CAD技术在机械工程设计中的发展与应用

白跃辉

摘要：当前伴随科技的进步以及成长，同比传统机械工程设计工作而言，其已经很难同当前的机械工程行业发展趋势保持一致。在机械工程领域，CAD技术的出现和发展被大范围的使用，由此致使机械功能设计在质量以及效率方面都有所提升，并且还是当前机械工程发展过程中不可或缺的一部分。

Abstract： With the advancement and growth of science and technology， compared with the traditional mechanical engineering design work， it has been difficult to keep in line with the current development trend of the mechanical engineering industry. In the field of mechanical engineering， the emergence and development of CAD technology has been widely used， resulting in the improvement of mechanical function design in terms of quality and efficiency， and it is also an indispensable part of the current development of mechanical engineering.

关键词：机械工程;CAD技术;发展与应用

Key words： mechanical engineering;CAD technology;development and application

中图分类号：TB21                        文献标识码：A            文章编号：1674-957X（2021）17-0169-02

1  CAD技术在机械工程设计工作中的使用情况

当前伴随CAD技术的持续推广以及发展，在这个背景下CAD同之前相比在功能方面也日渐全面化，其对于CAD技术的使用领域以及范围日渐全面和广泛。在这个基础上使得机械设计领域中普遍使用到了CAD技术。站在作者的角度上来讲，在机械工程设计工作中CAD技术的使用通常展现在以下几个层面上：

1.1 多维几何的绘图  站在设计工作的角度上而言，其在对机械产品进行设计的过程中需要关注的问题由两方面，分别是数据以及图形。在以上所论述的信息之中使用的精力以及时间最多的就是绘图。在对传统二维图像进行处理的过程中需要做到的一点就是绘制出传统工程图。但是在本次二维图形的绘制工作中需要将同该软件相吻合的处理软件获取到。放眼于CAD应用过程中，众多的软件都是同画图软件之间存在关联性，并且这部分画图的功能以及画图能力还是存在相应差距的。细致的对这些画图软件进行了解可以看出，这部分画图软件存在的共同之处就是，均基于交互式图形绘制为基础，针对不同的图形均能够完成设计以及编辑工作。可是身为一名专业的机械工程设计人员来讲，假如想要确保将CAD图形绘制功能充分的研究以及发挥出来，那么就需要对其进行细致的开发，将部分拥有宏命令功能为主的参数化绘图软件进行开发，从而创建出相应的图形符号库。由此确保设计人员能够凭借CAD软件来完成绘图设计工作，并且在绘图的过程中能够更加的得心应手，并且上手较快。

针对所得到的汽车领域来看，其在轻量化传动轴层面上，其具体的生产制造成本同比其他而言并不高，其非常适合开展规模生产工作。将有关的参数设计结束以后，其在开展工作的过程中能够借助CAD以及UG等相关的计算机二三维绘图软件来绘制出小货车传动轴的图纸，基于此前提下采取装配的方式将汽车备胎支架相关的三维模型获取到，由此可以发现采用CAD技术能够将效果直接呈现出来，其本身拥有的视觉性是非常强的。除此之外在具体开展工作的过程中，某些企业也针对当下的货车传动轴轻量化结构优化及分析工作来针对货车传动轴展开相应的轻量化设计。这样的工作不单单可以使得货车传动轴在以后的设计制造工作提供有效的基础，同时借助CAD技术可以确保整个制图效果的高效性以及稳定性，并且能够使得相关人员的工作时间最大程度减少，而工作效率在原有基础上得以全面提升。

1.2 图形以及符号库  将部分极为具有复杂性的图形进行简化以后借助简明扼要的图形符号将其替代，除此之外将这部分图形符号在原本的圖形符号库之中存入。假如设计者在设计的过程中将这部分图形直接从库中调取出来，并且将其在相应的设计图形中进行使用，由此能够使得图形绘制的整体进度在原有基础上得以加快。除此之外，还能够使得设计者在开展设计工作中所花费的时间全面减少，最终确保设计工作具有较高的效率。

1.3 模具CAD/CAM的集成制造  当前伴随时代的进步以及成长，此时人类社会的科学技术水平以及发展速度同之前相比有了飞跃的进步。由最初的借助机床来展开设计工作到当前借助加工中心以及数据机床来完成设计工作，由最初的设计人员采用人工方式手工进行零件设计到现在凭借CAD软件来将图形以及零件进行设计。站在长远发展的角度上看，制造业未来的发展也是由最初的传统方向逐步的走向集成化方向。在当前制造业领域其中，最为核心的部分就是模具技术。较为具有完整性的软件系统通常包含的功能模块众多，这部分的模块需要基于工程数据库的前提下完成统一的管理，但是需要了解的一点是在工程数据之中最为核心的来源就是CAD实体造型。

1.4 工程分析  在开展具体设计工作的过程中，其设计较多的情况就是优化设计和有限元设计以及动力学设计。不仅如此，针对部分专业设计对象而言，其中也会涉及到相应的CAD技术分析步骤。

站在汽车行业上来讲，其在对万向传动装置进行设计的过程中通常都是以solid works以及CAD技术为主，同时以给技术为依据来确保轻量化设计工作得以实现。很多企业在开展设计工作的过程中都会选择选取小货车万向节传动轴来完成轻量化设计，并且将二维亦或是三维图详细的确定出来，并且基于三个轻量化技术角度上展开详细的对比研究以及分析工作，从而对于轻量化设计相应的前后质量展开细致的了解。站在制造以及结构的层面上来讲，其同以后所使用的轻量化设计过程中的零件完成对比，并且对轻量化技术的具体使用情况展开细致的分析，这也是汽车企业采用CAD技术所具有的现实意义。

