CAD技术在机械工程设计中的应用

摘  要：机械制造行业是我国基础产业之一，对国民经济的发展有着举足轻重的作用。促进机械制造行业健康快速发展，就需要提高机械工程设计质量，积极应用先进技术。CAD技术具有丰富的功能，可以满足机械工程设计的绘图要求，而且操作起来比较简单，能够有效改善传统设计方式。本文阐述了CAD技术内容以及应用优势，分析该技术在机械工程设计中的具体应用。

关键词：CAD技术;机械工程设计;应用

中图分类号：TP391    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）08-0000-00

近年来，我国经济飞速发展，机械工程设计行业也取得了较快发展。但是机械工程设计是一项非常复杂的技术，目前我国在设计方面还有很大的提升空间，需要进一步发挥先进技术的应用，提高设计工作的质量。CAD技术在机械工程设计中的应用，不仅提高了设计产品的质量，而且改善了之前设计中的问题。

1 CAD技术概述及其优势

1.1 CAD技术概述

CAD是计算机辅助设计的简称，CAD技术是指通过计算机工具辅助相关设计人员完成设计的一种技术。随着计算机技术的进步，CAD技术有了长足发展，应用范围不断扩大，尤其在设计领域得到广泛应用。CAD的主要功能是绘制二维图和三维图，需要借助计算机才能运行。但是CAD运行对计算机的配置有严格要求，必须要配置专业性较强的图形处理器，才能将CAD的功能充分发挥出来。机械工程设计是一项十分复杂的工作，需要提前对大量数据信息进行分析和计算，对设计的精准度有极高的要求，并且还要设计出最为适合的方案。传统的机械设计中存在一定的缺陷，很容易出现数据信息或者图形丢失现象，难以适应机械工程设计在精准度等方面的要求。但是将CAD技术应用于机械工程设计中，不仅能够提高设计质量和设计效率，而且能够设计出最优的方案。

1.2 CAD技术的应用优势

在机械工程设计中应用CAD技术，具有多方面的优势，具体表现在以下几个方面：首先，可以提高机械产品的质量。在机械工程设计过程中，尤其要注重细节处理。通过应用CAD技术，可以计算和调整机械产品的参数，帮助机械工程设计出的产品更加精确、精准。同时还可以通过搭建系统模型来提高计算的准确性。CAD技术中包含力学体系等内容，有助于设计工作更加精确，从而有效提升产品的质量。其次，可以缩短设计时间。机械设计工作比较复杂，需要的时间也比较长，在设计时需要综合考虑多方面因素，确保设计工作具有可行性。通过应用CAD技术，大幅度缩短了设计时间，提高了设计工作效率。针对设计图纸进行三维立体设计，能够直观的看出其中存在的造型问题，并且借助计算机将各种不同的几何体组合，相应的相贯线、截交线会自动生成，促使设计工作开展的更加顺利。再次，可以推动机械工程设计的数字化进程。进行机械工程设计时，需要计算机相关技术的辅助，并且与CAD技术有机结合起来，對机械工程进行数字化设计，促使设计软件的升级，也推动了数字化进程。最后，可以促进机械工程更快的发展。在不断的应用实践中，CAD技术改变了传统的设计习惯，越来越成熟，正在向着智能化趋势发展，相应的功能也在不断完善，使得设计工作更加顺畅，促进了机械工程行业的发展。CAD技术的应用，为相关设计人员减少了工作量，而且操作起来更加便捷，只需花费很少的精力就能直观的得到设计图纸和设计模型。由上述几个方面可以看出，CAD技术具有显著的应用优势，其发展前景也非常广阔，在于机械工程设计工作中发挥着重要作用。

