研究在机械工程设计中CAD技术的运用

　　摘要：现代机械工程设计中CAD技术应用十分广泛, 在机械工程图纸绘制、模型建设等方面, CAD显示出了明显的技术优势, 有助于提高机械工程设计的水平和质量。机械工程设计人员要掌握CAD技术操作方法, 掌握技术精髓, 促进机械工程设计的快速发展。本文首先对机械工程设计和CAD技术进行了阐述, 指出了CAD技术在机械工程设计中应用的优势, 对具体应用措施和未来发展方向进行了细致的分析。

　　关键词：CAD技术; 机械工程; 应用分析;

　　0 引言

　　我国计算机技术目前已经进入到高速发展阶段, 机械工程设计过程中使用计算机技术已经不足为奇, CAD技术就是一种常用的设计技术, 主要用于图形设计及图像处理, 信息和数据处理等等, 涵盖了海量信息存储和提取、计算机协同设计等功能, 目前在工程设计、航天航空、电子制造、智能设计、虚拟设计领域应用十分广泛, 是一种高效的计算机技术。
 

　　1 机械工程设计与CAD计算机辅助技术的含义

　　1.1 机械工程设计的含义

　　机械工程设计主要是针对机械设备的一种设计, 是指设计人员按照产品的使用要求, 对产品或设备结构和工作原理, 对各零部件的规格和大小尺寸进行分析和研究, 绘制设计图, 最终转化为具体的产品和设备实物的设计过程。机械设备或产品的设计较为复杂, 对于精确性要求较高, 因此, 要采用十分先进的技术提升其设计水平, 进而提高机械产品的质量。

　　1.2 CAD技术的含义

　　在计算机技术体系中, CAD技术是其中的一种辅助技术, 利用专业设计软件和程序完善设计方法, 绘制出机械设备的部件结构图案, 参与设计, 辅助机械生产, 为机械设备和产品的生产制作提供依据。我国CAD技术发展十分迅速, 被应用于机械工程设计, 应用于航空航天、电子产品设计与制造、智能与虚拟设计等领域。CAD技术软件中一般包含有几种模块功能, (1) CAPP功能, 指的是工业设计功能, 主要是对材料的定量定额, 对工艺设计的选择, 促进机械设计标准化。 (2) 二维绘图。这是技术核心部分, 利用计算机绘图软件实现对机械设备和产品结构及部件图纸绘制, 降低手工工作量, 提高效率。 (3) PDM功能, 主要是指对数据和信息的处理, 进而保证图纸信息和加工代码安全。

　　2 CAD技术在机械工程设计中应用的优势

　　2.1 有助于提升机械设备和产品的质量

　　在机械工程设计中采用先进的CAD计算机技术有助于提高设计质量, 促进产品和设备质量的优化。机械工程设计中, CAD技术主要是应用于部件结构设计, 使零部件更满足实际需要, 设计更贴近生产, 有利于提高机械的精密程度。其次, 机械工程设计的发展与计算机技术和信息技术的发展关系密切, 作为计算机技术的一种, 对于机械工程设计的影响不言而喻, 现代社会生产对于机械设备和产品需求逐渐增加, 因此, CAD技术可以满足这样的技术要求, 运用二维及三维构图方法, 做好图纸绘制, 进而呈现出良好的设计效果。

　　2.2 有利于缩短机械产品设计的时间

　　在机械工程设计中运用CAD技术可以提高机械产品的设计效率, 大大节约产品设计的时间, 实现质量和速度的双赢。CAD计算机辅助技术可以颠覆传统设计, 将传统设计技术中的缺点屏蔽掉, 缩小设计上的误差, 提高产品精度, 机械设备的参数和数据都会更准确, 进而避免资源浪费。另外, CAD技术还可以应用于设计修正, 采用三维构图技术可以建立立体图像, 进而真实的还原设备零部件的结构, 可以缩短设计的周期, 提高设计的质量和效果, 进而促进机械工程设计的优化发展。

