CAD技術(shù)在機械工程設計中的發(fā)展與應用

齊齊哈爾工程學院 王云飛

CAD技術(shù)本身屬于一種特殊的軟件技術(shù)，而且這項技術(shù)已誕生很久，廣泛應用于我國的設計領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域。近幾年來，機械工程設計也加大了CAD技術(shù)的應用力度，這主要取決于CAD技術(shù)的快速發(fā)展，隨著科學技術(shù)的不斷進步，CAD技術(shù)也有了很大的變化，比如說，現(xiàn)代的CAD技術(shù)不僅僅只是以二維形式來對空間范圍進行劃分，而且可以通過該軟件進行一定程度的3D模型創(chuàng)立，再加上CAD和當下絕大多數(shù)的3D軟件有著很強的兼容性，可以讓設計師在進行二維圖形建立的同時，并加以3D模型的初步成型，以此來幫助設計師對機械工程組件的問題和體態(tài)進行更完整的分析。

1 CAD技術(shù)

CAD技術(shù)全名叫作計算機輔助設計技術(shù)，就是利用計算機或者某些特殊的圖形設備來幫助相關(guān)的設計人員進行輔助設計工作，依靠這種特殊的設計軟件，可以讓設計師擺脫大量的數(shù)據(jù)運算。因為對于機械工程設計來說，大多數(shù)的機械組件都會涉及大量的數(shù)據(jù)運算，而作為人不可能十全十美，對于數(shù)據(jù)的運算自然會出現(xiàn)一定的誤差，而一旦出現(xiàn)誤差，就很可能導致機械工程組件的偏差，最終使產(chǎn)品無法正常使用。如果借用計算機來代替設計師進行數(shù)據(jù)的計算，那么可以在節(jié)省大量時間的同時，對方案進行最優(yōu)分析。同時，依靠CAD技術(shù)，還能讓設計師對模型進行初步的設計和構(gòu)建。最關(guān)鍵的一點，就是CAD技術(shù)本身由于是搭載于計算機內(nèi)部的，這就使得CAD技術(shù)所設計的各種重要數(shù)據(jù)是可以實時存放到計算機庫當中的，因此，當設計師想要對該數(shù)據(jù)進行調(diào)用時，可以第一時間從計算機的數(shù)據(jù)庫中進行快速檢索和抽取，以此來方便設計師進行后續(xù)的機械工程設計作業(yè)。

一般來說，機械工程設計師在進行設計前，通常會進行草圖的繪制設計，然后再將初步的草圖轉(zhuǎn)化為工作圖，而這一步如果由人工來完成，將會相當困難，并且這項工作對于數(shù)據(jù)方面的要求也相當高，而如果交給計算機，可以有效地解決這一問題，并且，通過計算機完成的數(shù)據(jù)操作，可以保證數(shù)據(jù)的有效性和準確性。同時，借助CAD技術(shù)，可以讓計算機自動生產(chǎn)最終的設計結(jié)構(gòu)圖形，讓設計人員更為直觀地對設計進行查看和判斷以及進行后續(xù)的修改工作。隨著我國科技技術(shù)的不斷進步、CAD技術(shù)的更新，使得現(xiàn)代的CAD技術(shù)已經(jīng)和傳統(tǒng)的CAD技術(shù)有著很大的不同，諸如，現(xiàn)代的CAD技術(shù)有著更多人性化的操作理念，諸如圖形的放大、縮小、平移、復制、選擇、旋轉(zhuǎn)等各種各樣的詳細編輯操作都可以做到，同時，近幾年的CAD技術(shù)還可以讓設計師進行更加人性化的操作，以此來達到最佳的設計體驗。

2 CAD技術(shù)的基本技術(shù)組成

目前來說，我國當下機械工程設計中常用到的CAD技術(shù)大致包括由四種技術(shù)，即圖形變換技術(shù)、曲面造型技術(shù)、實體造型技術(shù)、交互技術(shù)等。其中交互技術(shù)是當下CAD技術(shù)中最主要的

發(fā)展方向之一，也就是現(xiàn)在最?？吹降慕换ナ紺AD系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以讓用戶在使用CAD進行設計工作時，很好地使人和機

