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【摘 要】随着科学技术的不断进步，机械设计中CAD技术也快速发展，CAD技术帮助机械企业解决了重复性设计多、信息资源的利用率低等问题，而且还可以大大缩短产品的制造工期，从而给机械企业带来巨大的经济效益。本文浅析CAD技术在机械设计中的优点、运用和发展。
【关键词】机械设计；CAD技术；优点；运用
0.引言
随着科学技术的不断进步，CAD应用软件也逐渐被推广。CAD指计算机辅助设计，是设计人员利用计算机及其图形设备进行辅助设计的一种技术。在机械设计中应用CAD技术将机械产品的研发、设计、分析、制造与技术管理等结合在了一起，不仅提高了工作效率，对于企业而言也具有巨大的经济效益。
1.CAD技术系统的形成
CAD技术系统包括两部分即硬件和软件。其中硬件系统指计算机辅助设计技术的物质基础；软件系统则是指计算机辅助设计的核心技术，系统所具有的功能就取决于软件系统。
2.机械设计中较常见的CAD技术
CAD技术在机械设计中的主要应用于零件与装配图的实体生成、CAD/CAM、CAE软件的应用等方面。CAD技术的更新换代， 彻底突破了传统的设计方式的套路，吸收了现代先进的设计理念， 推动机械行业的迅猛发展。
（1）从零件的实体生成的装配图的实体生成的角度上看，CAD有边框模型、外形模型和实体模型这三种建模方法。大多数能够实体建模的CAD软件中，都包含若干基础得体系。比如说， AUTOCAD 的三维立体的实体模型的模块中，系统具有立方体、圆柱体、圆锥体、球体、环状体和楔形体这六种最基础的体系。还能对单一的零部件做结构分析，把它们分解成一些基本的体系，把基础体系做好三维实体造型后，再使用布尔运算法做差、并、交运算，就可以完成零件的三维实体造型。当零部件的实体模型构造完毕后，运用机械运转研讨过程中的信息，需要运用CAD软件的三维编辑功能，在运行的某个位置，根据各零件所在的坐标进行“装配”。
（2）模具CAD/CAM的集成制造。随我国科学技术的不断发展进步， 对机械设计和制造业的生产技术要求也越来越高，设计和制图也从人工发展到CAD/CAM/CAE，机械设计正在向数字化和计算机化方向发展。与此同时，模具 CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术等得到普遍推广和使用，广泛适用于机械设计和制造行业中。真正科学的CAD/CAM软件系统包括三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析和动态显示等多个功能模块。这些功能模块要根据工程数据库要求进行统一的管理，而工程数据的主要来源之一就是实体造型。
3.CAD技术在机械设计中的优点
3.1缩减机械设计时长
采用三维CAD系统软件，既能在装配过程中设计新零件，还可以利用相邻零件的间隙和形状设计出新的零件，充分利用，而且还确保了新零件与相邻零件的精确配合，有效避免了单独设计的零件错误而导致后期装配的失败。总而言之，三维CAD技术，不仅缩减了机械设计的周期，还大大地提升了设计水平和生产效率。采用三维CAD系统开发设计新机械时，只需重新设计和制造其中的若干零件，剩余的大部分零件的设计和制造都可以按照的之前参数，这样一来就把机械设计的效率提高了3至5倍。而且三维CAD系统还具有高度变型设计功能，可以进行快速重构，短时间内设计出一种全新的机械产品。
3.2 CAD技术装配零件方便直观
采用不同的装配系统能把各个机械零件装配起来。装配时，资源查找器中的装配路径查询器可以记录各个机械零件间的装配关系，如果装配错误或者产生干扰，查找器立马就会显示，此外还可以对零件的装配进行静干涉的检测，若出现干涉就可以及时对零件等做出纠正，确保设计的可实用性和正确性。同时，还可以隐藏零件，隐藏了外部零件之后，就能清晰地看到内部的装配构造。在整个机器或某个部件装配模型完毕后还可以进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检测行程是否达标，还可以检验出在静态下不发生干涉而在运动中出现碰撞零件，然后及时改进和优化设计，确保设计的确实可行，杜绝机械产品制造完成后才发现问题甚至报废，要避免给制造企业和使用单位带来经济损失。
3.3提高机械产品的技术含量
因为机械产品需要信息技术做基础，同时采用CAD设计方法和CIMS组织进行设计与制造，大大提高了机械产品的技术含量和质量保障，使机械设计有了新发展。三维CAD技术使用科学的设计方法，利用优化和有限元受力分析，从而保证了产品的设计质量。同时，大型制造行业数控加工手段也在不断完善，再利用CAD/CAPP/CAM技术对机械零件进行加工制造，保持一致性，提高了制成品的质量。
4.机械设计中CAD技术的运用
4.1零件的实体生成
