浅论CAD技术在现代机械设计中应用-中专

论文导读：
摘?要：在现代化机械设计中应用三维CAD技术，可有效改善机械企业重复设计现象，提高信息资源利用效率，缩短产品的开发周期，提高经济效益与社会效益。本文结合当前CAD技术的发展现状，对CAD技术的优点以及具体应用进行分析与阐述。
关键词：CAD技术；现代机械设计；应用
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熟与发展，利用网络技术中的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP 集成技术，全面地实现数字化设计和制造，已成为了目前机械设计发展的大趋势。

一、CAD技术概述

CAD技术即计算机辅助设计，通过应用计算机中强大的数值计算、图形处理等功能，为工程技术人员提供方便，共同设计机械产品或者工程，提高工作效率，获得良好的科研创新成果。CAD技术可将计算机绘图、有限元、人工智能等有机结合，将计算机手段应用到性能分析、方案决策等常规性设计中，进而提高设计效率与产品质量。

二、CAD技术的应用优点

（1）保证设计的便捷性。通过应用三维CAD技术，可确保在虚拟装配环境中完成新零件的设计，或者根据相邻零件位置、形状等，设计新零件，提高设计的方便性、便捷性，避免由于单独设计零件失败而带来的成本问题。
（2）提高科技含量。现代机械设计中，通过应用CAD技术的先进设计理念、设计方法等，实现了有限元受力分析、模型优化、产品虚拟设计等功能，极大提升产品科技含量与设计质量。另外，应用CAD机械零件设计与加工技术，还确保机械产品质量。
（3）优化机械设计周期。通过应用CAD技术，极大缩短了现代机械设计的时间，提高设计效率与生产效率。在新机械的设计与开发过程中，只需要对部分零件重新设计或者制造即可，而更多的零件设计可应用已存在的信息，缩短至少3～5倍机械设计的时间。另外，应用CAD技术，变形设计能力非常强大，可通过快速重组等方式，获得全新机械产品。
（4）增强零件设计的直观性。在装配机械零件过程中，资源查找器已经将零件的装配关系记录在案，如果出现错误装配现象，则及时显示或报警；另外，部分零件可以隐藏处理。当机械设备的模型装配完成之后，还可实行动态演示，而对于运动行程要求较高的机械来说，还可通过CAD技术检验其行程是否达标。

三、CAD技术在现代机械设计中的应用

1.生成零件和装配图

（1）零件的建模。CAD技术的建模，可采取线框模型、表面模型以及实体模型三种方法。在具备实体建模功能的CAD软件中，存在一些基本体系。例如，在三维CAD的实体造型模块中，主要提供了六种基本的体系，其中包括圆锥体、圆柱体、球体、环状体、立方体及楔形体。对于较为简单的零件来说，可以通过分析结构，分解成基本体，再对基本体实行实体造型，完成布尔运算，获得零件实体模型；对于较为复杂的零件，难以将其划分为基本体。由于分解或者组合之后的基本体数量较多，因此成型困难。因此，只有基本体系的作用无法满足机器零件的实体造型要求，这就需要通过二维几何元素，对零件中的截面轮廓进行定义，然后在三维实体造型中，通过旋转、拉伸等方式获得基本体，再通过布尔运算，获得实体造型。
（2）装配图的生成。当零件的实体构造完成之后，应用机器运动，分析实体构造过程资料。当运动处于某一位置，则根据零件所处的坐标点进行装配。在装配过程中，可应用CAD技术中的三维编辑软件。

2.设计技术的集成化

随着科学技术的日益发展与完善，制造行业的生产技术也有所提高，从普通机床发展到数控机床；从人工设计发展到CAD技术制图。现代机械制造业正朝向计算机化、数字化方向发展。另外，CAD技术、CAM软件等，已经在制造技术中广泛应用。

3.CAE软件的应用

在机械制造的CAE软件中，可支持完成结构优化设计、工程数值分析、寿命预估、运动学仿真及运动学等功能。随着CAD技术的广泛应用，CAE软件进一步提高了设计的合理性，保证机械设计的刚度、强度、结构合理性、寿命、动态特性等，提高机械设计水平与产品质量。