2 CAD技术在机械工程设计中的发展分析

2.1网络化

在互联网时代，CAD技术要朝着网络化的方向发展。近年来，CAD软件得到了广泛应用，为适应时代发展需要，其功能需要不断完善，才能进一步满足社会各个领域的应用需求。随着互联网的发展，电子商务得到了飞速发展，CAD在网络化发展过程中，增加了远程交流功能，在互联网的助力下，可以进行设计图纸的传递。通过这种方式，企业之间可以在网络上实时分析设计图纸，并通过网络进行交流和探讨，从而大大提高了设计工作的质量和效率，有效减少了设计成本，促进了机械工程设计的顺利发展。

2.2标准化

CAD具有操作简单、使用便捷、精确度高等优势，正是由于这些优势，才使得其得到了机械工程设计的普遍应用，也受到了更多设计人员的喜爱。但是在应用该软件的过程中，尤其要关注计算机的硬件设施，因为只有计算机硬件符合相关要求，才能保障该软件的使用效率，不然是无法正常使用的。在符合相关要求的前提下，就可以根据标准化流程进行机械工程设计，将CAD的积极作用充分发挥出来，保证其在机械制造生产中的正常使用。所以，应用CAD技术建立数据模型，需要对其进行标准化设计，才能确保机械工程设计的完善。在机械设计行业中，CAD应当构建标准化体系，不断完善计算机硬件设施，推动机械设计行业的发展。

2.3智能化

当今社会科学技术不断进步和发展，CAD技术也逐渐向智能化方向发展。在进行机械工程设计过程中，相关设计人员应用该技术时将相应的数据输入到系统中，就会出现设计模型，这就有效提高了设计效率，同时减少了设计人员的工作量，设计人员不用再投入大量的时间和精力，可以留出更多的时间去研究机械工程设计。当然，在模型设计过程中，还是离不开设计人员的，需要设计人员运用自身的思维能力，分析模型设计的内在关联。CAD技术走向智能化之后，能够大幅度提高机械工程设计的效率和质量，通过设计模型促使设计内容更加完善，并且运用创新性思维，在设计中增加更多新元素，提高机械工程设计的创新能力。

2.4创新发展

为了顺应时代发展趋势，适应机械工程设计的要求，推动机械工程领域的发展，CAD技术在原有的基础上进行创新，这一点在功能上得到了充分体现。比如，该技术创新了图块断线、自动涂层等实用性功能。这些功能在解决以前设计中的问题方面有明显的作用，从根本上提高了设计效率和质量。在图纸设计过程中，需要确保相关数据信息的精准性。而应用CAD的协同设计功能进行图纸设计时，机械工程设计的相关工作人员可以多人同时绘图，这样绘制出来的图纸具有极高的精准度，同时还可以完成图纸版本管理等。这些创新功能在机械工程设计中起着关键性作用，不仅大大提高设计的精准性，而且可以符合相关设计标准。

3 CAD技术在机械工程设计中的应用分析

3.1在设计绘图中的具体应用

CAD技术在机械工程设计中的应用，最开始是用作计算机辅助绘图。这是由于之前一直采用的是手工绘图，但是这种绘图方式具有较大的工作量，绘图人员的工作压力也比较大，如果绘图效率不高，跟不上工作进度，就会影响机械工程的工期。人工绘图方式受人为因素的影响比较大，绘制出来的图纸也会有一定误差。此外，如果机械工程设计所需的图纸受到外部环境的影响，比如受潮或者损坏等，就会影响设计图纸的质量，也会对整个工作进度产生影响。但是在设计绘图中应用CAD技术就可以辅助绘图。该技术中包含丰富的绘图口令，图形库中的图形数量也非常大，在绘图时可以根据具体要求，将绘图口令输入到软件中。通过这种操作，使得绘制的图纸更加具有准确性。同时该技术在设计绘图中的应用，不仅简化了工作流程，而且还减少了绘图人员的工作量，从整体上提高了设计绘图的质量和效率。此外，应用该技术进行设计绘图，有效规避了人为因素和外部环境的影响，不仅保证了绘图质量，而且还有效提高了设计图纸的准确性和清晰性。

