摘要：随着计算机技术的飞速发展，在进行机械产品设计时越来越多使用CAD（计算机辅助设计）技术。CAD技术在机械设计工作中的应用不仅降低了机械设计人员的工作量、提高工作效率，而且能降低产品设计的成本，有利于及时发现设计过程中所存在的问题。本文就CAD技术在机械设计中的应用进行简单阐述。
关键词：CAD技术；机械设计；应用
引言
随着我国经济水平及科技水平的提高，机械设计中CAD技术也得到广泛运用。在机械设计中，对CAD技术的运用在一定程度上解决传统机械设计中的一些不足，使机械设计的质量得到一定的技术保障。本文通过对CAD技术中的具体功能进行分析，简述机械设计中CAD技术的运用对传统机械设计带来的影响，对CAD技术在机械设计中的具体应用进行简要分析。
一、CAD软件相关知识简介
1.1 CAD技术的相关理念
CAD绘图软件从大的角度来说属于是一个完整体系，其主要包括两部分，即计算机辅助软件设计、计算机辅助硬件系统。其中，计算机辅助软件设计属于CAD的核心部位。CAD绘图软件主要具备四大功能，即绘图功能、管理功能、图形管理功能及分析及文字编辑、处理功能等。CAD软件不仅能对图形进行处理，还能进行有限元、文字等编辑。因此，在现代机械设计中引进CAD技术能够缩短产品研发周期，提高产品质量。
1.2 CAD技术在现代机械设计中应用优势
CAD在现代机械设计中使用较多，能有效缩短产品开发周期，有效缩短产品研发时间，将复杂的图形简单化，减轻设计人员的工作量。对现有的机械零件只需改变部分结构参数既能够满足要求，能提高研发效率，缩短研发周期。使用CAD研发现代机械设计时还存在以下优点：（1）零件装配直观化。利用CAD技术能够快速查询零件相关参数，如零件存在错误的地方能立即显示出来，避免装配过程中发现新问题，避免不必要的损失。（2）零件设计便捷化。CAD软件能对设计完成后的虚拟零件进行装配，并根据装配结果进行二次设计或改进，保证现代机械零件的时效性、合理性，避免设计不合理产生的经济损失。（3）机械产品技术化。CAD软件能引进新的设计理念和先进技术，采用CAD能提高零件设计水平，能对零件模型进行分析和优化，从而保证机械产品质量。
1.3 CAD技术的发展远景
（1）CAD软件的使用更加趋于智能化，这是CAD使用的一个必然趋势。随着科技的飞速发展，现代化设计也更加趋于智能化，采用CAD中的数据库等能向设计者提供相关知识的时效性。（2）CAD技术的虚拟化。CAD软件能有效的对现代设计零件虚拟化，设计师能机械零件等工作的环境等对其进行建模，并根据结果及时发现现代设计软件的缺陷。（3）CAD软件交互化。使用CAD软件能为设计师提供菜单图标化，保证设计师能简单进行设计现代软件。
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二、CAD技术在机械设计中对传统技术的影响
2.1信息化
CAD技术的运用在为机械设计信息化提供一定的基础。在对CAD技术运用的过程中，其相关的设计技术可以是机械设计的整个过程全部计算机化，还可以在对设计产品进行加工前，对其设计运用三维技术设计进行观察检验，从而使设计中的不足及缺陷能被技术发现，得到及时改良，使设计质量得到相应提高。
2.2创新性
CAD技术的运用使机械设计质量得到本质上的改变，在一定程度上改进传统设计技术中的不足。在对机械设计过程中，CAD技术相较于传统设计技术而言更具有创新性。传统设计技术中，对实践经验更加注重，在设计中多采用改型、仿照及类比等设计方式，没有足够的创新性。而在机械设计中对CAD技术运用的过程中，可以使设计的立体效果更加明显，使设计者在设计过程中的创新思维得到更大程度的激发，从而使设计出的产品更加具有创新性。
三、CAD技术在机械设计中的应用
3.1CAD在机械设计特征建模中的应用
特征建模可分为三种：（1）通过CAD软件能建立人机交互方式，使计算机获得所设计机械零件的几何信息与非几何信息，并利用软件建立相对准确的现代设计模型；（2）通过CAD软件能存储现代机械设计中所需要建立模型的基本信心，并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软件能储存多种标准零件数据库，从而完成产品的零件造型，并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。
3.2零件与装配图的实体生成
零件的实体建模。设计师利用CAD软件能有效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。而对零件结构较简单的零件，通过CAD软件能简单对其进行结构分析，并对本体进行分析，从而对其本体进行重构，然后对其进行交、并、差等布尔运算，得到相对完整的实体模型。但对较复杂的零件进行设计时很难将其进行分解，利用CAD软件进行分析时可先使用二维几何元素进行构造，然后再进行三维实体造型。
3.3 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，但对新产品周期较长，已不能适应现代机械设计软件的要求。但利用CAD软件则能通过多种建模软件，如表面模型、线框模型及实体模型等完成机械设计的基本体系。因此，对一些结构相对简单的零件能通过二维画图软件即能够完成。而对结构复杂的零件则能完成实体建模。待软件计算、建模完成后，通过CAD软件能对相关零件进行装配，并在装配过程中发现零件可能存在的问题，提出合理性改进措施。此外，利用CAD软件还能控制零件之间的精度，分析不同零件之间的公差等，缩短机械零件设计周期，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软件时能完成相关零件的技术问题，并在设计过程中联合CAM机械系统等进行设计。此外，CAD软件还能优化现代机械零件、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：CAD软件是一个以二维绘图软件为主的机械基础性软件，这款软件除了增加传统机械设计中涉及的问题，还在实体建模、计算零件强度、零件寿命等方面均具有广泛应用，有效保证零件质量，缩短现代机械设计研发周期。CAD技术能解决传统机械设计不能解决的问题，将机械设计发展到一个新高度，为我国机械化发展做出贡献。
参考文献
[1]高雄.CAD技术在机械设计中的应用[J].机电信息，2012，25（3）：192-193.
[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].2012，25（11）：127-128.
论文作者:陈程浩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/30
标签：机械设计论文; 零件论文; 技术论文; 软件论文; 建模论文; 过程中论文; 实体论文; 《建筑学研究前沿》2017年第25期论文;