器有一個極強的信息交流，并且，結(jié)合交互式的系統(tǒng)技術(shù)，設計師可以在設計的同時進行多項功能的操作，諸如打樣、修改、構(gòu)思等，可以同步進行。其次，圖形終端還能將最終的設計實時反饋給設計師，讓設計師第一時間對不滿意的地方進行修改和整合。而曲面造型技術(shù)和實體造型技術(shù)則是近幾年CAD技術(shù)逐漸發(fā)展出來的兩項新功能，其中曲面造型主要針對線條的曲面造型進行研究開發(fā)，因為現(xiàn)代多數(shù)設計師都比較傾向異形曲線造型，傳統(tǒng)的直線造型已經(jīng)不能很好地滿足當代設計師的設計追求，為了滿足設計師的異形設計需求，CAD技術(shù)也相應的做出了很多的改變，而曲面造型技術(shù)和實體造型技術(shù)就是其中的佼佼者，借助這兩項功能，可以讓設計師在CAD軟件中對機械工程進行曲面造型設計，當做完二維圖形之后，可以第一時間使用實體造型技術(shù)將設計出的二維圖形還原出來，從而展現(xiàn)最終的機械工程設計成品，以此來方便設計師進行后續(xù)的設計操作。最后一個圖形變換技術(shù)，則是當下CAD技術(shù)中最為核心的技術(shù)，圖形變換主要是將用戶的坐標系和圖形輸出設備相結(jié)合，同時對圖形進行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、透視變換等多種操作，并且，借助矩陣運算法可以實時地將設計師所設計出的成品第一時間展現(xiàn)出來，可以說，圖形變換技術(shù)的出現(xiàn)，是CAD技術(shù)全面拓展設計市場的劃時代變革。

3 CAD技術(shù)在機械工程設計中的應用

結(jié)合上文，我們充分了解到CAD技術(shù)相關(guān)的概念和知識，并且一定程度上對CAD技術(shù)的基本技術(shù)組成進行了分析，對此，為了更好地加強CAD技術(shù)在我國機械工程設計領(lǐng)域中的應用成效，就需要對CAD技術(shù)的實際應用情況進行詳細探究，以此來進一步促進我國的機械工程設計的發(fā)展進程。

首先是CAD技術(shù)在機械工程設計中的繪圖方面的應用，因為對于CAD技術(shù)來說，最主要的應用方面就是繪圖，并且，這一點在我國的機械工程設計中有著很強的貼合性，借助CAD技術(shù)強大的繪圖能力，可以幫助設計師很好地對機械工程設計中組件的不同方面進行繪制，并且，現(xiàn)代各種人性化交互技術(shù)，可以讓設計師在設計的過程中充分體會到CAD軟件帶來的便捷，也就是說，現(xiàn)代的CAD技術(shù)在功能方面上更為人性化，更加注重設計師的設計使用體驗，因此，相較于傳統(tǒng)的繪圖軟件來說，CAD技術(shù)顯得更為成熟。

其次就是CAD本身的建模功能，在傳統(tǒng)的機械工程設計中，一般是先繪制基礎(chǔ)的二維圖形，然后再導入專業(yè)的建模軟件中。而現(xiàn)代的CAD技術(shù)本身就內(nèi)置了一定的建模功能，雖然本身的功能性還無法和現(xiàn)代的專業(yè)建模軟件相比，但是，可以讓設計師在初期進行模型的建立觀看，從根本上提高設計師作業(yè)的精確性。

最后就是CAD技術(shù)的智能化技術(shù)方面，智能化是近幾年興起的一種技術(shù)，這項技術(shù)更加注重人的智能體驗，通過不同的繪制過程帶給設計師一個完美的設計使用體驗。

4 結(jié)語

綜上所述，CAD技術(shù)在我國當下的機械工程設計中有著極為重要的地位和作用，對此，為了更好地加強CAD技術(shù)在我國機械工程設計中的應用成效，需要針對實際的應用情況進行仔細分析，以此來促進我國機械工程設計的進一步發(fā)展。