浅谈机械工程设计中CAD技术的实际应用

刘凤霞

摘 要：随着计算机网络信息技术的不断发展以及当今时代机械工程的广泛应用，机械工程在其设计过程中逐渐和CAD技术相互结合并在实际应用过程中展开了具体而持久的研究，同时CAD技术的精准程度和便利性极大地提升了机械工程设计的精度和设计工程师的设计效率，促进了机械工程设计的发展。本文以CAD技术的使用对机械工程设计效率影响为主线，开展对CAD技术发展过程以及其在机械设计方面应用的介绍，通过对CAD技术在机械工程设计中的实际运用现状的描写，使得CAD技术在机械工程设计领域得以更好的运用。

关键词：机械工程设计;CAD技术;实际应用

作为计算机辅助设计技术而存在的CAD 技术，其使用者大多是设计工程师，通过对计算机相关软件的利用，如CAD等相关的设计辅助软件的使用，来对设计工程师所要设计的东西进行计算和比较分析，而利用这些辅助设计软件制作出想要设计的效果，并通过复制修改和对比，结合实际进行多方位的考虑，形成几个不同的设计图，从而在多个设计图中选出更好的工程设计方案。利用CAD技术进行工程设计的绘图，是CAD软件和技术在工程设计领域的主要应用方向。

1.CAD技术在机械设计中的应用优势

1.1提升了机械设计产品的质量

随着现代电脑配置和机械工程设计图纸要求的不断提高，CAD软件技术在发展的过程中逐渐的升级与优化，相较于以前手工绘图来说，利用CAD技术进行设计更为高效。而随着CAD软件技术在机械工程设计领域不断深入，利用CAD软件技术进行设计生产出来的机械零件产品质量相较于以前来说有着较大的提高。想要得到高质量的机械设备和产品，同样需要高质量和高精度的机械零件。利用CAD 软件技术进行高精度的机械工程设计，得到精度更高的设计图纸，对于降低设计结构的偏差有着极大的意义。降低设计结构的偏差，有利于生产出更高质量的机械零件，从而制造出更高精度的工程机械产品，对于提升机械产品的质量有着较为深远的意义。

1.2 促进了机械产品的设计理念和更新速度

随着机械工程对图纸精度的要求越来越高，依靠人工进行制作相关的设计图纸的局限性越来越大，而利用计算机辅助相关设计和生产，能够使得机械产品设计变得更为精准和科学。CAD 技术在工程设计方面的使用极大提高了机械工程的设计效率，突破了以前的绘图限制，促进了机械产品的设计理念和更新速度。

1.3 CAD技术缩短了设计时间

CAD技术在机械工程设计领域的运用使得工程设计图纸具有科学合理性，而高精度的工程设计图纸也保证了机械零件的精度，确保了机械零件间的匹配问题，在避免了问题的同时也大大缩短了设计时间。

2.CAD技术在机械设计行业中的应用

2.1绘图流程的使用

绘图处理技术是现代机械工程设计领域中十分重要的技术手段，CAD绘图处理技术是现代机械工程设计和相关制造行业中最为常用的一种绘图处理技术。随着CAD绘图处理技术的不断发展，其已经具备了非常强大的机械工程设计绘图处理功能，机械工程设计师可以充分利用其在机械工程设计领域中强大的绘图处理功能来实现传统机械设计的手工绘画无法实现的机械设计理念和技术要求。机械工程的设计和制造人员在进行机械工程设计绘图时，可以通过对CAD技术的充分利用来辅助绘图设计，而这种功能能帮助机械工程设计师设计出意料之外的艺术作品。计算机辅助设计软件中的CAD辅助技术主要是指利用计算机上的CAD软件进行辅助绘图，通过对软件以及插件的使用，最终将机械产品所需要的辅助零件的尺寸及其绘图规格和尺寸准确直接地显示在绘制的图纸上。用CAD技术辅助绘制机械工程的相关产品设计图基本上没有可能出现机械产品零件的尺寸不符合规范的异常情况。随着现代科学技术的不断进步和发展，CAD的技术也在不断的发展，利用CAD 技术绘制机械工程相关的设计图纸也会更加精确，绘制过程也更加简单。而CAD技术的不断优化极大地促进了现代机械设计行业的发展和进步，促使着现代机械工程设计的优化更新。

