淺析CAD技術在機械工程設計中的應用
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【摘 要】三維CAD技術以其極大的優勢，逐漸成為了國內機械制造性企業發展的主流方向之一。通過研討實際情況不難看出，現階段國內許多機械制造性企業對三維CAD技術的認知并不完全。針對此類問題，深入研討了機械設計當中三維CAD技術的應用情況，希望能夠借此在促進三維CAD技術的發展方面提出更有實際參考價值的觀點。
【關鍵詞】CAD技術；機械工程；應用分析
經濟全球化已逐漸成為當今世界經濟發展的一大重要特征。在此背景下，我國的機械工程也得到了極大的發展，特別是CAD技術在機械設計中的應用，在施工時起到了十分關鍵的作用。在實際進行施工的過程當中，CAD技術的設計環節很容易受到各種外界要素的影響，再加之CAD技術的復雜程度較高，也很容易導致在現階段的機械工程CAD技術體系的設計當中留有漏洞。對此，在進行機械設計時應該更佳注重科學高效地運用各類措施，努力改進CAD技術在機械工程當中的實際應用效果。以提升機械工程總體品質和安全度為基準，探討了三維CAD技術在機械設計中的應用，以推動中國機械工程的可持續性發展。
1CAD技術的概念
CAD技術，是一種基于電腦操作的技術，主要用于建設各類模型。最早類型的建模方式，構成了該技術體系的核心功能。隨著社會發展，該技術不斷融合進了機械設計中，已經發展成為一種系統性的工作，要求設計人員要同時掌握機械設計和三維CAD兩個專業方面的技術知識，以便達到更好的設計效果。
2機械設計中應用CAD技術的主要優勢
2.1提高設計效率
將三維技術運用到機械設計當中，最主要的功能是可以實現產品參數化的設計。然而，無論是傳統的手繪制圖，還是隨后發展的二維繪圖，都實現不了這個功能。而當三維CAD技術運用后，可以將產品部件信息進行效果改變，立體模式更加突出。在設計過程中，產品的零部件只要有一個發生變化，那么其他部門也會相應發生改變。
2.2促進計算機輔助制造集成功能的實現
從設計設計機器產品的過程中，可以通過三維技術實現機器產品的信息數字管理，達到集成化控制，確保產品的生產和設計的精度，進一步實現計算機支持的目的。在傳統的生產過程中，覆蓋了對數字控制模式的需求，避免了計算機輔助制造和加工生產數據的混合，并避免了管理混亂的問題。
2.3有效促進產品技術含量與質量的提升
隨著技術的不斷深入應用，機械設計所涉及的各個工作環節中所引入的技術含量越來越高，比如設計優化、仿真設計、運動軌跡等。從傳統角度來看，生產本身就需要機械設計的技術支持，在此基礎上引入CAD技術，起到了明顯的促進作用，形成了二者之間共同發展的良好趨勢。
2.4簡化相關部件的裝配流程
當前，CAD技術的應用深度持續增加，專業的設計人員在進行設計的時候，除了對機械外觀、性能等進行嚴格設計以外，還可以通過CAD技術建立相應模型，對機械的實操檢驗部分進行對應的修改完善。在必要的情況下，還可以通過三維實體來設計驗證，進而在設計工作中，實現對機械零部件裝配流程的簡化與模擬運轉，使得設計工作更加仿真，逼近實際情形。
2.5零件設計更加方便直觀
在原有的機械設計形式當中，需要由設計者通過手繪畫出對產品設計的構想。但受各方因素的影響，也會出現設計者無法將原有三維立體構思以繪畫方式進行呈現的情況。而三維CAD技術能夠順利地解決這些問題，實現設計者構思與產品模型制作間的完美對接。在裝配部件的設計環節中，三維CAD技術可以清楚明了地顯示各個部分間的匹配狀態，極大地提升了各個裝配部件的精準程度。完成產品設計后，通過三維CAD技術還可以進行檢驗和模擬，從而發現部件間存在的問題，迅速對其作出調整和更改，進一步提升部件的規范程度。
3CAD技術在機械設計中的發展趨勢
