AutoCAD技术在机械设计中的应用策略

摘 要：在科技飞速发展的现如今，AutoCAD技术在机械设计中的应用愈加广泛。通过该项技术的应用，不单单有助于机械设计数字化水平的提高，同时还有助于缩短机械设计的时间，并且还有助于设计质量的提高。为此，在进行机械设计时，应根据AutoCAD技术的基本原理以及特点，加强该项技术在机械设计中的应用，从而达到更为理想的设计效果。笔者针对AutoCAD技术的基本原理、特点以及其在机械设计中应用的意义等进行了探析，并提出了具体的应用策略，希望本次研究对机械设计水平的提高有所帮助。

关键词：AutoCAD技术 机械设计 基本原理

0 引言

机械制造业运营与发展的必不可少的核心环节为设计，其不单单关系着产品的性能与质量，同时还关系着企业发展的经济性。随着行业市场的不断发展，对机械产品性能与可靠性的要求也在逐渐提高。这就需要加强AutoCAD技术在机械设计中的应用，应用AutoCAD技术辅助进行绘图与建模，以此对机械设计加以优化，提高机械设计的效率与质量。

1 AutoCAD技术的基本原理与特点

AutoCAD技术是一种以计算机技术作为辅助的设计手段，是目前我国制造业进行机械设计时的标准模式之一。通过该项技术的有效运用，可构建三维CAD模型，在生产机械产品时，三维CAD设计模型的运用可实现生产效率的大幅度提升。AutoCAD技术是一种基于计算机软件的设计方法，可通过模拟的方式将设计方案呈现在虚拟的环境中。目前，随着AutoCAD技术在机械设计领域应用的不断深入，已构建了大量的三维CAD模型，在设计新机械产品的过程中，即可结合已有的模型进行创新设计，也可利用已有的模型，通过对其的更新与升级，形成新的机械产品，以此有效地缩短机械产品的设计周期，同时减少设计成本支出。

2 AutoCAD技术在机械设计中应用的意义

2.1 有助于机械设计数字化水平的提高

AutoCAD技术在机械设计中的应用，可将抽象的数据元素转化成为直观、形象的图形元素，并且还能够实现图形元素向数据元素的转化，数据处理更加的高效，同时通过AutoCAD技术的应用，还可以为机械设计提供可靠的数据信息支撑，机械设计的数字化水平得到了明显提高。

2.2 有助于减少机械设计的时间

以往在进行机械设计的过程中，设计人员一般都是利用手绘的方式等完成设计图纸的绘制，该过程需要完成较多的计算，所以通常需要花费较长的时间。而借助AutoCAD技术辅助进行设计图纸的绘制，可实现对数据的自动化处理，处理效率明显提高，设计时间明显缩短。另外，通过AutoCAD技术的应用，设计人员可随时对设计细节做出更改，无需重新进行图纸的绘制。

2.3 有助于机械设计质量的提高

应用AutoCAD技术进行机械设计，可自动化的计算和调整各项参数，使得设计更具准确性。并且设计人员还可通过AutoCAD技术的应用构建相应的模型，以此对图纸进行进一步的优化，有助于机械设计质量的提高。

2.4 有助于机械设计成本的降低

在机械设计中应用AutoCAD技术，可借助该技术中的图形编辑功能、图形格式的转换以及数据交换能力等，对机械产品进行仿真模拟，及时发现机械设计产品潜藏的质量问题以及设计上存在的不足等。并且还可借助AutoCAD技术的辅助制定功能，对机械产品的加工技术、材料使用量等进行进一步的优化，最大限度地实现材料的高效利用，避免不必要材料浪费情况的出现。同时利用AutoCAD技术的这些功能，还可降低对机械设计产品进行物理试验的次数，在压缩设计周期的同时，减少设计成本支出。

3 AutoCAD技术的发展以及对机械设计的影响

3.1 AutoCAD技术的发展

AutoCAD技术的图形处理能力与计算机运算能力较强，在进行机械设计时，设计人员可通过该项技术的应用，快速且正确地进行平面设计图的绘制与模型的构建。

在20世纪60年代，因当时计算机的数据处理能力和储存容量均较为局限，这也导致其在机械设计中应用价值的体现较为有限，一般都是用来绘制设计图纸或者构建一些简单的线框模型。

进入21世纪后，AutoCAD技术得到了快速发展，现阶段AutoCAD系统集合有多个功能模块，其中包括渲染模块、数据管理模块、优化模块以及仿真模块等。并且随着人工智能技术、云计算技术的出现，其与AutoCAD技术的融合发展，极大地提高了系统的智能性，可以为设计人员的决策提供更高层次的支持。除此之外，现阶段AutoCAD系统还能够和PLM、ERP等系统进行整合，以此为机械设计提供更加完整的解决方案。

