管窥CAD技术在机械设计中的适用性

1CAD技术相关介绍

1.1CAD技术在现代机械设计中应用优势

（1）零件装配直观化。通过CAD技术可以查询零件装配过程中相关记录，假如零件装配错误的地方，可立即显示。有些机械设备运行程度复杂，因此完成装配后可以先通过CAD技术进行检验以免产生不必要的损失。

（2）零件设计便捷化。CAD技术可以在设计零件时进行环境虚拟或者装配，也可以依据零件的相关位置、大小进行二次设计，这样，不但保证了设计的时效性，还会避免传统设计因为零件设计不合理而带来的经济损失。

（3）机械产品技术化。CAD技术的先进理念和技术让现代机械设计水平有了进一步的提升，达到了优化模型、分析受力并且虚拟产品等目的，并且保证了机械产品的质量。

1.2CAD技术的发展远景

CAD技术随着技术的革新拥有极为良好的发展前景，并且将会被运用到更多的技术领域当中。首先，CAD技术将愈发智能化，这是一个必然趋势。随着社会发展，设计也必须达到高度智能化，能够运用已有的数据库向设计师提供具有时效性相关知识。而且，智能化CAD技术还可自动检测设计人员的失误，给予数据支持等。其次，技术虚拟化。CAD技术已经开始技术虚拟话。设计师通过虚拟环境即可设计新产品，进行虚拟产品建模，还可根据虚拟值对产品进行检查，及时发现产品的缺陷。最后，CAD技术图形交互化。用于创新产品的CAD技术必须能够操作方便、快捷。所以，为了提供方便，CAD技术需要菜单图标化，这样才能保证设计师能够将精力全部放在设计工作中。

2CAD在现代机械设计中的应用

CAD技术之所以能够在机械设计中广泛应用，不仅是因为它自身的技术优势，更是因为它能够解决传统机械设计出现的问题，并在应用当中发挥重要的作用。

2.1传统机械设计的弊端

传统机械设计在设计产品中有一点的缺陷，主要分两点。首先，传统机械设计缺乏创新性，其方法多为模仿、对比等设计为主，比较注重实际经验。其次，传统机械设计信息延迟。只有产品生产制造后才能够发现机械设计中的缺点，如此一来，不但无法保障产品质量，还会延迟产品开发时间。而CAD技术的出现以及在机械设计中的应用将极大地解决了传统机械设计的问题。

2.2CAD技术在现代机械中的具体应用

（1）多维几何制图。机械设计在处理信息时涉及数据和图形两种信息。其实，图形信息比重比较大，因此，CAD技术随着科技的发展，其绘图功能日渐强大，能够进行图形、绘图、文字、调用图块、图形交换等操作。

（2）零件实体建模与生成装配图。设计产品时不但涉及几何信息还会设计材料问题、零件尺寸、公差以及技术信息等。因此，几何设计已经无法满足产品设计要求。而CAD技术可进行三种形式的建模方法，即表面模型、线框模型以及实体模型。能够进行建模的CAD软件包含一定的基础体系，例如三维CAD实体建造模块主要包括球体、圆柱体、立方体、圆锥体、环状提以及楔形体这六种基本题型。因此，若是零件结构相对简单，就可以先进行结构分析，再将其分为基本题，而后进行三维实体造型，待完成布尔运算后便能够获得零件的三维模型。一些结构复杂的零件，通常不易将其分解为基本体。基本体的数量过大也会为零件组合成型带来阻碍。因此，CAD技术中的基础体系无法完全实现机械零件的三维实体建模。为解决问题，可先用二维几何元素构造出零件剖面图，而后在三维实体建模中通过调转角度等分析出新的基本体，再通过交、差、并等技术完成零件的三维实体模型。零件完成实体建模后，便可以运用CAD软件中的三维编辑功能，依据机器运行中分析的数据，在运行一些位置，将所有零件按其坐标进行“装配”。

（3）设计技术集成化。机械制造业在科学技术发展进程中向着数据化以及计算机智能化迈进，主要表现为产品设计由运用CAD/CAE/CAM设计取代了人工设计，数控机床以及加工中枢替换了普通机床。此外，CAD/CAM技术几乎运用于真个技术领域。

（4）应用CAE机械软件。CAD技术同CAM机械系统成顺序关系，即只有CAD技术完成相关设计或者解决问题后才能够运用CAM机械系统。其主要分为结构设计优化、寿命评估、强度设计评估以及工程数据分析等功能，负责解决机械设计中产品寿命、强度、材料、特性、结构合理性等问题。

3总结

现代机械设计因为CAD技术不但避免了传统机械设计中的问题，还加强了设计的合理性，在强度、寿命等方面保证了产品质量。因此，CAD技术在机械设计中占据重要位置，它的发展将为机械设计解决更多的问题，将其推向一个更高的水平，从而促进机械工业快速发展。

作者：韩煜 单位：佳木斯电机股份有限公司