胡家春

摘要：随着计算机技术的普及，计算机软件在机械设计领域的应用越来越广泛。机械行业应用CAD软件进行产品设计的技术也得到了广泛地应用，使产品设计人员能高效率地进行各自领域的产品分析、设计等工作。机械设计领域的Auto CAD软件极大地提高了机械产品设计的质量与效率，是机械设计领域中最有用的辅助设计软件。本文主要针对CAD技术在机械产品设计中的优势进行分析，并提出CAD技术在机械产品设计中的应用与发展方向。

关键词：Auto CAD；机械产品；机械设计；应用

一、CAD技术在机械产品设计中的优势

1、机械制造业的设计周期短

机械设计的零件需要在反复的设计失败和错误中不断进步和完善。比如，在零件需要配合设计时，为了保证零件能精确配合，可以用三维软件同时设计两个零件进行装配，避免单独设计引起的装配失败，三维技术能有效完成零件配合设计，当设计配合不合理时只需要对零件部分做微小的改变，零件的大部分信息没有发生变化。另外，CAD具备变型设计的功能，能将不同零件部分进行重构，设计一个不同的产品。如此，CAD技术能大幅减少设计时间，提高生产效率。

2、零部件在装配环境里方便直观

利用CAD软件进行机械零件的装配时，各类零部件是在整个软件中按照一定的规律进行装配的，其中的装配途径都已经在本软件的资源查找群中有相应的记录与存档，在后期机械运转时，如发现某一问题等，可以直接在软件中查找对应的区域，不需要针对机械的其他零部件进行拆卸与分析，可以很方便快捷的找到问题根源。而在找到故障源头之后，可以直接对症下药，准确的对各类零部件进行修正，提高了整个机械的设计准确度。在整个CAD制图中，能够清晰的看到整个机械内部各个零部件之间的构造结构以及相互之间的关联性，在完成设计后需要对整个机械进行预运行，在此过程中如果发现某处出现不合理的碰撞等時，可以及时的找到问题根源，并在相应的设计中加以更正。

3、有效提高机械产品的质量

在机械设计领域充分运用本技术，能够很好的将工业化生产与现代化信息技术进行很好的结合，为机械制造行业未来的前进趋势等指明了前进的方向。在CAD制图领域，采用较为先进的设计理念与方式，能够较为直观方便的观察零件之间的构造关系，并且能够对不合理的设计构造之处进行及时更正与修改，这一系列的优势所在保证了整个机械产品的品质与质量。

二、CAD技术在机械产品设计中的应用

1、实体生成

计算机辅助技术在整个机械制造业设计中起到很大的帮助作用，CAD技术通常以计算机或者其它视频设备进行显示设计，即三维建模，这种方法一共有3种：实体、表面和线框等模型。在一些具有3D三角网数据的计算机辅助技术软件中，都存在一些系统的体系。比如在用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计的一些计算机辅助技术软件中，提供了几种不同的造型模块，即楔形体、立方形、环状形、圆柱形、球体与圆锥体。对一些比较简易的零件，可以将这些简易的零件不同的基本体，且利用Auto CAD对基本体进行三维实体绘图。一些比较复杂的零件一定程度上很难分成不同的基本体，使零件在分解或者组合后产生过多的基本体，致使在三维实体绘图中成型困难。所以，在目前所拥有的基本体系中，没有零件能够满足三维实体造型设计的需求，因此可以把设计中结构定义零件通过三维实体造型设计来进行旋转或者拉长变成新的基本体改造得到三维实体造型设计中所需要的零件。在解决零件构造的问题后，才能用CAD技术去解决设计、结构的合理性。

2、机械设计

机械设计是机械工程的一个重要组成部分，是进行机械生产和产品设计的第一步。机械设计直接关系到产品的性能，产品成本等多方面。根据用户的要求对所需要的产品进行工作原理、结构、使用方式、力的传递、零件的材料选取、形状尺寸确定等。产品设计是后面产品制造的依据以及产品使用过程中维修、维护的重要依据。机械设计的目标是在满足各种约束条件的前提下，设计出最好的机械产品。通常的设计目标包括最好的工作性能、最低的成本、最小的重量、高可靠性、高的传递效率等。由于传统的设计方式存在主观性，因此现在越来越多采用科学的计算实现机械设计的优化设计。

3、模具CAD集成制造

在CAD技术的应用中，其本身的性能受到广泛的关注和重视，特别是随着科学技术的发展，各种制作行业的生产技术有了很大的提高，从普通的机械到复杂的中心设计，都需要投入科学的手段。数字化的到来，使得绘图工作也朝着进化提升的方向发展，在模具的设计方面，需要涵盖当前所有的建筑行业，才能够作为适合使用的绘图工具。进行机械产品设计，所处理的信息，无非是图形和数据两个方面。其中，绘图工作量约占60%～70%以上。目前在CAD应用中，绘图软件比较多，功能性较强，以交互式绘图为主，都能绘制各种图形和进行图形编辑，并具有标准文字，尺寸和填充剖面，区分层次和调用图块，以及赋予图形属性和实现图形交换等各项功能。CAD软件是一个多功能的软件，它具有其他软件不具备的模块，在数值和图形的编辑方面，在数控机床的加工处理方面，在动态显示方面，都可以做到尽善尽美。同时，这些模块的组合可以形成一定的数据库形成，在整体的管理水平上拥有较大的空间，因此可以说，CAD技术是当前实体造型技术的主要数据来源。

三、CAD技术在机械设计中的发展方向

CAD中的三维造型很好的解决了设计者由单一的思维活动变成了直观的视觉设计，能同时完成部件设计和整体设计时利用三维模型进行更好的分析和研究，统一的数据库能让设计者选取到最优的设计方案。按目前的发展方向，三维技术有可能会淘汰二维绘图。随着世界科学技术的不断发展，计算机性能，网络的普及，信息处理能力的不断提高，CAD软件技术也将更加开放和集成。CAD软件企业要能跟上世界发展的趋势，开拓思想，开发出更加技术先进的CAD软件。机械设计离不开CAD软件技术，CAD软件技术的发展还需要设计者提供更多的智慧。目前，人工智能、通讯、信息技术、数据库技术都在不断的完善，信息已经突破了国际界限，这些技术给CAD技术带来了发展方向，不久的将来，在机械设计领域将会使用更高技术的CAD软件。

结束语

CAD技术能够将人们自身的思维转化为机械产品的设计，使得头脑中的立体构架在计算机技术的帮助下得到三维实体造型。通过CAD技术，可以计算出对机械产品、机械数据，还可以直接修改数据，达到设计愈加完善，理性化设计方案。随着科技的不断进步，计算机技术的不断完善，CAD技术正在逐步全面发展且未来发展前景良好，对我国CAD软件行业的开发和行业使用都具有十分广阔的意义。

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（作者单位：黑龙江建龙钢铁有限公司）