通过CAD技术进行机械设计，其建模方法有线框模型、表面模型以及实体模型三种。而许多具有实体建模功能的CAD软件都含有一些基本的体系，比如立方体、球体、圆柱体、圆锥体、球状体以及锥形体等。对于有些简单的元件来说，首先可以对它进行结构分析，其次使其被分解为若干基本体，然后在对已经被分解的基本体进行三维实体造型，最后进行交、并、差等布尔运算就可以使零件的三维实体模型得以生成。可是对于复杂的零件来说，想要把它分解为若干个基本体是很有难度的，并且在分解后产生的基本体过多对零件的实体建模也是比较有难度的。由此看来，在复杂零件的构思中，只采用软件中自身携带的基本体来完成三维实体的造型要求是很艰难的。所以说，我们首先可以利用二维几何元素定义零件的截面轮廓，然后就可以在三维实体的造型中通过拉伸、旋转等操作得到新的“基本体”，最后对其进行交、并、差等布尔运算就可以完成三维实体造型。
4.2装配图的实体生成
在进行零件实体构造后，可以使用机器运动分析中的信息，在运动的某一环节依据各零件的标准坐标对其进行装配，在进行装配时可以采用CAD软件中的三维编辑功能。
4.3设计技巧
4.3.1图纸设计
图纸对于设计非常重要，在CAD制图中也是一样，图纸设计是否合理直接影响到制图的质量。所以，CAD制图中的图纸制定的要求很多：首先，图层数越少越好。图层数太多的话会致使设计图的运行周期太长，图层数太多就会导致文件占用的空间过大，也不利于图纸的修改。因为，图纸制定过程中应该根据一定的规律和顺序做分类与排放，最后实现合理利用图层的目的。其次，在选择图像的颜色的时候要慎重思考。所以在图像颜色的选择上，如果不是最终的效果图，就不要选择配色系统和真彩色中的颜色。
4.3.2比例方面的设置
运用CAD软件制图的过程中，为了及时发现和纠正尺寸不对的地方，最好使用1：1的比例进行标注，在设计中标注尺寸会方便运用，它可以自动测量出尺寸数字，一旦出现错误就会与规定数字尺寸相对比，准确的对比得出清晰的结果。此外，CAD软件制图也有利于调整图与图之间的形式和换算等，能很快的缩小和放大图纸的比例。
5.结语
改革开放以来我国科学技术的不断进步与发展，人工智能、数据库分析技术、信息集成、交换技术的成熟、信息传输标准的制定、运用与改进， CAD技术也不断改进，并且在运用过程中取得了巨大成效。
【参考文献】
[1]徐忠.我国CAD技术在工程设计的应用和发展[J].西昌学院学报，2006.
[2]方卫华.CAD技术在机械设计中应用[J].应用能源技术，2011，（6）：48-50.
[3]朱小勇.浅谈CAD技术在化工机械设计中的应用[J].装备制造技术，2011，（11）：152-154.
【关键词】机械设计；CAD技术；优点；运用
0.引言
随着科学技术的不断进步，CAD应用软件也逐渐被推广。CAD指计算机辅助设计，是设计人员利用计算机及其图形设备进行辅助设计的一种技术。在机械设计中应用CAD技术将机械产品的研发、设计、分析、制造与技术管理等结合在了一起，不仅提高了工作效率，对于企业而言也具有巨大的经济效益。
1.CAD技术系统的形成
CAD技术系统包括两部分即硬件和软件。其中硬件系统指计算机辅助设计技术的物质基础；软件系统则是指计算机辅助设计的核心技术，系统所具有的功能就取决于软件系统。
2.机械设计中较常见的CAD技术
CAD技术在机械设计中的主要应用于零件与装配图的实体生成、CAD/CAM、CAE软件的应用等方面。CAD技术的更新换代， 彻底突破了传统的设计方式的套路，吸收了现代先进的设计理念， 推动机械行业的迅猛发展。
（1）从零件的实体生成的装配图的实体生成的角度上看，CAD有边框模型、外形模型和实体模型这三种建模方法。大多数能够实体建模的CAD软件中，都包含若干基础得体系。比如说， AUTOCAD 的三维立体的实体模型的模块中，系统具有立方体、圆柱体、圆锥体、球体、环状体和楔形体这六种最基础的体系。还能对单一的零部件做结构分析，把它们分解成一些基本的体系，把基础体系做好三维实体造型后，再使用布尔运算法做差、并、交运算，就可以完成零件的三维实体造型。当零部件的实体模型构造完毕后，运用机械运转研讨过程中的信息，需要运用CAD软件的三维编辑功能，在运行的某个位置，根据各零件所在的坐标进行“装配”。
（2）模具CAD/CAM的集成制造。随我国科学技术的不断发展进步， 对机械设计和制造业的生产技术要求也越来越高，设计和制图也从人工发展到CAD/CAM/CAE，机械设计正在向数字化和计算机化方向发展。与此同时，模具 CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术等得到普遍推广和使用，广泛适用于机械设计和制造行业中。真正科学的CAD/CAM软件系统包括三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析和动态显示等多个功能模块。这些功能模块要根据工程数据库要求进行统一的管理，而工程数据的主要来源之一就是实体造型。