3.2 AutoCAD技术对机械设计的影响

AutoCAD技术对机械设计精确度和效率的影响十分深远。通过AutoCAD技术的应用，设计人员可精确且快速地完成模型的构建与虚拟测试，可有效地弥补以往通过人工方式进行图纸绘制和样品制造时误差的出现。并且，在机械设计中应用AutoCAD技术，设计的智能化、自动化与数字化水平明显提高。虽然AutoCAD技术的出现对机械设计产生了诸多积极的影响，但是其也给机械设计带来了一定的挑战。一方面，设计人员需要花费一定的时间与精力去学习与适应AutoCAD技术的使用，在机械设计中灵活地利用该技术手段。另一方面，在机械设计中应用AutoCAD技术时，对计算机的储存容量也提出了更高的要求，需要计算机拥有较大的存储空间，这样将增加机械设计前期的硬件投入成本。

4 AutoCAD技术在机械设计中的应用策略

4.1 应用AutoCAD技术辅助绘图

机械设计中必不可缺少的一个重要环节就是设计图纸的绘制，以往在进行机械设计时，通常都是利用人工的方式进行图纸的绘制，不单单需要花费较长的时间，同时还很容易因为人工疏忽的出现而导致差错的出现，图纸的精确性无法得到有效保障。例如：在进行汽车机械产品设计的过程中，设计人员在人工绘制产品设计图纸时，未能够将产品结构的各个细节充分地展现出来，致使后续在进行产品生产的过程中，频频出现问题，严重影响着产品产生的效率与质量。为此，设计人员可通过AutoCAD技术的应用辅助图纸的绘制，以此提高图纸的精准性。并且目前AutoCAD技术的功能已经十分丰富，通过该技术的应用，图纸绘制的难度也将得到明显降低。AutoCAD软件，集合有数据交换、图形转换、图形编辑以及图形绘制等多种功能。企业既可根据自身的需求定制AutoCAD软件，也可组织技术人员对AutoCAD软件进行二次开发。设计人员在应用该软件绘制平面设计图纸时，可先进行直线、曲线以及多边形等的创建，然后再应用极轴追踪、捕捉追踪以及正交等功能，对几何图像的特殊点进行快速的捕捉，接着对已创建的图形进行缩放、拉伸、延长、旋转以及移动等，同时调整文字以及图形尺寸等，以此逐步地完成三维绘图。

4.2 应用AutoCAD技术优化机械设计

随着AutoCAD技术的不断发展，其在机械设计中的应用越来越深入，CAE技术随之出现。通过CAE技术的应用，可快速地完成各种复杂参数的计算，像机械产品结构的强度、刚度、三维多体接触、动力响应等[1]。目前在进行机械设计时经常使用的CAE软件包括通用CAE软件、专用CAE软件。其中通用CAE软件是一种可在设计环节对产品的物理性能、力学性能进行优化的软件。专用CAE软件的使用，则可对机械产品的性能做出分析和优化。CAE软件的一个主要功能就是有限元方法，在进行机械设计时，可通过利用该软件对产品结构做离散化处理，同时结合变形协调条件完成求解。在机械设计中应用AutoCAD技术中的CAE软件，可对机械设计进行进一步的完善，提高设计的科学性与合理性，同步实现设计周期与设计成本的降低，对设计方案加以优化。

4.3 应用AutoCAD技术建模

机械设计中的一个重要环节就是模型的构建，模型的构建直接关系着机械设计的质量。然而模型的构建存在着较大的难度，若不借助先进技术的应用进行构建，就很难保证模型构建的精准性。设计人员在进行机械设计的过程中，可借助AutoCAD技术，完成三维模型的构建，其不单单可轻松地完成模型的构建，同时还可保证模型构建的准确性。并且通过AutoCAD技术的应用构建的模型体系较为完善，包括环状体、楔形体、圆柱体、圆锥体、球体、立方体等，机械设计模型构建的需求大体均可得到满足[2]。设计人员在具体应用AutoCAD技术进行三维模型构建时，仅需要根据设计需求，选择恰当的模型构建体系即可，其会对各项参数进行自动的分解和组装。除此之外，设计人员还可利用AutoCAD技术中的三维模型构建功能进行弹性设计。也就是在进行三维模型构建的过程中，设计人员可结合具体情况，利用AutoCAD技术直接对数据做出恰当的调整，以此进一步提高所构建模型的精准性，从而更好地实现从机械设计到生产制造之间的无缝衔接。

