強(qiáng)化CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計中的有效應(yīng)用探討

張佳笛

【摘 要】機(jī)械工程設(shè)計領(lǐng)域隨著我國經(jīng)濟(jì)多元化的發(fā)展蒸蒸日上，CAD技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展在機(jī)械工程中的應(yīng)用范圍也越來越廣，不僅提升了機(jī)械工程工作效率，給設(shè)計人員也帶來了很大方便。為此，為了能夠進(jìn)一步提升機(jī)械工程設(shè)計效率，就要不斷優(yōu)化CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】CAD技術(shù);機(jī)械;工程設(shè)計;應(yīng)用;

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計領(lǐng)域中占了非常大的地位，給我國的機(jī)械工程設(shè)計人員帶來了很大的幫助。從調(diào)查的情況來看，CAD技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)不僅僅可以提升機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，減少機(jī)械工程設(shè)計人員的工作量，還可以提高設(shè)計質(zhì)量，促使我國的機(jī)械工程得到更好的發(fā)展。但隨著CAD技術(shù)在機(jī)械工程中占得領(lǐng)域越來越廣，部分缺點(diǎn)也慢慢顯現(xiàn)出來。基于此，該文主要對CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行了深度的研究。

1CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計中的應(yīng)用

1.1CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計中建模的應(yīng)用

建模作為機(jī)械工程設(shè)計中的核心內(nèi)容，其承擔(dān)著機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)的重要責(zé)任。就目前的發(fā)展形勢來看，CAD技術(shù)主要有3種三維建模分別是：一是線框模型，二是表面模型，三是實(shí)體模型。CAD技術(shù)其實(shí)就是指在設(shè)計的過程中，利用計算機(jī)作為輔助工具，幫助機(jī)械工程設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計的一切實(shí)用技術(shù)的總和。CAD技術(shù)領(lǐng)域非常廣，其主要應(yīng)用在二、三維的幾何形體建模、繪圖上。在三維的設(shè)計的過程中，其主要是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化，進(jìn)行變量化設(shè)計，但是傳統(tǒng)的二維設(shè)計不僅僅不能實(shí)現(xiàn)參數(shù)化，而且還滿足不了當(dāng)前正在發(fā)展的機(jī)械工程。由于CAD技術(shù)擁有一些基本的體系，可以幫助CAD技術(shù)自身完成建模等工作，還可以減少機(jī)械工程設(shè)計人員的工作量，最為重要的一點(diǎn)就是可以使機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量得以保證，更好的滿足當(dāng)前社會發(fā)展的需要。

1.2CAD技術(shù)的智能化

CAD技術(shù)的智能化主要表現(xiàn)在機(jī)械工程設(shè)計中幫助設(shè)計人員對工程進(jìn)行分析和對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的機(jī)械工程發(fā)展的十分迅速，由此也對機(jī)械工程設(shè)計人員提出了更高的要求，比如說：必須要掌握零部件力學(xué)性的分析和機(jī)構(gòu)優(yōu)化這是作為機(jī)械工程設(shè)計人員最基本應(yīng)該掌握的相關(guān)內(nèi)容。就目前的發(fā)展形勢來看，CAD技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)ANSYS等有限元分析軟件的無障礙對接，可以正常的運(yùn)行下去。因此機(jī)械工程設(shè)計人員在設(shè)計的過程中可以利用CAD技術(shù)出來的三維零件模型導(dǎo)入進(jìn)有限元軟件分析中，通過機(jī)械工程分析出的原理后，再次進(jìn)行合理有效的力學(xué)性分析和對結(jié)構(gòu)優(yōu)化的工作，從而驗(yàn)證所設(shè)計的工程模型是否能滿足機(jī)械工程的要求，工程模型質(zhì)量是否合格。若在驗(yàn)證的過程中發(fā)現(xiàn)零部件的質(zhì)量不合格，可以在模型大量生產(chǎn)之前對模型進(jìn)行合適有效的修改，以便能夠達(dá)到相關(guān)要求，不至于造成成本的損失。

1.3CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計中繪圖的應(yīng)用

CAD技術(shù)在機(jī)械工程中最基礎(chǔ)的應(yīng)用就是繪圖制作，該技術(shù)不僅能夠改變傳統(tǒng)的繪圖方式，還可以更好的滿足機(jī)械工程對繪圖的要求。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，CAD技術(shù)最早進(jìn)入機(jī)械工程設(shè)計工作就是進(jìn)行繪圖制作。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，CAD繪圖軟件的主要功能包括交互式繪圖、圖形編輯、文字填充剖面、區(qū)分層次和實(shí)現(xiàn)圖像與文字之間的轉(zhuǎn)換。CAD技術(shù)的繪圖功能最大的優(yōu)點(diǎn)就在于，可以非常輕松的繪制出更適合機(jī)械工程的設(shè)計圖，這無疑是給機(jī)械繪圖設(shè)計人員減輕了工作量，提高了工作效率，促使機(jī)械工程可以更好的發(fā)展下去。

