匡禹昕

摘 要：在机械工程领域，CAD技术的出现和发展被大范围的使用，由此致使机械功能设计在质量以及效率方面都有所提升，并且还是当前机械工程发展过程中不可或缺的一部分。因此，本文将站在机械工程设计视角下，对 CAD 技术的应用进行详细分析，希望能够给相关人士提供些许参考价值。

关键词：机械工程;CAD技术;发展与应用

引言

在科学技术迅猛发展的时代背景下，多种现代化技术的出现，为我国各个行业可持续目标提供了有力支撑。然而在机械工程设计行业中，CAD 技术的出现，一方面能够为相关设计人员打造良好的设计平台，借助计算机系统强大的作用，做好各种绘图设计工作，在极高设计效率下，高质量完成设计任务为我国机械工程行业稳定发展奠定坚实的基础。

1 CAD技术在机械工艺设计中的特征

CAD技术有着先进性，能够优化产品质量和创新技术，是機械工艺设计中的重要组成。在计算机中安装CAD软件，从而对工艺和产品进行论证与分析，保证能够实现仿真和优化，满足工艺标准。CAD技术应用在机械工艺设计中，能够完整处理各项信息，属于核心技术，一方面符合产品的特征，一方面也能够使机械设计结构满足模块化特征，按照产品设计过程和需求深度分析系统，从而对产品的使用过程和相关信息有着正确认知; 其次能够优化产品，满足设计工艺效果。在机械工艺设计中，应用CAD技术可通过三维立体方式呈现产品，确保及时发现存在的问题立即改正，有利于创新产品，优化产品质量。在机械工艺设计中应用CAD技术，能够立体化展示设计的产品，保证产品优化达到最佳[1]。

2 CAD 技术在机械设计中的实践

2.1 机械模具集成制造

随着社会经济的发展，信息科学技术的进步，对机械制造行业也提出了更高要求。传统机械设计已经难以满足时代需要，因此CAD技术在传统机械设计模式基础上，融入了信息化元素，有效促进了CAD技术与机械设计的深度融合。在各种软件支持下，当下的CAD技术分为了多种模块内容，比如仿真模拟、曲面造型、图形编辑等。因此在进行机械设计过程中，建立不同模块，便能够实现机械模具的集成制造。与此同时，通过在CAE软件的帮助下，还能够对设计好的机械产品进行强度、寿命评估，同时在CAE的辅助下，还能够应用CAD技术进行机械产品结构优化设计，有效满足机械零部件刚度、造型动态特性等多方面要求，从根本上提升机械设计质量水平。

2.2 多维几何的绘图

在对传统二维图像进行处理的过程中需要做到的一点就是绘制出传统工程图。但是在本次二维图形的绘制工作中需要将同该软件相吻合的处理软件获取到。放眼于CAD应用过程中，众多的软件都是同画图软件之间存在关联性，并且这部分画图的功能以及画图能力还是存在相应差距的。细致的对这些画图软件进行了解可以看出，这部分画图软件存在的共同之处就是，均基于交互式图形绘制为基础，针对不同的图形均能够完成设计以及编辑工作。可是身为一名专业的机械工程设计人员来讲，假如想要确保将CAD图形绘制功能充分的研究以及发挥出来，那么就需要对其进行细致的开发，将部分拥有宏命令功能为主的参数化绘图软件进行开发，从而创建出相应的图形符号库。由此确保设计人员能够凭借CAD软件来完成绘图设计工作，并且在绘图的过程中能够更加的得心应手，并且上手较快[2]。针对所得到的汽车领域来看，其在轻量化传动轴层面上，其具体的生产制造成本同比其他而言并不高，其非常适合开展规模生产工作。将有关的参数设计结束以后，其在开展工作的过程中能够借助CAD以及UG等相关的计算机二三维绘图软件来绘制出小货车传动轴的图纸，基于此前提下采取装配的方式将汽车备胎支架相关的三维模型获取到，由此可以发现采用CAD技术能够将效果直接呈现出来，其本身拥有的视觉性是非常强的。除此之外在具体开展工作的过程中，某些企业也针对当下的货车传动轴轻量化结构优化及分析工作来针对货车传动轴展开相应的轻量化设计。这样的工作不单单可以使得货车传动轴在以后的设计制造工作提供有效的基础，同时借助CAD技术可以确保整个制图效果的高效性以及稳定性，并且能够使得相关人员的工作时间最大程度减少，而工作效率在原有基础上得以全面提升。