4.4 应用AutoCAD技术的机械产品成功设计案例

据相关调查显示，大部分机械产品的成功设计均脱离不开AutoCAD技术的支撑[3]。例如：在进行汽车设计的过程中，设计人员可利用AutoCAD技术对汽车车身结构、外观进行精细化设计，实现由概念到制造之间的有效衔接。设计人员还可利用AutoCAD技术的仿真分析功能，对汽车在行驶过程中各方面性能的表现情况以及在发生碰撞时各方面的表现情况等进行预测，以此为依据对汽车的结构、性能以及安全性等进行进一步的优化，从而提高汽车的整体性能与燃油率。

5 AutoCAD技术在机械设计行业的发展趋势

5.1 标准化

现阶段，AutoCAD技术的功能十分丰富，其有着较高的应用价值，但是其在兼容性方面依然存在着不足，难以实现对数据信息的充分共享[4]。为了化解该情况，更好地发挥AutoCAD技术在机械设计中的应用价值，需针对资源交换格式标准以及数据模型的构建标准做出深入的探析，推动AutoCAD技术朝着更加标准化的方向发展。

5.2 集成化

近些年，随着机械制造业的飞速发展，机械设计手段也随之越来越多样化。在进行机械设计的过程中，需要处理较多的非结构化数据信息，像样品图像等。若想高效、高质量地完成机械设计，就需要对这部分数据信息进行科学的管理。为此，AutoCAD技术在发展的过程中，应注重集成化水平的提升，也就是应朝着集CAPP、CAM、CAD等技术的方向发展[5]。并且，设计人员在应用AutoCAD技术时，应针对机械产品的力学特征进行深入的研究，以此集成各种机械设计工艺，从而达到更加高质量的设计水平。

5.3 智能化

现如今已经进入到智能化时代，若想充分突显AutoCAD技术在机械设计领域中的应用优势，实现设计质量的提高，就需紧随时代发展，推动着AutoCAD技术朝着智能化的方向发展，通过与人工智能技术的整合发展，不断地提升自身的创造力。例如：在进行汽车机械产品设计时，可在范例推理设计的基础上，借助以神经网络为基础的设计方案推导系统，有效地弥补设计条件的描述不够清晰与充分的不足，通过多解性模糊设计以及模糊判断法的运用实现汽车机械产品的智能化设计。设计人员在具体应用AutoCAD技术时，应不断地设计手段进行创新，充分发挥AutoCAD技术的智能化优势。另外，现如今VR技术与AR技术已经发展得较为成熟，AutoCAD技术在发展的过程中，应加强与其之间的融合，以此进一步提高三维模型构建的真实性[6]。设计人员可借助VR、AR技术的应用，将机械设计信息在现实世界中进行投映，这样设计人员便可直观且准确地了解产品的实际应用情况，以便事先发现其中存在的缺陷，从而更具针对性地进行完善与优化，进而有效地提高机械设计产品的质量与性能。

5.4 网络化

近些年，在网络技术快速发展的促进下，AutoCAD技术也开始朝着网络化的方向发展，并且在机械设计中的应用表现出了明显的价值[7]。通过与互联网技术的整合发展，在传输二维设计图纸的过程中，其效率得到了明显提升。同时在网络技术的支持下，不仅实现了机械设计质量的进一步提高，同时还实现了设计成本的降低。

6 结语

综上所述，随着AutoCAD技术的不断发展，其在机械设计中的应用价值越来越显著。为此，设计人员一定要重视AutoCAD技术的应用，加强对该项技术的学习与研究，全面地了解该项技术的基本原理和主要特点。以便在进行机械设计时，可灵活地运用AutoCAD技术的各项功能，充分发挥该技术的多重功能优势。在进行设计图纸绘制时，可通过该技术的应用，提高图纸绘制的效率，减少人工差错的出现，还可利用该项技术对设计方案进行进一步的优化，保障机械设计的质量，同时通过三维模型的构建，将机械设计各项参数直观地呈现出来，最大限度地减少材料浪费情况的出现。

参考文献：

[1]陈锦霞.浅谈机械设计与工业设计制造技术的联系与应用[J].特种铸造及有色合金，2023，43（11）：31.

[2]姜毅，徐丽.铸造机械设计及其自动化技术研究[J].铸造，2023，72（06）：777.

[3]吴楠.计算机辅助技术在机械设计与制造中的应用[J].机械设计，2021，38（11）：15.

[4]李倩.新合金材料的选择在机械设计中的应用分析[J].铸造，2023，72（03）：355.

[5]孙爽.机械设计过程中机械材料的应用研究[J].机械设计，2021，38（10）：18.

[6]尹成瑞.计算机技术控制三维机械设计研究[J].铸造，2022，71（09）：1205.

[7]王瑶瑶，周博.虚拟现实技术在机械设计领域的应用研究[J].铸造，2022，71（05）：670.