2.2机械建模的运用

一般来说，机械设计工程师都会在产品制造前对新设计的各种机械产品零部件进行机械线建模，并在机械线开始生产的过程中通过利用机械线建模的方法来分析和检查新设计出的机械产品的实际生产情况，并对生产出的机械产品外观、尺寸和物化性质等进行严格的检查，以确保新设计生产出的机械产品的能够充分满足用户对零件的要求和实际的使用需求。CAD技术中机械线框的三维造型和机械设计的最终实体造型是机械工程设计中两種重要的造型方法，这两种造型主要是利于设计者对设计出的产品进行观察以及对设计出的机械产品的生产工艺进行推断。在机械工程相关产品的实际生产中，需要通过建模来生成理想的机械工程产品的模型，以便于得到精确、科学的数据来对设计出的机械工程产品的相关理化性质进行研究。一般情况下，如果机械制造业在设计生产过程中没有准确地对机械工程模型的相关数据进行收集分析和设计修改，容易出现较多的问题，从而影响了机械工程下一阶段的工作的开展。例如，抗压能力不足，理化性质差，韧性不足等较为常见的诸多问题。为了充分利用现有机械工程相关的设计模型，机械设计工程师和相关人员应当在设计生产的过程中尽量避免出现错误的设计参数而导致机械设计不满足要求的情况。

通过对先进的CAD建模技术的使用，机械工程设计师所设计的部件可以在CAD软件中来进行建模，而通过在CAD软件中创建机械工程的设计模型，可以在较大程度上避免因机械工程师所设计的机械产品与实际的情况完全不符或者存在着部分差异所造成的机械设计重构问题，在提高机械工程设计师的设计质量和工作效率的同时，还极大地减少了机械设计所需要的时间，提升了设计效率。

2.3对于机械设计结构的优化

通过对CAD技术在机械工程设计方面的利用，不仅可以很方便地实现机械工程相关产品设计的绘图和建模，还可以在生产过程中对机械设计的零件进行机械结构的优化和机械力学的分析，使得机械工程设计相关的产品能够更好地满足实际的需要，促使机械设计结构的不断优化升级。CAD技术在机械工程设计领域的运用主要是利用CAD技术完成建模后，对设计中建立的机械设计模型零件进行机械力学的分析和试验，根据分析和试验的结果对设计零件的结构进行优化，从而有效保证机械设计工程师所设计的机械产品的最终性能和质量，在提高机械工程设计师设计有效性的同时，还提高了其工作效率。CAD技术在现代机械工程设计领域中的另一个重要的优势就是通过对CAD相关软件和插件的利用，可以检测和绘制分析每一个设计者的整个设计过程图纸，通过对整个设计图纸制作过程中稳定性和缺陷的分析，结合实际情况及要求对整个的设计过程图纸的可行性进行评价。CAD技术的使用有利于对设计人员的工程设计图纸进行分析，然后通过对其进行建模、评价和优化，从而保证了机械工程在制造过程中的可行性，这一作用能够有效地保障机械工程设计过程中不至于出现各种错误，以此来提升设计效率与质量。

结语

随着CAD 技术相关软件和插件的优化升级，其在机械设计领域的应用范围也在不断地扩大，已经在当代自动化生产结构体系中成为不可或缺的重要组成部分。机械工程设计领域对于CAD 技术的运用，有效地提高了机械产品设计制造效率，并在极大程度上减小了实际生产的误差，在提高产品精度的同时，提升了机械零件的生产质量，而机械零件质量的提升，有助于机械产品质量的提升，进而使得机械工程设计核心竞争力得到有效提升。

[参考文献]

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[3]陈宇. CAD在机械设计中的应用现状与发展趋势[J]. 电子测试，2015（06）：133-134+129.

（作者单位：山东唐明环保科技有限公司，山东 泰安 271200）