CAD在机械设计中的应用分析

严晓娟（武威职业学院， 甘肃 武威 733000）

CAD在机械设计中的应用分析

严晓娟
（武威职业学院， 甘肃 武威 733000）

在20世纪的中叶，机械设计逐渐发展起来。随着经济的发展和技术的进步，人们逐渐开始运用CAD技术来进行机械设计。由于我国的经济技术水平也在不断地提高，工业化进程不断加深，因此CAD技术也得到了一定的重视。因此，本文将针对CAD技术在机械设计中的应用进行简要的分析。

CAD；机械设计；应用分析

1　CAD技术的概述

CAD系统主要包括了硬件系统和软件系统。随着计算机技术的发展，影响着CAD技术发展的不再是硬件系统，而是CAD软件系统及其相关的辅助模型。目前，CAD软件主要是分为数据管理软件、CAD应用软件和交互式图形显示软件等三种类型。由于CAD技术在近些年来不断地得到提升，并且在许多行业当中受到了广泛的运用。因此，我国对CAD技术也就越来越重视。早起的CAD系统的功能已经不能满足当代社会的需求，因此CAD技术得到了不断的完善，因此目前我国的CAD系统也就越来越智能化。

2　CAD技术在机械设计中的优势

2.1有效缩短设备生产设计周期

CAD技术运用在机械制造业当中有着明显的优势，机械制造业的设计周期短，因此使用CAD系统那么就能更好地缩短各类机械期间的设计周期。因为CAD技术能比较好地将机械设计中的各零部件集合起来，并且完成各项参数的计量和设计，那么就能简单快捷地形成一个全新的基本体结构。在产品的更新换代设计时，还可以利用过去的数据信息并进行适当变动从而快速设计出新一代产品，这样可以大大降低不必要的时间成本。在机械设计中，能巧妙地运用CAD技术，大大降低设计工作者的工作强度，很好地提升设计的效率和生产过程的进度，因此CAD技术能有效地缩短机械设备的生产和设计的周期。

2.2CAD技术的发展前景好

随着经济的发展，我国的工业化发展也逐渐成熟起来，那么机械设计在未来前进趋势是我国必须要重视的问题，CAD制图在众多设计行业当中运用非常广泛，它不仅能将先进的设计理念和方式进行结合，还能提高设计的质量和水平。因此，CAD技术的发展前景是可以预见的。要是将CAD技术熟练地运用到机械设计当中，那么就能带动着整个设计的发展，为机械制造行业未来的发展指明前进的方向。通过CAD技术设计出来的产品能够将其性能和结构进行最大化的优化，因此CAD技术并不是简单的重复工作。CAD技术分析机械产品的性能，便于工作人员对产品的每个部件动、静状态和形体的优化工作。毫无疑问，CAD技术所具有的重量计算、演示功能和宣传资料制作等等应用功能将会在未来市场中占据重要的地位。

2.3充分利用人类的思维程序

CAD技术是对人类思维程序的充分利用，它的存在体现了设计人员的思维顺序，这样的构思能够很好地表达为三维模型以便于工作的展开。在设计过程中，设计人员注重产品设计创新能力的培养从而设计出能够充分发挥人们创造性的产品。

2.4保证机械产品质量

三维CAD技术的功能十分丰富，通过各种各样的先机设计法使得产品的设计和质量都提高到了较高的水准。这种技术可以满足工作人员对于机械产品的大小、位置、体积、惯性矩等方面进行准确的描述。通过准确的描述可以更好地体现设计者的构思和理念。

2.5虚拟零件装配提高正确率

CAD能够动态显示零件装配过程，我们能够看到其运行状态，一旦发现不合理的装配时，CAD便会作出及时的提示。这样的工作方式让工作人员及时发现设计错误进行针对性的修改，这有助于产品设计正确率的提高。

3　CAD技术在机械产品设计中的应用

CAD技术在机械产品的设计过程中的应用主要包括以下三个方面：零部件与装配图的实体生成、模具CAD的集成制作和CAD技术多维绘图的应用。CAD技术的发展，一定意义上打破了传统设计的局限，并且在设计观念上也添加了一些现代设计的元素和特点，因而能使得机械发展有着更大的进步空间。对此，以下将简述CAD技术在机械设计中的相关应用。

