楊光 孫杰 茍金童 李中川 陳欣

摘 要：現(xiàn)階段我國(guó)信息化水平在高速發(fā)展，隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，CAD在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用，逐漸取代了傳統(tǒng)化機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)。CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的全面發(fā)展，不僅促進(jìn)了設(shè)計(jì)質(zhì)量的進(jìn)一步提升，更是使得CAD三維技術(shù)在成熟與標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)水準(zhǔn)上不斷前進(jìn)。只有掌握好CAD技術(shù)的發(fā)展方向，不斷創(chuàng)新完善才能對(duì)我國(guó)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：CAD技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展前景

1 CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究與作用

1.1 CAD技術(shù)在機(jī)械工程技術(shù)中的應(yīng)用研究

CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用主要表現(xiàn)為：二維制圖、參數(shù)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)分析等。其中，二維制圖的出現(xiàn)代替了傳統(tǒng)的專業(yè)繪圖技術(shù)，也是CAD技術(shù)中最為普遍的應(yīng)用；參數(shù)設(shè)計(jì)是指根據(jù)機(jī)械零部件的適用尺寸建立圖形程序庫(kù)，調(diào)用參數(shù)賦以一組新的尺寸參數(shù)，即生成一個(gè)新的零件圖形；常見(jiàn)的工程設(shè)計(jì)分析有優(yōu)化設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析以及有限元分析等，細(xì)分某個(gè)具體設(shè)計(jì)對(duì)象的方法要依靠自身的特性去分析，如設(shè)計(jì)注塑模型時(shí)要進(jìn)行塑流分析、冷卻及變形分析等。

1.2 CAD技術(shù)在機(jī)械工程技術(shù)中的作用

第一，使作品更加形象直觀在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，以往大多是在平面圖紙上進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是，這種方式所設(shè)計(jì)出來(lái)的效果比較抽象，一般人很難對(duì)其有直觀的感受或者是理解。而在應(yīng)用CAD技術(shù)之后，其設(shè)計(jì)產(chǎn)品就更加的形象直觀，客戶就能更加直觀地觀看設(shè)計(jì)作品。

第二，減輕了工作量在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用CAD技術(shù)就能將復(fù)雜的集合造型變得簡(jiǎn)單明了，這樣設(shè)計(jì)人員在工作過(guò)程中，其工作量也會(huì)明顯減輕，同時(shí)還能縮短設(shè)計(jì)周期，真正提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率。

第三，極大方便了零件設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用CAD技術(shù)就能在裝配過(guò)程中對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣設(shè)計(jì)人員就可以按照零件具體形狀和位置對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而就能確保零件設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)性。在這個(gè)過(guò)程中，如果設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)零件進(jìn)行修改，也十分的方便，只需要進(jìn)入修改環(huán)境中就可以直接對(duì)其進(jìn)行修改。除此之外，應(yīng)用CAD技術(shù)還能使零件裝配變得更加的直觀，這樣就能在一定程度上降低產(chǎn)品報(bào)廢率，提高生產(chǎn)效益以及產(chǎn)品的技術(shù)含量。

2 CAD技術(shù)在今后我國(guó)機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展前景

2.1 圖形交互技術(shù)

隨著信息化水平的不斷提高與體系的完整，CAD已經(jīng)成為設(shè)計(jì)辦公軟件的主要?jiǎng)?chuàng)新工具，不僅能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供廣闊的思路，解放認(rèn)識(shí)上的束縛，情境引入到創(chuàng)造性活動(dòng)中，而且成為設(shè)計(jì)者的專業(yè)小幫手，如智能化圖標(biāo)菜單、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航器等，方便了我們的生活應(yīng)用。五筆輸入法、語(yǔ)言識(shí)別功能以及特征手勢(shì)建模等新型技術(shù)，正豐富、改變著人類世界的生活。