2  CAD技术在工程设计中的缺点

站在某个层面上来讲，即便CAD技术的产生使得人们已经从之前传统的绘图方式之中脱离出来，并且还可以使得人们的精力以及时间得以节省，可是需要了解的一点是其并非是真正层面上的设计。截止到现在，众多应用CAD技术的单位以及公司并非是为了对其进行运用以及设计，这些单位以及公司主要是为了借助CAD技术来得到自身想要的效果图，这样的情况就导致CAD技术在使用的过程中受到了众多的限制，并且很多单位以及公司在使用的过程中主要是将效果图进行获取，由此导致CAD技术呈现出的效果受到了巨大的限制，其针对CAD技术的应用并没有目的性以及整体性。站在另外的角度上来讲，即便借助CAD技术的工作人员数量不在少数，可是真正了解CAD技术的人员数量并不多，绝大部分的设计人员在采用CAD技术的过程中并未对该技术具有深刻的了解，由此致使其并不清楚CAD的具体功能，所以根本不会对CAD技术进行充分的使用。很多有关人员在使用CAD技术技术的过程中本身并未接受过任何相关的技术迅猛，因此致使其对于CAD技术并没有透彻的了解，在这样的情况下具体设计的过程中很难将CAD技术功能充分应用出来，因此在零件设计的过程中也会存在相应的不足。这些年里，伴随CAD技术的发展以及进步，由此使得CAD功能同之前相比也在持续的提升。而在CAD技术的操纵方面会日渐复杂化，基于此想要将CAD技术进行充分的掌握是非常困难的事情。

3  CAD技术以后在机械工程设计工作中的成长动态

由于当前网络技术发展水平的持续提升，从而致使CAD技术的发展具有较大的空间，作者在研究的过程中也将研究对象放到CAD技术上，并且对其以后朝向智能化和标准化以及集成化还有参数化等层面的发展历程展开分析以及研究。

3.1 标准化  详细了解CAD技术来看，其已经由最初的标准化发展逐步的朝向数据交换格式标准化方面发展。当前伴随时代的进步以及成长，从而使得STEP标准体系得以创建和成长以及优化，这些思想都已经同当前的CAD系统有效的结合在一起。基于此可以看出在数据模型标准化角度上其以后的CAD技术应该对STEP标准体系进行使用。

3.2 智能化  在以后的时间中，CAD技术的成长一定要借助智能化的参数设计以及特征造型来展开。详细的了解CAD技术的功能能够看出其不单单可以将绘制工具提供给相关专业人员，同时也将其内部的关联性进行了忽略。由于当前智能化的参数设计以及特征造型引入从而致使人们能够凭借CAD技术做好相应的工作。

3.3 集成化  站在成长的角度上来讲，CAD技术的另外层面指的为集成化。CAD技术能够将CAE和CAD以及CAPP等众多领域的应用相结合，基于此可以看出CAD技术并非是单独出现的。伴随当前时代的发展以及成长从而使得网络技术的进步也是极为快速的，在这个情况下人们接下来的时间应该对如何创建基于网络体系为特色的CAD/CAM集成化系统进行思考。

3.4 网络化  当前由于电子商务以及网络技术的持续发展和进步，由此使得人们也逐步来到了网络时代。在这个时代背景下，CAD技术自身的网络化水平同之前相比持续的提升。第一，以互联网为基础的CAD技术能够确保企业二维图纸传输功能同比之前而言更为具有高效性以及快速性。第二点，能够确保制造类企业自身的三维模型借助互联网的力量进行有效的协作以及交流。这种以网络协作模式为基础的模型能够确保企业生产出的产品品质以及质量得到全面保障，并且在这个基础上企业也能够将自身产品研发速度得以提升。最为核心的一点就是企业能够将成本节省下来，从而帮助企业获得尽可能多的效益。而这对于企业接下来的发展以及进步奠定良好的基础。

通过对汽车企业的情况进行了解，其在将轻量化设计工作结束以后，其也应该将机械制图充分掌握起来并且掌握相关的绘图要领，在企业开展工作中应该借助计算机的方式完成相应的辅助设计工作，并且采用CAD能够确保机械设计工作更加的简单明了，同时采用机械设计工作的时候也应该采用计算机软件完成工作，其在使用CAD方面可以将机械设计工作的难易程度全面的简化。不仅如此，在开展工作的过程中还应该确保针对不同的机械运动机构进行深层次的了解，由此可以参照各个需求的前提下，借助科学且合理的方式来选取相应的机构。在开展设计工作的时候可以借助计算机软件Auto CAD将相应的机械装置图纸细致且全面的绘制出来，除此之外将主要零部件以及核心的机构图纸细致的绘制出来，这样也能够使得计算机绘图能力在原有基础上得以全面提升。采用CAD技术能够使得机械装置设计效率得以大幅度提升，这对于机械设计工作是具有重要意义的。

4  总结

当前伴随科技的进步以及成长，此时同CAD相关的技術也在持续的得以优化和革新，在这个基础上人们对于CAD的技术探索步伐在持续的推进，由于时代的进步从而使得技术也朝向不同方面得以发展。未来以后的发展更加顺畅，由此也对于计算机工业界新技术以及国际CAD工业界技术的发展情况进行全方面的分析以及研究。除此之外在研究的过程中需要了解的一点是，以后伴随制造业的成长和进步其需要借助CAD技术的支撑以及发展。换句话来讲，制造业的发展在很大程度上受到了CAD技术的作用。借助新技术将更多优质的产品开发出来，从而使得我国的制造水平在原本基础上得以全面提升和发展，同时将同我国需求的CAD软件有效的开发出来。

参考文献：

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