摘要：CAD技术在机械设计中的应用改变了传统设计方式的误差性大且效率低的问题，其能够适应现代市场经济高竞争性的发展，提高企业的社会效益和经济效益。本文主要探究了CAD技术的总述，CAD系统组成，CAD技术在机械设计中的优点及缺陷及其具体应用，以供参考。
关键词：CAD技术；机械设计；应用
引言：随着经济的发展以及科学技术的进步，现阶段CAD技术已经由最初只能进行数值计算以及图形处理功能的CAD系统，逐渐的演变成了具有智能系统的CAD系统，成为了一种与人工技能相结合的系统。CAD技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。CAD系统的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化，必然产生巨大的社会经济效益。
一、CAD技术总述
CAD技术主要是以计算机为载体，通过计算机系统对数据的运算以及对图形的处理，来进行辅助设计以及产品分析，对产品设计达到理想的效果。CAD是结合人和机械的最优特性共同进行设计的一种新设计方法，从而使人和机械的最好特性联系起来。人将运用自己的经验与判断能力通过人机对话或图形显示的方式进行来控制整个设计过程，让人和计算机之间进行信息交流，相互取长补短，从而获得最优设计结果。因此，CAD与计算机绘图不是等同的，计算机绘图只是使用图形软件和硬件进行绘图及有关标注的一种以摆脱繁重的手工绘图为其目标的方法和技术。
二、CAD系统组成
CAD系统包括软件系统与硬件系统，软件系统主要两个方面：CAD软件、有关的辅助模型，而硬件系统主要包括个人计算机、工程工作站、图形输入设备和图形输出设备等。随着计算机技术的快速发展，硬件已经不是阻碍CAD发展的主要因素，而决定其发展的是CAD软件与有关的辅助模型。CAD软件可以分为以下三个类别：交互式图形显示软件、CAD应用软件、数据管理软件，由于某些专业性企业的绘制内容存在着差别，这样就会出现几种CAD系统一起运行的情况，对于这种情况，应该要协调系统统一配置的数据资源库。
三、CAD技术在机械设计中的优点及缺陷
1、CAD技术在机械设计中的优点分析
（1）大幅度的缩减了设计周期。CAD三维技术在机械设计中的突出优势表现在能够高效的解决复杂的几何造型问题。通过对简单图形的组合、加工、重组、导入、导出等，并结布尔运算设计出各种所需的复杂几何图形，并自动生成直观易操作的截交线，很大程度的缩减了工作量，能够将机械设计周期提高30%左右，从而为机械生产提供了更充足的时间，从而缩短的机械生产的周期，同时为质量检测和性能调试提供了更多的时间。此外，三维CAD系统借由其丰富的机械元件参数数据库，能够对设计图进行快速的设计重建，为机械产品设计和改型提供了便利的条件。
（2）提高机械产品的技术含量和质量。随着现代机械产品与计算机通信技术功能上的融合程度越来越高，生产过程中引入了CIMS技术与CAD相结合的生产方式。使得机械设计技术有了新的突破。三维CAD设计中通过图形优化以及有限元受力分析等技术，提高了产品的整体设计质量品质。由于机械产品与信息技术相融合，同时采用了CAD设计方法和CIMS组织生产，使机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法，如优化、有限元受力分析等，保证了产品的设计质量。
2、CAD技术在机械设计中的缺陷分析
（1）CAD技术并没有全面应用于设计的领域。虽然CAD技术的出现使我们脱离了传统的绘图方式，节省了时间和精力，但这并非真正意义上的设计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当前，许多利用CAD软件的公司和单位并不是为了设计而运用它，更多的是用它来获取效果图，这使得 CAD 的作用大打折扣，对CAD软件的应用缺乏整体性和目的性。
（2）CAD技术缺乏专业的人才。虽然运用CAD软件的人很多，但其中真正掌握CAD技术的人很少，大多数的设计人员在运用CAD软件的时候并没有接受过专业的技术训练。因此，不能充分运用CAD软件的功能，在设计零件的时候也会出现一些缺陷。况且，现如今CAD的功能会越来越多，操作CAD软件也会变得越来越复杂，因此想要真正的掌握CAD技术会变得更加困难。
四、CAD技术在机械设计中的具体应用
1、CAD技术零件与装配图的实体生成的应用
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。
2、CAD技术在机械设计特征建模的应用
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：第一，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；第二，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；第三，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、CAD技术在零件实体建模与生成装配图的应用
现代机械设计时不但会涉及到零件的材料问题、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。
五、结束语
随着现代CAD技术的不断革新与完善，将会为机械设计与制造行业提供高效率和高质量的技术保障，对提高企业的核心竞争力起到举足轻重的作用。未来的CAD技术将会朝着系统集成化和智能化方向发展，为机械产品的规模化生产提供强力有的软件支持。在激烈化国际生产竞争的现代工业化社会，我们应该意识到先进的生产设计手段、生产技术是机械制造行业实现可持续发展的重要保证，充分意识到“科技是第一生产力”的本质内涵。
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论文作者:王小如
论文发表刊物:《基层建设》2016年20期
论文发表时间:2016/12/12
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