CAD技术在机械工程设计中的发展与应用

李亚莉

（陕西能源职业技术学院，陕西 西安 710068）

随着计算机技术和电子技术的飞速发展,许多新的技术也应运而生，CAD 的产生和发展就是其中的受益者。经过几十年的不断探索和不断努力，以及计算机不断提高的硬件性能，CAD技术有了突飞猛进的发展。目前CAD技术在机械、建筑、汽车等行业中得到广泛应用，而CAD技术在机械设计中应用的比例是最高的，它的出现大大地促进了整个机械工业的发展。

一 CAD技术在机械工程设计中的不足

一个方面是虽然CAD技术的出现使我们脱离了传统的绘图方式，节省了时间和精力，但这并非真正意义上的设计。当前，许多利用CAD软件的公司和单位并不是为了设计而运用它，更多的是用它来获取效果图，这使得CAD 的作用大打折扣，对CAD软件的应用缺乏整体性和目的性。另一个方面就是虽然运用CAD 软件的人很多，但其中真正掌握CAD 技术的人很少，大多数的设计人员在运用CAD软件的时候并没有接受过专业的技术训练，导致他们对CAD 不是非常的了解，对CAD 的许多功能也不熟悉，因此不能充分运用CAD软件的功能，在设计零件的时候也会出现一些缺陷。随着CAD 技术开发程度的不断加大，CAD 的功能会越来越多，操作CAD 软件也会变得越来越复杂，因此想要真正的掌握CAD技术会变得更加困难。

二 CAD技术在机械工程设计中应用

随着CAD技术的发展和推广，现在CAD的功能越来越全面了，应用的范围和应用的领域也越来越广。CAD 技术也越来越多的被应用在机械设计中。笔者认为CAD技术在机械工程设计中的应用主要体现在以下几方面。

（一）多维几何的绘图

图形和数据这两方面信息的处理我们设计者进行机械产品设计时必须考虑的问题。而这两方面信息中，绘图所占用的时间和精力是最大的。把传统的工程图绘制出来是我们处理二维图形的目的，而我们要绘制二维图形必须要找到适合于画这种图形的处理软件。在CAD的应用中，有许多都是与画图有关的画图软件，他们的画图能力和功能参差不齐。但他们又一个相通的地方就是都以交互式图形绘制为主，对于各种不同的图形都能够进行编辑和设计。但作为一个机械工程设计者，如果我们想要把CAD的图形绘制功能的能力完全发挥出来，就要对它进行适当的开发，开发出一些具有宏命令功能的参数化绘图软件的同时建立一些相关的图形符号库。使得设计者在利用CAD软件进行设计绘图时能够更加简单，更加得心应手。

（二） 图形及符号库

将一些十分复杂的图形简化后用一些简单的图形符号来代替，并把这些图形符号存入到原来的图形符号库中。当设计者设计需要时直接调出来经过简单的修改后就能够应用到所设计的图形中去，从而加快图形绘制的进度，节省设计者的时间，使工作更加有效率。

（三）模具CAD/CAM的集成制造

随着科学技术的飞速发展，机械制造行业的技术水平也在不断的提高，从传统的利用普通机床加工零件设备到现在利用数控机床和加工中心加工，从传统的设计人员手工设计零件和绘图到利用CAD软件设计零件和图形。制造业正向集成化方向快速发展。模具技术是整个现代制造业中非常重要的一块。一个完整的软件系统是由许多个不同的功能模块组成的。这些组成软件系统的模块应该在工程数据库的基础上进行统一的管理，而CAD的实体造型是工程数据的主要来源之一。

（四）工程分析

在实际设计中有限元分析、优化设计以及动力学分析是我们应用的比较多的, 除了这些外,对于一些专门的设计对象CAD技术还对应有专门的分析。

三 CAD技术未来机械工程设计中的发展趋势

随着这些年计算机电子技术的快速发展，CAD 技术还在加速进步，笔者总结CAD技术未来应该是向标准化、智能化、集成化、参数化、网络化方面发展。

（一）标准化。CAD技术向标准化方面发展主要体现在数据交换格式的标准化和数据模型的标准化等几个方面。随着STEP 标准体系的建立、发展和完善，它的一些思想将会用作开发新一代CAD系统，所以在数据模型标准化方面未来的CAD技术应该采用STEP标准体系。

（二）智能化。未来CAD技术的发展必须采用更加智能化的特征造型和参数设计。CAD软件将不再仅仅只给人们提供一些绘制的工具，而忽略了它内在联系。智能化的特征造型和参数设计的引入将使得CAD软件成为人们的好帮手。

（三）集成化。CAD技术发展的另一方面就是集成化。CAD技术集成了CAD/CAE/CAPP/CAM和很多不同领域的应用所以CAD技术不是孤立的存在的。随着Internet技术的发展，我们的思考方向应该是如何去构造在Internet体系上的CAD/CAM集成化系统。

（四）网络化。随着这些年Internet 技术和电子商务的迅猛发展,CAD技术的网络化变得越来越重要。首先，基于互联网的CAD产品可以使得企业二维图纸传输变得更加快速和高效。其次，可以使制造性企业动态的三维模型通过互联网随时随地进行实时的交流和协作。这种基于网络的协作模式能够使企业产品的质量的到保证，企业的新产品的研制速度也会有质的提升。更重要的是能够为企业节省成本，为企业创造更多的效益。

四 总结

随着与CAD 技术有关的一些技术的不断革新和人们对CAD 技术的不断探索，CAD 技术的发展也出现了很多不同的研究方向，我们应当及时关注国际CAD工业界和计算机工业界新技术的发展动态。同时我们应当认识到未来制造业的快速发展必须要得到CAD技术的支持，CAD技术对制造业的影响会越来越大。利用新技术开发出更多更好的产品来提高我国机械制造水平，开发出更加符合我们需要的CAD软件。