基于CAD在机械设计中应用的探索性分析

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摘 要：随着我国机械制造行业发展越来越来，CAD技术逐渐在机械设计当中得到广泛应用。人们对CAD技术的重视程度越来越大。它给机械设计带来了新的发展方向。同时，它可以更好的对传统机械设计过程中出现的问题进行解决，大大提升了机械设计的准确性以及工作效率。因此，本文对CAD技术在机械设计当中的优点进行分析，并且阐述了CAD技术在机械设计应用过程中的发展方向。
关键词：CAD；机械设计；优点；发展
随着计算机技术不断发展。计算机技术在机械设计过程中应用越来越广泛。CAD技术在机械设计内的应用就得到了更好实践验证[1]。CAD技术是计算机辅助设计的统称。它通过图形设备和计算机来对设计人员进行设计帮助。在传统的机械设计过程中，图纸都是通过设计人员通过手工来进行绘制，然而CAD技术通过在计算机软件对元素进行输入，进而产生出不同的图形[2]。
一、CAD技术在机械设计过程中应用的优勢
1、大大提升产量质量以及技术含量。当CAD技术应用到机械设计过程的时候，可以让计算机利用不同装配关系，来装配机械。另外，能够在软件资源当中找到比较清楚的机械装配关系。如果装配出现问题，将会清楚的记录在资源管理器当中。除此之外，计算机还能够隐藏外部机械，能够清晰的让设计人员看到机械的内部结构，并能够对其进行模仿，让设计人员对机械运行过程更加清楚的看明白。这样就能够让设计人员及时发现问题，并对问题进行修改，进而提升机械的质量。
2、大大减小机械设计的时间。在传统的机械设计过程中，要求设计人员对图形进行绘制。由于相同零件大小不一样，所使用的地方不同将需要设计人员进行重新绘制。这样将大大浪费了设计时间，减小了设计效率。将CAD技术应用到机械设计过程中，设计人员能够利用设计库当中零件来设计机械。除此之外，CAD技术能够对同样的零件来进行零件的移动、大小和颜色的修正，进而大大降低了设计人员由于重复工作所浪费时间，提升了绘图的工作效率。
3、零件的设计和修改更加便捷。在机械设计过程中应用三维CAD软件，能够在装配环境当中对新零件进行设计，并且将其储存在装配环境内，更方便今后使用。除此之外，还能够调用装配环境内存在的软件，进而更好的对零件进行设计。这样，不但方便和快捷，还可以消除已装零件以及新零件不相符的状况。另外，在软件资源查找器内能够完全看到这些零件操作步骤。实现这些零件再安装，并对新零件进行调试。对零件的修改也能够利用资源查找器来完成，其操作更加简单，修改起来更加快捷。
4、更方便对零件的保存和再次利用。由于某一个机械设计零件有可能在另外设计过程中应用到，CAD软件有着比较强的存储功能，能够对各个零件进行保存，所以当在其他软件进行设计的过程中，能够直接调用这些零件，继而节省了重新绘图的时间。除此之外，CAD软件当中，可以通过资源管理器存储功能将设计好的图纸保存到软件内。电子形式的图纸能够更好的进行分享和传送，进而有效避免了纸质形式的图纸在保存过程中出现丢失和损坏的情况。
二、缺点
1、CAD基本是用来出工程图标注之类的，进行三维建模，使得设计不是特别直观。
2、CAD其本身不适合作三维建模，因为用它作的三维图（立体图）形，不能进行修改其形位尺寸，如要修改它得重头来过。
3、CAD智能化不高，比如CAD画了一条线不能修改长度了，修改其形位尺寸完全是静态的，不能建立系列零件的零件表及配置，不能使相似零件可得多种尺寸的零件，如法兰、轴承等，画出一个不能得到系列性的法兰、轴承等。