2.3 计算机辅助建模

计算机辅助建模作为机械工程设计中不可缺少的部分，设计人员在建模当中，合理应用三维CAD软件，快速形成自身理想的产品立体模型，不管是产品的型号还是大小等，都能够满足企业的生产需求，特别是一些要求细节的设计产品，更能够借助三维CAD软件，将其尺寸按照一定比例加以呈现。从中可以看出，鉴于三维建模强大价值所在，确保设计人员提前站在虚拟环境中，设计出直观性的产品模型，改变过去单纯凭借自身想象模型建设的弊端，减少较大设计误差的出现。基于此，在当前机械工程设计过程中，设计人员能够站在三维建模基础上，事先确定设计方案中不完善的部分，及时做好修改，以免后期直接投入生产制造，制约企业正常生产工作以及损害经济利益行为的出现。总之，机械工程设计建模环节，合理融入计算机技术，确保设计人员提前发现不完善内容的基础上，能够保证接下来产品装配更具效率性，降低了设计人员修改量，缩短了设计、制作时间，更是大大降低了机械产品的成本。CAD技术应用在生成装配图和零件实体建模中现代机械设计包含了零件尺寸、材料等问题，若是实施常规设计无法满足设计标准，可应用CAD软件实施机械设计体系，比如线框模型、表面模型等。在完成软件计算和建模后，CAD软件也可进行零件装配工作，及时改进装配过程零件出现的问题。CAD软件也能够把控零件精准度，分析零件间产生的公差，节省研发费用，提高企业效益[3]。

2.4 零件加工轨迹的形成

在完成机械零部件建立后，可以结合实际，完成数控加工刀具数据的设置，以此作为机械零部件加工轨迹形成起点。然后借助相应的数控机床加工系统，做好相关的参数设计，尤其是要确定数控加工刀具各种参数。最后以零部件形状为依据，选择科学合理的加工方法，并由此形成一个完整的零件加工轨迹。另一方面，在零件加工轨迹形成的过程中，通常会借助Mastercam软件，该软件能够根据零件加工轨迹，结合粗加工和精加工不同需求，提供相应的零件加工方法。比如采用粗加工工艺，需要先清除零件毛坯上多余材料，然后再对机械零件进行精加工，不仅如此，在Mastercam软件系列CAD软件的帮助下，还能够有效延长数控加工刀具使用时间，提升机械零件加工精度与加工质量。例如在进行圆柱凸轮机械零部件加工时，首先明确该机械零部件的规格信息，该机械零件分度数是11， 动程角280°，动盘节圆直径150 mm，滚子半径13.8 mm[4]。

3 结束语

机械设计是一项较为系统复杂的过程，为有效提升设计质量水平，需要加强对CAD技术的应用，深刻认识到CAD技术在机械设计中的作用及优势，促使CAD技术在机械设计中发挥出更大的作用，推动我国机械设计行业更加稳定顺利地发展。

参考文献：

[1] 董妍.CAD技术在机械工艺设计中的应用研究[J].中国新技术新产品， 2019，（3）：22-23.

[2] 徐承意.关于CAD技术在机械工艺设计中的应用研究[J].山东工业技术， 2019，（24）：129.

[3] 蔡葛明，雍照章，王华.CAD技术在机械工艺设计中的应用研究[J].机械工程师，2019，（1）：218-220.

[4] 王维.三维CAD技术在机械设计中的应用探讨[J].化工设计通讯，2019， 42（1）：119-128.

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