個(gè)性化需求。借助多媒體技術(shù)，CAD軟件擁有豐富多彩的應(yīng)用界面，將全面的元素融入其中，包括圖片、動(dòng)畫、音樂等，從整體上提高設(shè)計(jì)的美觀度和精確性，進(jìn)一步提高工作效率。

4.2向智能化方向發(fā)展

在新時(shí)代，CAD技術(shù)需要不斷的升級(jí)和更新，特別是在力學(xué)性能等方面，需要不斷完善。在未來的發(fā)展中，CAD技術(shù)的應(yīng)用會(huì)更加智能化，該技術(shù)的功能也會(huì)越來越完善。為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，需要深入研究CAD技術(shù)及其功能，促使該技術(shù)更加智能化，不斷滿足機(jī)械工程設(shè)計(jì)的需求，并且能夠更好的改善設(shè)計(jì)中存在的問題，促使機(jī)械工程行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。

5結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，CAD技術(shù)不斷優(yōu)化和完善。將CAD技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程設(shè)計(jì)中，不僅能夠提高設(shè)計(jì)工作的精準(zhǔn)度，而且減少了設(shè)計(jì)人員工作量，大幅度提升了設(shè)計(jì)工作的效率。CAD技術(shù)豐富的功能，能夠滿足機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的不同需求，在機(jī)械制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

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收稿日期：2021-07-05

作者簡(jiǎn)介：張會(huì)強(qiáng)（1976—），男，河北石家莊人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：建筑機(jī)械和水泥制品設(shè)備。

Application of CAD Technology in Mechanical Engineering Design

ZHANG Huiqiang

（Shijiazhuang Science and Technology Cooperation and Innovation Platform Center， Shijiazhuang Hebei? 050000）

Abstract： The machinery manufacturing industry is one of my country's basic industries， and it plays a decisive role in the development of the national economy. To promote the healthy and rapid development of the machinery manufacturing industry， it is necessary to improve the quality of mechanical engineering design and actively apply advanced technology. CAD technology has rich functions， can meet the drawing requirements of mechanical engineering design， and is relatively simple to operate， which can effectively improve traditional design methods. This article expounds the content and application advantages of CAD technology， and analyzes the specific application of this technology in mechanical engineering design.

Keywords： CAD technology; mechanical engineering design; application