4、不能进行应力分析、运动模拟……软件自身的功能不仅被其他智能化软件所包含，而且还被超越如solidworks包含了CAD的功能，因为solidworks内含工程图功能，可以代替CAD。solidworks还可以做钣金，3D建模，有限元分析等一些工业设计的技术功能。
3.CAD技术在机械设计中应用的发展趋势
1、集约化的发展趋势。机械设计制造和生产都和工程管理存在密切联系。为了提升生产和设计工作效率，设计人员需要将CAD和CAM更好的结合到一起，最终实现CAD/CAM的一体化。这种一体化系统能够将CAD设计结果直接应用到数控加工程序以及仿真方面，并将其传输到数控车床内进行自动加工。通过三维造型为基础的CAD/CAE/CAPP/CAM集成模式是今后产品开发的未来发展方向。不断和快速原型制造进行集成，能够更好的建立闭环快速产品的开发系统。在并行工程条件下，可以对设计的产品进行迅速的修改以及评价，进而更好的适应大规模生产的基本需求，不断提升市场竞争力。较高程度的集成，可以让CAD技术和其他先进的分析、管理以及制造技术结合到一起共同组合成计算机集成制造系统，并且成为计算机集成制造系统的基础和核心内容。
2、智能化的发展趋势。在机械设计过程中，要应用许多专家经验以及设计知识。普通的CAD系统一般是人机系统，也就是在系统当中需要使用系统的人。在系统行为当中，利用CAD系统的设计者发挥着重要的主导作用。专家系统、人工智能以及基于知识的系统技术是未来机械设计领域发展的方向。它给CAD技术的发展带来了新的路径，进而造成新面貌的出现。智能CAD系统是有着丰富经验以及知识的程序系统。它利用恶劣人工智能技术，通过知识库内的设计知识来判断、决策以及推理，进而更好的解决过去需要通过人类才能够解决的问题，让CAD技术的发展达到新高度。因为知识库内的知识来源大多是通过人类长期的积累。所以，好的CAD专家系统能够超出领域当中设计专家的水平。
3、网络化和协同化的发展趋势。高速信息互相关联的协同CAD技术，可以更好的实现计算机支持下的协同工作，进而实现远程设计的最终效果，在最大程度上发挥出不同国家、区域和企业的各自优点，对产品更快的进行设计。目前，通过多台计算机CAD工作站进行联网，建立分布式的CAD系统已经是未来发展的趋势。这类网络系统有着功能强、价格低和结构灵活的特点。每一个工作站能够单独进行使用，同时还可以相互配合，最终实现信息和资源的共享，完成协同工作和并行设计。这种CAD网络非常适应企业的基本需求。由于企业内的产品设计和制造不是个人行为，其是一个有计划、有组织的工程项目。参加设计的人员需要协同努力，相互配合。在规定的权限范围内，实现资源的共享。相关负责人还需要审核设计结果。构建CAD网络和设计，更好的实现协同设计，进一步提高企业的经济效益。
4、绿色化的发展趋势。绿色化逐渐成为世界不可逆转的潮流。它是人类持续发展的重要内容。绿色设计技术通过并行和基集成的方式对产品进行设计。除此之外，绿色设计还可以对设计方案进行优化，降低废品率，大大降低环境污染程度，并且将资源利用率达到最高。
四、结论
随着CAD技术发展越来越快，其对机械制造行业带来了非常大的影响。它对提升我国机械制造业的竞争水平发挥着重要作用。目前，我国CAD技术水平还和发达国家存在一定的差距，然而我们需要认识到先进的设计手段是机械制造企业在激烈的竞争当中占有一席之地的重要保障。
参考文献
[1]周航驾，彭翔，姜春明，等.基于CAD在机械设计中应用的探索性分析[J].科技与企业，2014（12）：153.
[2]李志民，王富.基于CAD在机械设计中应用的探索性研究[J].黑龙江科技信息，2015（15）：72.
[3]廖奇.CAD技术在现代机械设计中应用分析[J].军民两用技术与产品，2016（20）.
（作者单位：盐城市华迪机械制造有限公司）