3.CAD技术在机械设计中的优点
3.1缩减机械设计时长
采用三维CAD系统软件，既能在装配过程中设计新零件，还可以利用相邻零件的间隙和形状设计出新的零件，充分利用，而且还确保了新零件与相邻零件的精确配合，有效避免了单独设计的零件错误而导致后期装配的失败。总而言之，三维CAD技术，不仅缩减了机械设计的周期，还大大地提升了设计水平和生产效率。采用三维CAD系统开发设计新机械时，只需重新设计和制造其中的若干零件，剩余的大部分零件的设计和制造都可以按照的之前参数，这样一来就把机械设计的效率提高了3至5倍。而且三维CAD系统还具有高度变型设计功能，可以进行快速重构，短时间内设计出一种全新的机械产品。
3.2 CAD技术装配零件方便直观
采用不同的装配系统能把各个机械零件装配起来。装配时，资源查找器中的装配路径查询器可以记录各个机械零件间的装配关系，如果装配错误或者产生干扰，查找器立马就会显示，此外还可以对零件的装配进行静干涉的检测，若出现干涉就可以及时对零件等做出纠正，确保设计的可实用性和正确性。同时，还可以隐藏零件，隐藏了外部零件之后，就能清晰地看到内部的装配构造。在整个机器或某个部件装配模型完毕后还可以进行运动演示，对于有一定运动行程要求的，可检测行程是否达标，还可以检验出在静态下不发生干涉而在运动中出现碰撞零件，然后及时改进和优化设计，确保设计的确实可行，杜绝机械产品制造完成后才发现问题甚至报废，要避免给制造企业和使用单位带来经济损失。
3.3提高机械产品的技术含量
因为机械产品需要信息技术做基础，同时采用CAD设计方法和CIMS组织进行设计与制造，大大提高了机械产品的技术含量和质量保障，使机械设计有了新发展。三维CAD技术使用科学的设计方法，利用优化和有限元受力分析，从而保证了产品的设计质量。同时，大型制造行业数控加工手段也在不断完善，再利用CAD/CAPP/CAM技术对机械零件进行加工制造，保持一致性，提高了制成品的质量。
4.机械设计中CAD技术的运用
4.1零件的实体生成
通过CAD技术进行机械设计，其建模方法有线框模型、表面模型以及实体模型三种。而许多具有实体建模功能的CAD软件都含有一些基本的体系，比如立方体、球体、圆柱体、圆锥体、球状体以及锥形体等。对于有些简单的元件来说，首先可以对它进行结构分析，其次使其被分解为若干基本体，然后在对已经被分解的基本体进行三维实体造型，最后进行交、并、差等布尔运算就可以使零件的三维实体模型得以生成。可是对于复杂的零件来说，想要把它分解为若干个基本体是很有难度的，并且在分解后产生的基本体过多对零件的实体建模也是比较有难度的。由此看来，在复杂零件的构思中，只采用软件中自身携带的基本体来完成三维实体的造型要求是很艰难的。所以说，我们首先可以利用二维几何元素定义零件的截面轮廓，然后就可以在三维实体的造型中通过拉伸、旋转等操作得到新的“基本体”，最后对其进行交、并、差等布尔运算就可以完成三维实体造型。
4.2装配图的实体生成
在进行零件实体构造后，可以使用机器运动分析中的信息，在运动的某一环节依据各零件的标准坐标对其进行装配，在进行装配时可以采用CAD软件中的三维编辑功能。
4.3设计技巧
4.3.1图纸设计
图纸对于设计非常重要，在CAD制图中也是一样，图纸设计是否合理直接影响到制图的质量。所以，CAD制图中的图纸制定的要求很多：首先，图层数越少越好。图层数太多的话会致使设计图的运行周期太长，图层数太多就会导致文件占用的空间过大，也不利于图纸的修改。因为，图纸制定过程中应该根据一定的规律和顺序做分类与排放，最后实现合理利用图层的目的。其次，在选择图像的颜色的时候要慎重思考。所以在图像颜色的选择上，如果不是最终的效果图，就不要选择配色系统和真彩色中的颜色。
4.3.2比例方面的设置
运用CAD软件制图的过程中，为了及时发现和纠正尺寸不对的地方，最好使用1：1的比例进行标注，在设计中标注尺寸会方便运用，它可以自动测量出尺寸数字，一旦出现错误就会与规定数字尺寸相对比，准确的对比得出清晰的结果。此外，CAD软件制图也有利于调整图与图之间的形式和换算等，能很快的缩小和放大图纸的比例。
5.结语
改革开放以来我国科学技术的不断进步与发展，人工智能、数据库分析技术、信息集成、交换技术的成熟、信息传输标准的制定、运用与改进， CAD技术也不断改进，并且在运用过程中取得了巨大成效。
【参考文献】
[1]徐忠.我国CAD技术在工程设计的应用和发展[J].西昌学院学报，2006.
[2]方卫华.CAD技术在机械设计中应用[J].应用能源技术，2011，（6）：48-50.
[3]朱小勇.浅谈CAD技术在化工机械设计中的应用[J].装备制造技术，2011，（11）：152-154.