机械设计制造中的CAD技术应用分析

吴勇

摘要：随着高科技的迅猛发展，CAD技术在机械设计制造中的应用也越来越广泛。本文简单介绍CAD系统的组成、发展状况及应用现状，并重点对其在机械设计制造中的具体应用进行探讨。

关键词：CAD技术;机械设计制造;计算机技术

CAD也就是计算机辅助设计。它为工程技术人员解决了很多困难，给设计人员提供设计软件、分析软件以及绘图软件，并且很容易掌握，在机械设计制造中已被广泛地应用，它具备汉化工程绘图系统，这样的系统具有如下功能：设计图形、修改图形、具有很大的存储量等等，同时，还能够进行删除、查询、更新等操作，与人们的绘图习惯相对应。它不需要画图板，也不需要绘图仪器以及描图员，且设计出来的施工图的质量都相当的高。它在机械方面的设计能力是非常强的，能够进行有限元分析以及机械制造等。总而言之，在机械设计制造中融入CAD技术不仅可以将工程设计的质量提高，还能大大缩短工期，提高经济效益。

1相关理论概述

1.1CAD概述

CAD又称Computer Aided Design，中文称之为计算机辅助设计，该项技术利用计算机图形处理系统与内部数值计算方法与系统，帮助工程设计人员进行相关产品的设计与分析，它在其中起一定程度的辅助作用。自CAD技术诞生以来，被广泛的应用在各种行业，包括电子、化工、建筑等，它实现了最大程度设计效率的提高，并将计算机技术辅助到制造过程中，即CAM技术，与产品数据的系统化管理模式，即PDM技术，以及计算机各内置部件集成制造模型，即CIMS系统，三者融为一体形成CAD系统[1]。目前CAD系统结合新型人工智能处理模板，已经发展成为现代智能的ICAD系统，它可以提高新型市场中对小批量产品的需求，并在原有基础上极大的提高其应变反应能力。

1.2CAD技术优势

在机械产品的设计与制造过程中，利用CAD技术，可以实现产品的内部性能的优化与结构分布的最佳配置，它利用CAE技术，放弃了传统人力，对整个制造系统实现了精密的控制，并在制造过程中对产品的内部结构与性能进行分析。CAD技术可以实现准确的二维设计，并对复杂的零件体积进行计算，对产品的重量体积进行精确的描绘统计，此外，它还具有一定程度的演示功能等[2]。

CAD技术在传统机械设计的基础上缩短了机械设计与制造的周期，它在传统二维系统的基础上使用三维技术，在装配过程中进行设计，并且还可以利用不同零件的空间位置进行设计，保证了零件之间的有效配合。CAD技术在最大的程度上缩短了设计周期与消能时间比，提高了生产效率，而且利用CAD系统进行设计的产品，具有重构性。

CAD技术将机械产品的设计与制造融为一体，并联合CIMS的生产模式进行，其采用更为先进的设计方法，其中包括有限元受力分析等方式，在提高产品质量的同时进行产品生产监控，在最大程度上保证了质量与效率的有效结合。

2.CAD技术应用

2.1CAD技术应用分析

CAD技术在机械设计中的应用体现在多个方面本文从以下几个方面对其进行分析：

第一，CAD的三维建模方式有三个主要类型，包括线框、表面、实体模型。在AutoCAD三维实体模块当中，系统默认提供了六大体系，包括立方体、球体等。宏观来讲，对产品部件进行建造，首先要对其内部建构进行分解，并分割成多个主体进行三维造型，其后，利用交、并布尔运算模型，对零部件进行实体建模。但值得注意的是，有些零件很难进行细致的分解，这就应该采用不同的方法，在二维几何元素基础上进行[3]。

第二，CAD技术是当前机械设计与制造中最具有活力的技术方法，其应用领域包括几何建模、工程分析、CAE技术等，在机械设计与制造中，CAD技术主要是在计算机技术的基础之上进行二位绘图，并在实现三维实体建模，与结构内部性能分析与优化。

第三，在多维绘图过程中利用CAD技术进行绘制图形与数据，目前CAD技术进行绘图工作主要是进行交叉绘图处理，并对图形进行分类汇编处理。它还可以在传统图形的基础上进行分层，填充剖面结构，但是CAD绘图必须配合通用软件包才能正常运行，因此，由于现有技术限制，我国大多数机械制造业的CAD技术都是在不断的探索中开展的。

2.2CAD技术在机械设计制造中的发展

CAD技术是利用三维模型进行技处理，它可以实现个体利用思维，在初级阶段进行三维模型设计，并在最大程度上实现集合参数与设计的联合，并利用统一数据库的数据进行整体的三维模型分析，因此可以更好的实现设计思想，增加方案的理想化程度。CAD设计中，打破了传统设计模式，建立新型的模型数据库，对数据进行统一汇编处理，因此从整体角度来看，CAD技术将会代替传统二维建模技术，成为今后机械设计制造发展中的核心，并伴随着计算机网络技术的发展，以及网络技术的全面普及，进入更为广泛的层面。

CAD技术会随着三维技术的发展与物联网、互联网基础上进行普及化改革，因此对CAD技术的深入了解与把握对国家产业技术的发展具有非常重要意义。

3.结论

终上所述，国家经济的发展离不开各个高新技术产业的支持，产业的发展需要科学技术的进步，尤其是作为国家支柱的产业，机械设计制造领域，在传统技术基础上引进新型的CAD技术，可以在最大程度上实现技术产业的进步与国家经济的发展。

参考文献：

[1]李丽娟，刘彦昌，吕柏源.橡胶机械设计制造中CAD/CAM技术[J].橡胶技术与装备，2013，13（12）：121-122.

[2]劉方辉，钱心远，张杰.CAD/CAE/CAM技术在现代塑料模设计制造中的应用[J].模具工业，2011，11（12）：102-106.

[3]陈刚.CAD/CAM技术在橡胶机械设计制造中的应用[J].中国高新技术企业，2013，29（17）：129-130.