樊功明
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摘要：近年来，我国机械制造行业发展迅速。作为我国的基础产业之一，必须要加大技术研发投入，以此来获得更好的发展条件，而CAD技术就成为机械工程设计发展的重要突破。同时，CAD技术本身的技术特点，可以让设计师在电脑上就可以对初步的组件进行形态设计，并可以借助一定的渲染软件将该组件进行渲染，从而让设计师在设计初期就可以看到初期的形态效果。基于此，本文详细分析了CAD技术在机械工程设计中的发展与应用。
关键词：CAD技术；机械工程设计；发展与应用
引言
毋庸置疑，机械制造业中最关键的环节就是机械工程设计，由于采用了CAD技术，所以设计质量高，能够进行独特的分析、计算，有效促进了机械工程设计以及整个机械制造行业的发展。近几年来，机械工程设计也加大了CAD技术的应用力度，这主要取决于CAD技术的快速发展，随着科学技术的不断进步，CAD技术也有了很大的变化，可以让设计师在进行二维图形建立的同时，并加以3D模型的初步成型，以此来帮助设计师对机械工程组件的问题和体态进行更完整的分析。
1 CAD技术概述
CAD技术全名叫作计算机辅助设计技术，就是利用计算机或者某些特殊的图形设备来帮助相关的设计人员进行辅助设计工作，依靠这种特殊的设计软件，可以让设计师摆脱大量的数据运算。因为对于机械工程设计来说，大多数的机械组件都会涉及大量的数据运算，而作为人不可能十全十美，对于数据的运算自然会出现一定的误差，而一旦出现误差，就很可能导致机械工程组件的偏差，最终使产品无法正常使用。如果借用计算机来代替设计师进行数据的计算，那么可以在节省大量时间的同时，对方案进行最优分析。同时，依靠CAD技术，还能让设计师对模型进行初步的设计和构建。最关键的一点，就是CAD技术本身由于是搭载于计算机内部的，这就使得CAD技术所设计的各种重要数据是可以实时存放到计算机库当中的，因此，当设计师想要对该数据进行调用时，可以第一时间从计算机的数据库中进行快速检索和抽取，以此来方便设计师进行后续的机械工程设计作业[1]。
2 CAD技术在机械工程设计中的发展分析
2.1 CAD技术标准化
如果与同类型的软件相比，CAD确实具有明显的优势，包括使用便捷、精准度高等，所以才在机械工程设计中广泛应用，也受到众多设计人员的认可。不过在使用过程中需要注意，计算机硬件必须达到一定要求，否则会影响使用效率，无法按照标准化流程进行设计，导致CAD不能发挥出相应作用，甚至在机械零件制造生产过程中无法使用。因此CAD技术的数据模型，必须进行标准化设计，促使机械工程设计能够有效完善，在当下的机械设计领域中，CAD也正在建立标准化体系，从而为整个行业的发展提供帮助，当然也要优化计算机硬件，这样才能优化CAD与计算机的兼容问题。
2.2 CAD技术智能化
随着科技不断的发展，CAD技术也逐渐具备智能化的优势，在工程机械设计过程中，设计人员只要输入相应的数据，系统就会自动生成模型，提高了设计效率，为设计人员减少更多精力投入，可以花费更多时间去研究机械工程设计标准化。不过为了促使设计人员扩展思维，在整个模型设计的环节当中，必须针对设计的内在联系进行有利分析，不能过分注重设计之间的内在联系。智能化的CAD技术，确实可以提高整个设计效率与质量，尤其是借助模型可以优化设计内容，加入更多其他元素，促使机械设计得到有效的创新[2]。
3 CAD技术在机械工程设计中的应用
3.1 CAD技术在机械工程设计中的绘图方面的应用
因为对于CAD技术来说，最主要的应用方面就是绘图，并且，这一点在我国的机械工程设计中有着很强的贴合性，借助CAD技术强大的绘图能力，可以帮助设计师很好地对机械工程设计中组件的不同方面进行绘制，并且，现代各种人性化交互技术，可以让设计师在设计的过程中充分体会到CAD软件带来的便捷，也就是说，现代的CAD技术在功能方面上更为人性化，更加注重设计师的设计使用体验，因此，相较于传统的绘图软件来说，CAD技术显得更为成熟。