3.2在设计建模中的具体应用

随着科学技术的不断进步和发展，CAD技术也在不断升级，促使其在机械工程设计中得到了更加深入的应用，将该技术应用于计算机辅助建模中，能够有效提高设计质量。在设计建模过程中，要想充分应用CAD技术，必须要符合一定的条件。首先，要明确建模参数，参数在建模中是非常关键的，在建模之前需要确定建模参数符合三维CAD的要求，才能确保所建立模型的准确性。其次，应用CAD建模过程中，相关设计人员可以将自己的设计构想通过软件构建出三维模型，同时要保障模型在各个方面的精确度，比如尺寸等，为机械工程设计质量提供保障，从而提高设计水平。在模型构建完成之后，可以应用CAD软件中的检测功能，对模型进行全面检测，及时检测出设计中的不足，并及时做出调整和处理，确保整个机械工程设计的质量。

3.3在产品模型分析中的具体应用

在进行机械工程设计时，对设计的产品具有一定的要求。设计出来的产品要符合力学性能，同时还要完善产品的结构。动力学分析的不断发展，促使CAD技术不断更新，该技术的应用，不仅体现在改进结构、分析动力等方面发挥着重要作用，而且还能为结构改进指出正确的方向，从而优化结构，充分挖掘机械工程设计的产品性能。此外，有限元分析的发展，也推动CAD技术不断升级。应用CAD，可以借助有限元分析接口，相关设计人员也可以将设计出来的产品通过接口进行有限元分析，从而有效优化产品的结构。同时，还能够在既定负载的情況下，应用CAD技术分析产品模型，并根据分析结果改进产品的结构。

3.4在质量控制中的具体应用

CAD技术的多个功能中，最为明显的就是计算能力以及处理图形的能力，这也是其在机械工程设计中得到广泛应用的原因。正是这两个方面的能力，可以有效处理机械工程设计中存在的质量问题。通常情况下，机械工程制造上存在的质量问题，是由于设计中对于精准度的控制不够，但是应用CAD技术就可以很好的改善这一问题。自从应用该技术之后，零件制造质量有了显著提升，同时随着该技术不断完善，生产出来的零件与模型数据保持高度一直，从而大大提高了机械工程的设计质量。除此之外，该技术的应用也会促使设计人员改变设计思维，使其思维得到有效提高，充分发挥自身的想象力和思维能力，对产品进行创新，满足现代化产品的创新需求。同时，在进行机械工程设计的过程中，还能及时发现零件不足之处，不仅提高了产品的质量，而且还提高了产品设计的效率。

4 CAD技术应用趋势

4.1将会与多媒体技术结合

随着信息化技术的发展，CAD技术在发展过程中会与多媒体技术结合起来，促进人类与计算机更加高效的合作，从而满足不同用户的个性化需求。借助多媒体技术，CAD软件拥有丰富多彩的应用界面，将全面的元素融入其中，包括图片、动画、音乐等，从整体上提高设计的美观度和精确性，进一步提高工作效率。

4.2向智能化方向发展

在新时代，CAD技术需要不断的升级和更新，特别是在力学性能等方面，需要不断完善。在未来的发展中，CAD技术的应用会更加智能化，该技术的功能也会越来越完善。为了顺应时代发展趋势，需要深入研究CAD技术及其功能，促使该技术更加智能化，不断满足机械工程设计的需求，并且能够更好的改善设计中存在的问题，促使机械工程行业的长远稳定发展。

5结语

综上所述，随着科学技术的不断发展，CAD技术不断优化和完善。将CAD技术应用于机械工程设计中，不仅能够提高设计工作的精准度，而且减少了设计人员工作量，大幅度提升了设计工作的效率。CAD技术丰富的功能，能够满足机械工程设计中的不同需求，在机械制造领域得到了广泛应用。

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收稿日期：2021-07-05

作者简介：张会强（1976—），男，河北石家庄人，本科，高级工程师，研究方向：建筑机械和水泥制品设备。

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