摘要：CAD软件是一个以二维绘图软件为主的机械基础性软件，这个技术增加了传统机械设计中涉及到的问题，能够在实体建模、计算零件强度、零件的寿命等方面均具有广泛的应用，能够有效的保证零件的质量，缩短现代机械设计研发周期。CAD技术形成的CAD系统，促进了传统的产品的设计方法改变与整体生产模式的变化，这在极大程度上带动了社会经济的发展。基于此，本文就从现代机械设计中应用CAD技术的有效设计方法展开分析。
关键词：现代机械设计；CAD技术；应用；设计方法
1、CAD技术的组成和发展
CAD系统由硬件和软件两部分组成，CAD系统是以硬件系统为基础，系统中最关键的还是软件系统，它决定着系统的将要具备的功能。它就是基于计算机的强大的运算能力以及强大的图形处理能力，设计人员运用它让产品设计达到预想的标准，达到科技创新的一种技术。
产品的更新换代，能让产品具有活力以及具有强大的竞争力。对产品的不断的研究以及作出必要的创新，这样能推动产品的发展，而且能产品推向各个行业。目前CAD技术已经得到了广泛的运用，但是对它的研究还在不断的继续，也在不断的进行创新，也被运用在更为广泛的领域。目前，CAD系统从早期具备图形处理功能以及计算功能逐渐的发展到了智能化CAD系统。这就印证了CAD的发展潜力，这也是产品的不断的革新不断创新的结果，并且赋予了它活力。这个系统采用了特定领域内的逻辑以及符号技术，它不仅可以对某一领域内的设计过程进行模拟，而且还可以把单一领域内的指定的问题解决了。要把各种技术结合起来运用在CAD技术中在计算机上进行数据分析、试验以及模拟，并且做出方案的决策。这样能有效的提高设计效率。
CAD三维技术是让人们根据脑中的三维模型直接着手设计的系统，它具有突出的设计功能，具有简洁、普遍以及广泛等特性，让机械设计能力有了很大的提升，不仅对设计人员的设计效率有明显的提高，而且还加快设计的速度。它使得设计者的构想得以体现出来，而且能够在三维模型中分析整个的设计过程，让设计方案理想化了。科学技术的不断的发展，机械行业也随着不断的发展。现在我国的机械行业逐渐的向单纯的制造向创新型行业过渡，平面设计技术慢慢的将不能让设计者得到满足，由此可见，三维CAD技术是未来发展的趋势。
2、CAD技术在现代机械设计中应用优势
通过实际应用三维CAD系统软件，笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势，具体表现在以下几点：
2.1零件设计更加方便
使用三维CAD系统，可以装配环境中设计新零件，也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷，避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来，使人一目了然。
2.2装配零件更加直观
在装配过程中，资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系，若装配不正确即予以显示，另外，零件还可以隐藏，在隐藏了外部零件的时候，可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检验行程是否达到要求，及时对设计进行更改，避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3缩短了机械设计周期
采用三维CAD技术，机械设计时间缩短了近1/3，大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时，只需对其中部分零部件进行重新设计和制造，而大部分零部件的设计都将继承以往的信息，使机械设计的效率提高了3~5倍。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。
3、现代机械设计中应用CAD技术的有效设计方法
3.1零件与装配图的实体生成
零件的实体建模。设计师利用CAD软件能够有效的对现代机械零件进行建模，即线框模型、表面模型、实体模型等三种。如在AutoCAD中进行三维造型时共有6种体系，即立方体、球体、圆锥体等。而对于零件结构比较简单的零件，通过CAD软件能够简单的对其进行结构分析，并且对本体进行分析，从而对其本体进行重构，然后对其进行交、并、差等布尔运算，这样就能够得到相对完整的实体模型。然而，对于比较复杂的零件，在进行设计时很难将其进行分解。利用CAD软件进行分析时可以先使用二维几何元素进行构造，然后再进行三维实体造型。
3.2CAD在机械设计特征建模中的应用
在现代机械设计中，特征建模也显得十分重要，从大的角度来说，特征建模可以分为三种，具体如下：①通过CAD软件能够建立人机交互方式，从而使计算机获得所设计机械零件的几何信息与非几何信息，并且利用软件建立相对准确的现代设计模型；②通过CAD软件能够存储现代机械设计中所需要建立模型的基本信心，并且将这些信息存储产品工艺数据，完成机械零件的三维特征建模；③通过CAD软件能够储存多种标准零件数据库，从而完成产品的零件造型，并且能够将现代机械设计过程中产品的几何信息、工艺信息等融入其中，完成机械设计软件三维实体造型。
3.3零件实体建模与生成装配图
现代机械设计时不但会设计到零件的材料问题、零件的基本尺寸、公差等。常规的设计方法虽然能够满足设计要求，但是对于新产品周期较长，已经不能够适应现代机械设计软件的要求。然而，利用CAD软件则能够通过多种建模软件，如表面模型、线框模型以及实体模型等完成机械设计的基本体系。因此，对于一些结构相对简单的零件则能够通过二维画图软件即能够完成。而对于结构复杂的零件则能够完成实体建模。待软件计算、建模完成之后，通过CAD软件能够对相关零件进行装配，并且在装配过程中发现零件可能存在的问题，如约束、限位、干涉等，从而提出合理性改进措施。此外，利用CAD软件还能够控制零件之间的精度，分析不同零件之间的公差等，从而缩短机械零件设计周期，能够有效地降低研发成本，提高企业的经济效益。
3.4应用CAE机械软件
CAD软件在现代机械设计中和CAM等软件具有异曲同工之效，现代机械设计中采用CAD软件时能够完成相关零件的技术问题，并且在设计过程中能够联合CAM机械系统等进行设计。此外，CAD软件还能够优化现代机械零件、分析零件寿命、强度等，并解决机械零件设计过程中的问题，如结构是否合理、材料强度等是否能够满足要求等。
结束语
机械设计在世界技术的发展中不断更新，计算机技术，软件设计技术在机械设计中广泛应用，给设计人员打开了创新的思路，同时也让传统的设计方法和制造业有了根本性的颠覆，CAD技术促进了传统的产品的设计方法改变与整体生产模式的变化，这在极大程度上带动了社会经济的发展。相信在不久的将来，在机械设计领域将会使用更高技术的CAD软件。
参考文献
[3]陈晓红.基于CAD在机械设计中应用的探索性研究[J].制造业自动化，2011.
[2]刘洋君.CAD技术在机械设计中的应用及其发展趋势探讨[J].机电信息，2012.
论文作者:欧奎志
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/23
标签：零件论文; 机械设计论文; 软件论文; 技术论文; 建模论文; 系统论文; 模型论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;