2使用CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計領(lǐng)域中的優(yōu)勢

2.1縮短工程設(shè)計時間、提高設(shè)計質(zhì)量

由于傳統(tǒng)的繪制軟件，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計的參數(shù)化，不能更好的適應(yīng)發(fā)展迅速的機(jī)械工程。而CAD技術(shù)剛好彌補(bǔ)了這一缺陷，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計的參數(shù)化和對機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。該技術(shù)可以通過模型的尺寸、模型的結(jié)構(gòu)變化和形狀，選擇合適有效的圖形進(jìn)行繪制。由此可以看出CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計中不僅僅可以減輕了設(shè)計人員的工作量，還可以提高設(shè)計質(zhì)量，使機(jī)械工程設(shè)計工作更好的進(jìn)行下去。與此同時，CAD技術(shù)還可以根據(jù)零部件的形狀和位置進(jìn)行自我調(diào)整，這樣不僅僅可以使零部件發(fā)揮出其本身最大的作用，還可以減低因零部件之間不匹配而帶來的麻煩。

2.2機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量得以保證

在這個信息化技術(shù)的社會中，部分的機(jī)械工程為了可以獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，從而選擇了一種極為先進(jìn)和目前最受歡迎的CAD技術(shù)。從近幾年的發(fā)展情況來看，CAD技術(shù)的應(yīng)用可以從根本上改變機(jī)械零部件設(shè)計的質(zhì)量，利用科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)有效保障了零部件設(shè)計的水平，從而提高零部件的設(shè)計質(zhì)量，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)不能夠有效的保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量這一大缺點(diǎn)，使設(shè)計出來的機(jī)械產(chǎn)品更符合當(dāng)前的機(jī)械工程發(fā)展的要求。由于機(jī)械零部件本身就是與信息技術(shù)有所聯(lián)系，若再提高零部件的質(zhì)量，一定能使機(jī)械零部件中的科學(xué)含量提升到另一高度。

2.3促成CAD/CAM技術(shù)集成

在CAD的強(qiáng)力帶動之下，我國的機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備從傳統(tǒng)的普通機(jī)床逐漸走向先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床。在CAD技術(shù)的支持下，設(shè)計出的機(jī)械零部件更能夠滿足當(dāng)前機(jī)械工程發(fā)展的需要。CAD/CAM系統(tǒng)主要是由三維繪圖、圖形編輯、數(shù)控加工、圖片與模型之間的轉(zhuǎn)換以及有限元分析組合而來的。CSD/CAM系統(tǒng)的集成的主要作用就在于，可以避免傳統(tǒng)做法中工作人員根據(jù)CAD設(shè)計的零部件進(jìn)行數(shù)控加工從而導(dǎo)致CAD/CAM中的零件數(shù)據(jù)不一樣，使設(shè)計工作不能夠更好的實(shí)施下去。機(jī)械工程設(shè)計人員如果把CAM和CAD設(shè)計有效的結(jié)合在一起，就可以真正讓模型實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化，最為重要的一點(diǎn)就是可以使設(shè)計出的零部件和生產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)行無縫對接，使機(jī)械零部件能夠發(fā)揮出其本身最大的作用。

2.4CAD技術(shù)在建筑表現(xiàn)圖上的優(yōu)勢

由于CAD制作出的建筑效果圖，是三維效果可以看到建筑材料的質(zhì)感、每個畫面都可以真實(shí)再現(xiàn)，就像身臨其境一樣，再加上真實(shí)的花草樹木更是可以以假亂真，這就是CAD技術(shù)在建筑設(shè)計中最大的優(yōu)點(diǎn)之一。與此同時，CAD制作出的效果圖的第二大優(yōu)點(diǎn)就在于，只要建筑的三維模型搭建完成，就可以從多個角度進(jìn)行觀察，還可以生成多張的效果圖不需要建筑工程設(shè)計人員重新做起，這是傳統(tǒng)手繪效果圖無法比擬的。由此可見，CAD技術(shù)給建筑工程帶來了很大的幫助。

2.5精度提高

眾所周知，建筑設(shè)計的精度一般標(biāo)注到毫米、對數(shù)據(jù)的精確度要求非常之高。就目前的發(fā)展形勢來看，我國的建筑工程施工人員在施工的過程中，總是掌握不到數(shù)據(jù)的精確度，使建筑工程的質(zhì)量得不到保證。然而，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，CAD技術(shù)可以更好的應(yīng)用在建筑工程中去，剛好解決了這一大問題。眾所周知，該技術(shù)可以在日影分析、室內(nèi)聲場分析等多方面計算精度，以此來達(dá)到建筑工要求的精度，當(dāng)然CAD計算速度也是手工計算無法比擬的。

3結(jié)語

CAD技術(shù)給設(shè)計人員帶來了很大的幫助，但是負(fù)面因素也不容小覷。因此設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，除了要承認(rèn)CAD技術(shù)的好處，也要正視它的局限性，善用它的長處，只有這樣才可以使CAD技術(shù)可以更好的發(fā)展下去。隨著計算機(jī)的功能不斷完善、信息處理的智能化，我國的工程設(shè)計人員只要清楚認(rèn)識到CAD技術(shù)的發(fā)展前景，必然會為我國帶來更來的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]晉民杰.礦井提升機(jī)的設(shè)計理論及CAD系統(tǒng)研究[D].太原理工大學(xué)，2010.

[2]李樹海.基于SolidWorks的橋式起重機(jī)CAD系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué)，2007.

[3]徐嘯峰.CACD和NC編程關(guān)鍵技術(shù)研究及其基于WEB的實(shí)現(xiàn)[D].南京航空航天大學(xué)，2002.

（作者身份證：13018219850525351X）