通過當前機械設計行業的發展來看，在未來的趨勢主要有四個方向，分別是規范化、智能化、虛擬化、集成化。規范化是指對CAD技術的應用進行各個節點上標準統一確定，以使各個廠家都尊重同一標準，使全社會機械產品的生產制造達到同步對接；智能化是指在設計過程中，融入更多智能因素，結合人工AI的技術支持，讓更多的機械產品能夠實現人機融合的效果；虛擬化是指通過設計，使與機械產品設計、生產、制造、維護、保養等各個環節上相關的問題，都能夠提前進行模擬驗證，以提高使用性能。
4CAD技術在機械設計過程中的應用
4.1在機械建模中的應用
從前文論述可以看出，三維CAD技術的應用，可以使設計過程更加透明、更加逼真，基于這一優勢，這一技術已經被廣泛使用到機械設計的建模環節當中，并可以劃分為表面、框架、立體等3種方式。在具體的設計過程中，通常還需要圓柱、橢圓、圓形等幾種圖形模式，在遇到結構相對復雜的情況時，再加以布爾運算進行具體計算，分析結構中的圖形，并重新排列，以便達到提高設計精度的效果。
4.2在農業機械設計中的應用
當前，我國農業行業已經廣泛采用了機械化作業，隨著機械功能的升級，三維技術也被廣泛運用到了設計過程中。比如，收割機的設計以分離裝置為起點，結合三維技術，對其功能、具體要求進行分析，同時考慮機械本身的參數要求，在此框架內制定設計方案，建立設計數據庫，實現信息共享，為設計與生產工作提供參考。
4.3在機械CAE中的應用
在機構設計的計算機輔助工程中的應用，可以隨時方便地調整機器產品的設計，并優化產品結構。同時，對相關數據信息進行比較分析，確定設計方案，對程序的重要性進行正確的評價。CAD技術，在計算機輔助工程的應用中，具有調整設計模型的作用，能夠有效地促進后續設計和生產連接的穩定秩序，具體的作用包括機械產品對的評價、對數據信息的分析、產品的質量和使用強度的評價、建立模擬系統、機械產品結構設計的完備。也就是說，在計算機輔助工程中，可以使用三維技術，促進這個系統內的各功能的充分發揮。
4.4模具CAD的集成制造
現階段國內機械領域的生產形式正在逐步貼近于科技化，在這一發展背景下，CAM、CAD與CAE等設計制圖形式逐步轉變為了機械設計領域發展的主流趨勢。在社會經濟發展的當前階段，模具CAD/CAM的激光快速成型技術已經取得了非常普遍的運用。通過對三維CAD技術的運用，有效實現了仿真模擬、曲面造型等一系列功能的結合，同時也順利把三維繪圖、數控加工等功能融入進了新的軟件體系當中。有了系統的工程數據及平臺資料的輔助，必將極大地提高各類機械產品設計數據的使用效率，最終實現機械產品在質量與性能方面的有效提升。
5結束語
我國計算機技術目前已經進入到高速發展階段，機械工程設計過程中使用計算機技術已經不足為奇，應用CAD，極大地節省了機械產品設計時間，簡化了設計和生產過程，促進了機械產品結構和性能的逐步提高，為制造業的發展奠定了堅實的技術基礎。然而，在機械設計中的實際應用而言，還有許多細節需要改進。因此，相關人員需要加強實踐，機械工程設計人員要掌握CAD技術操作方法，掌握技術精髓，促進機械工程設計的快速發展。提高CAD技術在實踐工作中的應用效果，為我國的現代化建設事業添磚加瓦。
參考文獻：
[1]徐小龍.淺析CAD在機械設計中的應用[J].魅力中國，2011（14）
[2]李麗，王輝.CAD在機械設計中的應用現狀與發展趨勢[J].中國高新技術企業，2014（26）：123-125.
[3]陳宇.CAD在機械設計中的應用現狀與發展趨勢[J].電子測試，2015（06）：133-134.
[4]史越.三維CAD技術在機械設計中的應用探究[J].電子測試，2013（23）：26-27.
[5]李志權.三維CAD技術在機械設計中的應用[J].科技資訊，2017（33）：32.
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