（1）实体产生CAD机械产品的设计图纸的应用主要体现在这样几个方面的实体方面，其应用的详细介绍和分析，包括实体产生的地区，主要体现在实体建模方面展开。在机械产品的实体建模，通常可以使用该模型是比较常见的球体，立方体，等六个种结构。为三维实体模型的构造中，使用CAD技术只需要结合零件内部的各个部分，并划分成不同的部位，再进行简单的三维构造。然后用三维科学和各种布尔操作的将被接合起来，以形成相应的零件，在设计和生产的机械部件，通常都不是一个单一的模式的结构，常见的是各种模型的组合。

（2）随着现代化科技的发展，模具CAD的集成也得到了进步。由于工业化的快速发展，机械设计领域在速度上的要求也就越来越高。目前的机械技术逐渐兴起，因此传统的设计方式明显不能满足目前的设计要求，而机械技术也由原来单一的普通机床发展成了多元化数控机床。因此，要是还采用以往的人工制图方式就会拖慢整个工程的进度，因此，CAD制图在发展和广泛应用给机械设计带来了很大的便利。现阶段的机械产品新的发展方向已经逐渐向统一模具设计转变，因此CAD制图不仅提升了设计的速度，还很大程度降低了设计的成本。

（3）CAD技术的应用不仅能使得机械设计的速度得以提升，还能处理和验算设计产品中的大量数据。在以往传统的工作上，机械设计中的产品设计过程里数据的验算和处理都需要花大量的时间，并且只能通过二维图形处理，那么这也就意味着数据有可能会有误差，因此传统的方式早已不满足目前工业现代化的要求。利用CAD制图技术，能大大减少机械产品的各类数据的计算时间和计算难度，并且提高数据的准确率。通过以往的经验上得知，在在CAD多维绘图中，使用最多的便是以交瓦式制图。因为它具有操作性简便和准确性高的特点，并且能更好地转化各基础图库。

（4）CAD软件除了能有以上的应用和优点以外，它还有一个特点，就是能优化现代机械零件、分析零件寿命和强度等。那么就能有效地解决在设计过程中遇到的关于机械零件的问题。例如结构的合理性和材料强度的合理性等。CAD软件在机械设计上的应用不仅能有效地节省成本和时间，还能查漏补缺，进而CAD的发展也能带动着整个机械设计的发展。

（5）除此之外，CAD技术在机械设计中的的优点还在于图形及符号库。因为机械设计当中的部分设计图形相对比较复杂，要是按照以往的人工手动画图的话，不仅耗费时间长，还极大地消耗了设计师的精力。尤其是机械设计的图形数量多，种类繁杂，那么在设计过程中就需要众多的人力物力。但是使用了CAD软件，不仅能随意地切换图形，还能将一些复杂的图形分解，然后进行不同的结合。这样不仅大大地节省了设计的时间，还能不断地尝试新的设计，并对比之后，采取最佳的方案和编辑，这样就能为图形设计工作的开展创造出最便利的条件。而且在实际过程中，CAD技术能解决实际中出现的最为普遍的问题，例如有限元分析、优化设计以及动力学分析等。那么也能给工程节省许多时间，能给设计师提供很大的便利，使得整个工程的工期缩短，也能一定程度上降低工程的资金。

4　结语

近年来，随着社会的不断发展，工业化也得到了不断的发展。要想满足现代工业化的要求，就应该不断地把技术“更新换代”。随着CAD技术的广泛应用，机械设计行业也要重视CAD软件的发展和应用。在各大科学技术的影响下，CAD发展前景是可以预见的，那么机械设计在发展的过程中，不断地更新技术，并应用CAD软件，那么才能有更好的发展前景并且展望更好的未来。还能一定程度上加快工程的工期，减少工程的资金，提高工程的质量和实用性，为设计师提供更好的便利。

[1] 王维.三维CAD技术在机械设计中的应用探讨[J].化工设计通讯，2016(01).

[2] 沈丽.试论机械设计中三维CAD技术的应用[J].科技展望，2016(12).

（P-01)

Application of CAD in mechanical design

TQ323.5

1009-797X(2016)14-0040-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.14.013

严晓娟（1991-），女，本科，助教，主要从事机械材料方面的研究。

2016-06-11