2.2 智能化操作智能化

智能化操作還體現(xiàn)在理解設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖、自動(dòng)檢測(cè)設(shè)計(jì)失誤狀況、智能化回答問(wèn)題以及提出解決方案并進(jìn)行推理等。CAD操作技術(shù)服務(wù)于人類的控制活動(dòng)，是一項(xiàng)體現(xiàn)高智能化的人類創(chuàng)造性活動(dòng)，同時(shí)也是高速發(fā)展經(jīng)濟(jì)社會(huì)的必然方向。智能化操作水平以信息化、知識(shí)化理念為載體，及時(shí)向設(shè)計(jì)者提供精確的數(shù)據(jù)分析，并達(dá)到一定的技術(shù)幫助。現(xiàn)代化設(shè)計(jì)水準(zhǔn)以創(chuàng)新為核心概念，如何把創(chuàng)新應(yīng)用融入到CAD技術(shù)，是一項(xiàng)具有深遠(yuǎn)意義的操作技能。因此，采用智能化系統(tǒng)去優(yōu)化新產(chǎn)品、工程、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，才能符合現(xiàn)代化要求的創(chuàng)新理念。

2.3 實(shí)現(xiàn)安防監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著機(jī)械工程的設(shè)計(jì)理念不斷趨于完善化，安全防護(hù)以及監(jiān)控技術(shù)成為機(jī)械制造業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中健康穩(wěn)定發(fā)展的積極因素。因此，機(jī)械CAD技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展極大地促進(jìn)了安全防護(hù)功能的性質(zhì)體驗(yàn)。CAD系統(tǒng)功能的強(qiáng)化轉(zhuǎn)變有利于安防監(jiān)控設(shè)施的實(shí)地應(yīng)用以及實(shí)時(shí)監(jiān)控，強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算功能使產(chǎn)品歸于常規(guī)設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及可靠性設(shè)計(jì)，精確的數(shù)據(jù)流與數(shù)字仿真模擬技術(shù)均在安防監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。

2.4 智能化應(yīng)用

工程分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化是CAD技術(shù)在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)中的智能化應(yīng)用所體現(xiàn)出的主要內(nèi)容。利用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)零部件的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員只需要對(duì)零部件進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)分析，并考慮其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)優(yōu)化即可確保所設(shè)計(jì)的零部件符合相關(guān)的質(zhì)量要求和標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)應(yīng)用CAD技術(shù)不僅進(jìn)一步優(yōu)化了零部件工程分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化效率的提升，同時(shí)在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，運(yùn)用三維立體圖所構(gòu)建的虛擬模型，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)零部件相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，從而使其可以根據(jù)實(shí)際的分析結(jié)果對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和調(diào)整，利用這一方法進(jìn)行復(fù)雜零部件的設(shè)計(jì)以及深度優(yōu)化，不僅可以促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率的不斷提升，同時(shí)也提高了產(chǎn)品的科學(xué)性與實(shí)用性。

3 結(jié)語(yǔ)

CAD技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，不僅是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的改革和創(chuàng)新，同時(shí)還極大方便了零件設(shè)計(jì)，減輕了工作量，在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中有著非常顯著的作用。CAD技術(shù)的全面發(fā)展和多維方向延伸，對(duì)我國(guó)機(jī)械制造以及安防監(jiān)控工程領(lǐng)域有著重要的發(fā)展意義。CAD技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展與創(chuàng)新，必將成為我國(guó)機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域最可靠的技術(shù)手段，隨著這項(xiàng)技術(shù)的大力推廣和應(yīng)用，從而徹底消除了制約機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的不利因素，促進(jìn)了機(jī)械工程設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的全面提升。同時(shí)CAD技術(shù)的應(yīng)用也為我國(guó)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的深度優(yōu)化和創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)，是為了機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的必然方向，而且隨著設(shè)計(jì)人員不斷的將其拓展至各個(gè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，也必將促進(jìn)機(jī)械工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：四川省成都理工大學(xué)）