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摘要：随着社会主义的发展和经济水平的提高。机械工程设计是机械工程工作开展实践中不可缺少的一项内容，对机械工程的实施质量和效率有重要的影响，所以在工作实践中，对机械工程的设计做全面的分析和讨论有突出的现实意义。从目前的具体分析来看，机械工程设计会受到多方面因素的影响，如设计方法、设计人员等，这些问题如果不做有效的控制，机械工程设计必然无法满足相应的要求，所以需要基于问题做分析与讨论。从实践研究来看，CAD技术的利用可以有效提升和机械工程设计的效率，对其质量提高也有显著的价值。
关键词：CAD技术；机械工程设计；应用
引言
近些年来，计算机发展十分迅速，计算机的质量也有很大的提升，因此，在许多行业和领域，逐渐淘汰了以往传统的工作方式，引入计算机进行工作，大大提升了效率和质量。不同于以往，现阶段的机械工程不论是在质量、结构、效率等方面都有了更高的要求，传统的机械工程设计已经显示出了一定的劣势，所以，CAD技术的引入逐渐发展起来，已经得到了广泛的使用。CAD技术虽然不是十分复杂，但是有较强的实用性，可以进行图形设计和图像处理，对收入的信息以及数据进行精确计算处理，不论是在信息存取，还是在计算机协同设计方面都展现出了强大的功能，对工程设计、航空航天、电子技术等领域都有重要的意义。
1CAD技术概述
CAD技术在学术层次上也被称为计算机辅助技术，主要是指通过使用计算机设备或相关的图形设备开展设计工作。对于机械工程设计工作来说，常常需要针对不同的设计方案进行大量的分析、计算、类比工作，从中得出最适合自身企业的设计方案。而在传统的机械工程设计工作当中，对计算机技术的利用还不够广泛，这就导致设计人员的设计数据、图形、文字产生一定的流失。而将这些信息存储于计算机当中，不仅可以长久地进行储存，还可以随意检索，利用CAD技术进行机械工程设计时，设计人员在进行繁杂的工程设计图计算时，完全可以将其交给计算机，最终得到图形方案，再由设计人员进一步的修改和完善。CAD技术发展至今，可以对图形通过放大、缩小、编辑、平移、复制、旋转等多种图形数据加工方式，来使得设计人员的设计工作变得更加方便快捷。目前来说，CAD技术主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等3种。交互技术是CAD技术中最为重要的一项技术，可以使得用户在开展设计工作时达到更好的人机关系，设计人员可以在进行思考、修改的第一时间就能看到每一步的操作结果。图形变换技术则是设计人员在使用过程中使用最频繁的一项技术，顾名思义，可以利用CAD软件将图形输出设备坐标系和用户坐标系进行连接，从而进行矩阵运算来达到图形平移、缩放、旋转、透视变换的目的。
2CAD技术在机械工程设计中的应用
2.1在机械工程建模中的应用
建模作为机械工程设计的核心内容，而CAD技术在机械工程设计中的核心应用为工程建模。根据CAD技术建模分析可知，运用当前这种技术进行三维建模时，主要包括线框模型、实体模型、表面模型。其中三维设计的基本设计思想，主要体现在实现参数化与变量化设计。基于传统二维建模来讲，往往无法实现参数化设计目标。而CAD技术在机械工程领域的应用，解决了二维建模无法达到的设计内容，CAD技术在具体应用中，主要提供了6种基本体系结构。如：环状体、楔形体、圆锥体、圆柱体、立方体、球体。因此，在机械工程设计过程中，相关设计人员可借助当前这些基本体系建立零件模型。在实际的设计工作中，可通过CAD技术对设计零件进行有效的拆解，主要将其拆分成为若干个小块基本体。而后在通过布尔计算与三维实体造型处理当前这些基本体。对于较为复杂的零件模型而言，需要预先描绘出图像的二维几何轮廓，而后经过三维造型技术处理，以此来建立零件模型。
2.2利用CAD技术进行机械设计绘图
绘图是机械设计中比较关键的部分，而CAD技术的具体应用也多体现在绘图方面。
从现实分析来看，CAD技术具有非常强大的绘图功能，工程师可以利用CAD技术进行，手绘没有办法设计的构想和需求设计，甚至有的工程师会利用CAD技术绘制不可思议的作品。对CAD技术应用基础上的机械绘图进行分析发现，零件尺寸不合规范的情况基本不会发生，而且随着CAD技术研究的深入，其在数据精度控制方面的效果越来越突出，所以，利用CAD技术绘制的机械图精准度有了进一步的提升。
2.3利用CAD技术对产品模式进行工程分析
在机械工程设计的过程中，要求机械工程所设计的产品能够满足力学方面的性能，还需要对产品结构进行改进。在动力学分析、有限元分析等发展的驱动下，CAD技术的应用也处于不断升级中，体现其对动力分析、结构改进等方面的作用，能够明确指出其结构改进的方向，更容易实现结构优化方面的目标，从而将机械工程设计的产品性能更好地挖掘出来。比如当前大多数CAD软件能够利用有限元分析接口，设计师可以利用该接口将所设计的产品放入有限元中进行分析，或者利用三维CAD技术来达到这一目标。同时，可以在给定的负载下，对产品的模型进行工程分析，以工程分析的结果为依据对产品结构进行改进。
2.4CAD技术的智能化
目前CAD技术在机械工程领域的智能化，主要体现在结构优化与工程分析方面。设计人员在进行零部件设计时，要想实现整体设计水平的提升，必须注重零部件动力分析与结构优化。其中当前这项技术在动力学分析与有限元分析的基础上，成功的做到了无障碍对接ansys等有限元分析软件。在机械工程设计过程中，当设计人员完成三维模型设计后，根据实际设计的需要，应当将其导入到有限元分析软件中，通过软件对其零部件模型进行动力学分析与结构优化。
2.5CAE机械软件
CAE在机械工程设计当中的软件系统的实际功能主要包括结构优化机械工程设计、工程数值分析、运动学/动力学仿真、强度寿命预估与机械工程设计评价等。在机械工程设计的过程中，CAE系统软件要在等CAD技术解决完机械产品的造型问题之后，方可进行产品刚度、强度、材料、寿命、合理性、运动特性以及结构等方面的动态特性问题和其他问题的机械工程设计。我们要时刻重视机械工程设计材料问题，加强对机械工程设计人员的技术培训，采取有效的措施，增加机械工程设计的安全和质量。
2.6利用CAD技术完成对机械工程设计的结构优化和可行性分析
从目前的资料统计来看，利用CAD技术可以实现对机械零件的结构分析和力学分析。从现实分析来看，零部件的结构问题或者是受力问题，即使微小也会对零件的具体应用产生影响，所以在设计实践中，利用CAD技术对具体的零部件结构和受力进行检测分析，实现相应优化，这样，零部件的设计整体效果会进一步提升。
结语
在现代发展中，机械工程设计的要求越来越高，CAD技术的使用具有重要的意义。在机械工程设计过程中，设计者通过CAD技术进行产品设计，往往存在诸多方面的优势。不但保证了产品设计的质量，而且有效的提升了产品设计的效率，缩短了设计时间。因此，设计者要给予CAD技术足够的重视，通过发挥该技术在机械工程设计方面的优势，对于实现机械工程设计的发展具有重要的意义，只有经过CAD技术设计出来的零部件产品，才能够保证其整体质量的提升，进而为我国机械制造业的发展提供重要的保障。
参考文献
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