　　2.3 有助于实现CAD技术集成化发展

　　在机械工程设计中合理的运用CAD技术对于计算机辅助设计技术而言也是一种创新, 很多科技要在具体实践中找出存在的不足, 进而针对性的改善, 进而促进先进科技的更新和发展。CAD技术必须在实际应用中得到验证, 促使技术逐渐趋于成熟, 现在机械制造业使用的是现代化机床设备, 零件设计到生产环节都具有标准化和智能化特点, 因此, CAD技术的应用可以促进技术本身的集成化发展。

　　3 机械工程设计CAD技术的实际应用

　　3.1 CAD技术应用于机械工程设计建模

　　机械工程设计中建模是核心内容, 是设计的重要环节之一, 机械产品是否符合国家相关标准, 就可以通过建模来判断。CAD技术应用于建模是比较常见, 主要是建立线框模型、表面模型和实体模型三种。CAD技术作为一种计算机辅助技术, 设计人员在实际设计时要做好整合资源, 优化设计理念, 在二维三维几何图形建模时要加强应用, 在实际绘图应用中, 要注意参数的变化, 要做好变量化设计, CAD技术有一种自建模功能, 进而减少人工的工作量, 提高机械产品设计的效率, 还要保证机械产品的质量。

　　3.2 智能CAD技术的实际应用

　　机械工程设计人员在实际运用CAD技术过程中, 要注意对于其智能化技术的应用, 要对机械工程和设备进行分析和研究, 对其结构进行分析。我国机械工程设计近些年取得了显著的进步和发展, 但同时对设计水平也提出了更高的要求, 为了满足这样的要求, 设计人员就要选择先进的技术应用于设计过程中, 促进机械工程设计的发展。CAD技术可以实现ANSYS等有限元分析软件的对接, 运行较为高效, 设计人员可以将零件模型导入软件, 进行力学分析, 验证工程设备模型是否满足实际需要, 验证后发现零部件不合格, 可以及时修正, 降低损失。

　　3.3 CAD技术应用于机械工程绘图

　　机械工程设计中最基本就是绘图工作, 绘图中应用CAD技术是目前十分常见的方式, 这样可以改变传统绘图存在的不准确的问题, 改变绘图方式, 可以使图纸设计更满足实际需要。CAD技术最早被应用就是在绘图方面, 主要包括图形编辑、交互式绘图、文字填充、图像文字转换等, 优点在于绘制过程简单易操作, 可以提高绘图效率, 减轻工作量。

　　4 CAD技术未来的发展趋势

　　未来, CAD计算机辅助技术会应用于更广泛的领域, 会吸引大量的用户, 但还是存在一些问题, 就是软件的兼容问题, 因此, 要做好软件的改良, 实现CAD技术的标准化发展, 针对数据模型进行标准设计, 提高软件的兼容性。

　　现在计算机编程方法逐渐创新和发展, CAD技术也要朝着智能化的方向发展, 未来在机械工程设计的应用上, CAD技术会展示出它的优势, 可以通过优化算法和测量设计方法等, 拓展设计人员思维, 使设计方式逐渐成熟, 例如在产品模型设计缓解中, 设计的关系要找出来, 进而发挥设计人员的灵感, 提高设计的时效性。

　　现在市场上CAD技术占据的份额较大, 在多个领域发展较为迅速, 在机械工程设计领域, 还会有长足的进步, CAD技术要完善建模设计, 设计人员要掌握力学知识, 完善对数控机床的设计, 提高其参数和信息的准确度, 促进其集成化发展。

　　5 结语

　　总之, 我国机械工程制造业近些年取得了前所未有的发展成果, 为了提高其设计的水平各质量, CAD技术的应用成为了一种必然趋势, 在实际应用中, 设计人员要注意将技术与实际需求相结合, 重视技术实际应用过程中存在的问题, 关注技术上的瓶颈, 在实践过程中促进技术的升级和优化, 进而促进机械工程设计产业的可持续发展。

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