3.2 CAD技术在机械工程建模中的应用
在机械工程设计当中，建模是非常关键的环节，可以针对机械产品进行检验，以此来判断是否符合国家的标准要求，大部分情况下建模分为三个种类，比如常见的线框、表面以及实体等。随着CAD技术的广泛应用，机械建模过程中可以有效减少操作人员的工作量，并且大幅度提高绘图效率，由于传统建模必须要先画图纸，再根据搜集的数据确定设计方案与参数，在绘图过程中会出现较多的变化，从而影响整体设计内容。CAD技术可以自动进行建模，并分析用户的需求，包括产品的功能、尺寸以及规格等等，通过计算比例和参数建立虚拟模型，可以更加快速的展现出产品性能，误差相对较少[3]。
3.3 CAD技术的智能化技术上的应用
智能化是近几年兴起的一种技术，这项技术更加注重人的智能体验，通过不同的绘制过程带给设计师一个完美的设计使用体验。
3.4 CAD技术在机械工程精准度与质量控制中的应用
CAD最大的优势就在于计算能力与图形处理能力，这两方面可以解决机械工程零件设计的质量问题，一般来说零件制造质量问题，往往在于设计过程中的精准度不够，应用CAD技术就能改善这一情况。从当下CAD技术的使用来看，零件制造成功率得到有效提高，而且CAD技术依旧在不断完善，这样就能促使零件与模型数据保持一致，机械工程设计的质量也会因此大幅度提高。其次CAD技术的应用会对设计人员的思维产生影响，促使设计人员的思维得到提高，以此来满足产品的创新性，并且在设计的过程中，可以及时发现零件的缺陷，不仅增加了制造成功率，也提高了整体的质量[4]。
4 CAD技术在机械工程设计中的应用趋势
虽然CAD技术已经全面使用在机械工程设计领域中，不过仍需要不断完善，尤其是零件的力学性能，还有结构优化等因素，都需要设计人员重新构思。未来CAD技术的应用会以智能化与网络化为主，尤其是智能时代的到来，促使CAD技术更加全面，其功能也会更为完善，不仅对绘图、建模有帮助，还能实现有限元分析软件的对接。当下需要加大对CAD中的功能研究与关键技术研究，促使其向着智能化方向发展，尤其是与ANSYS等有限软件的融合，可以借助该机械模型分析，满足机械模型的结构与力学性能，改善以往在机械工程设计中的问题。CAD智能化发展能够准确验证零件是否符合标准、满足产品需求，并根据分析的结果优化框架结构有效降低损失，从而促进机械工程设计的有利发展[5]。
结语
综上所述，相比同类型的软件，CAD无论在使用还是在操作上都有巨大优势，尤其是在当下机械工程设计中的应用，不仅提高了整体的设计效率与精准度，其操作上也更加便捷，并且可以针对数据进行分析。目前该类型的设计软件有很多，但从使用的角度来讲，CAD要更适用于机械工程设计，而且功能相对丰富，可以满足设计过程中的各类需求，为机械制造设计人员提供便利。
参考文献
[1]安东.CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].湖北农机化,2019(24):71.
[2]王军,李密,郝彦军.CAD技术在机械工程设计中的应用[J].中国新技术新产品,2019(21):113-114.
[3]杨壮,孙华坤.浅析CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].世界有色金属,2018(23):241+243.
[4]刘建芬.工程CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].南方农机,2018,49(12):62.
[5]莫瀚淇.研究CAD技术在机械工程设计中的发展与运用[J].科技经济导刊,2017(26):120.