探索机械设计中CAD技术的运用

摘要：随着现代计算机辅助设计技术以及机械制造行业的快速发展，满足市场质量以及高效率性的需求，在现代机械设计之中已经广泛的采用CAD技术。本文结合CAD技术的相关理念，分析其技术上的优势，并探讨CAD技术在机械设计运用以及在机械设计中运用CAD技术的优势。

 

关键词：机械设计；CAD技术；运用

 

引言

 

CAD技术是一种综合计算机科学和工程设计于一体的计算机辅助设计的技术，起源于2O世纪5O年代，能够让设计工作不断向智能化、集成化以及网络数据化发展，从而解决产品在设计、成本以及周期方面的相关问题。因而，CAD技术在机械设计发展中具有极为重要的地位。在机械设计行业中的实际应用表现为通过设计指令的输入／输出，将机械元件的设计草图转化为工作图，通过计算机软件精细且高效的实现图形的编辑与修改等各项图形、图像处理工作。CAD技术在机械设计中的应用改变的传统设计方式的误差性大且效率低的问题。能够适应现代市场经济高竞争性的发展，提高企业的社会效益和经济效益型。

 

1.CAD技术相关介绍

 

1．1CAD技术的相关理念

 

CAD技术是一个可以分成两个部分的系统，分别是计算机辅助设计技术的软件系统和硬件设施(硬件系统)。其中，软件系统作为CAD技术的核心部分，在很大程度上决定了CAD技术所具有的功能。通常情况下，CAD系统具备相关文字编辑功能、计算分析功能、管理和交换书籍功能以及处理图形功能等四项功能。因此，CAD系统既可以高效的处理相关数据、相关图形也可以进行有效率的科学、有限元的数据计算。总而言之，CAD技术利用计算机的相关功能对产品设计方案进行分析、处理以及决策，从而实现产品质量提高的目的。

 

1．2CAD技术的优势

 

1．2．1缩短设计周期

 

CAD软件进行机械设计周期缩短，主要表现在可以利用系统对机械产品进行重新构建。简单来说，就是当产品的某一零部件出现变化，系统会相应的使机械整体进行改变，成为全新的，尺寸合理匹配的机械产品。

 

1．2．2保证机械设计质量

 

CAD技术的合理应用，使得机械设计更加科学，利用CADAM、So1．id—Edge以及CADDS等软件，可以进行运动仿真，限元受力分析，产品虚拟建模等，让设计人员直观的检验产品，找出最佳的设计方案，保证机械设计的质量。

 

1．2．3提高机械设计效率

 

CAD软件的合理应用，能够有效的提高机械设计的效率，降低机械设计过程因为细微零件的装配的失误率。利用CAD技术的各种软件，能够直观的展现图形设计的模型，通过对形状、位置甚至零件的观察，而尽快的完成机械设计。

 

1．2．4促进新产品的开发

 

对于机械新产品的研究之处，利用CAD技术快速直观的进行模型构建，更具立体感，也能够逼真的将零件造型用动画形式表现出来，更易让人发现设计的不足之处，一目了然。而且CAD技术的应用能够降低机械设计的难度，使得产品的创新更加容易，也推动了机械设计工作人员的创新能力，加快了新产品开发的脚步。

 

2.CAD技术在机械设计的运用

 

2．1进行机械产品的零件与装配图建模

 

CAD技术对于机械设计来讲，是一种重要核心的辅助工具，尤其是对于产品零件和装配图的实体建模，具有重大的意义。通常线框、表 面、实体建模是CAD技术中的三种基本方式，但是在CAD技术中，提供了包括立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体等六种基本建模体系。这样的软件技术发展，对于机械产品中，不同种类样式的零件进行实体建模都有一定的帮助，可以通过对零件的分解，在运用交、并以及差等布尔运算，完成机械零件的造型实体建模。当然对于机械产品零件的实体建模后，可以使用CAD软件将各项资料进行整理分析，重新整合出新的机械装配图形，便于产品质量的保证以及机械设计效率的提高。

 

2．2检验机械零部件设计

 

利用CAD系统软件，使用建模或者动画播放形式，直观快速的对机械产品的零部件装配情况进行演示。同时还可以使用资源查找器，对机械产品中某一零件的修改而进行新机械产品模型的构建，增加了机械零部件之间的适配准确性，避免出现零件出错而导致整个机械产品装配的失败。这样自动化的对零部件进行检验，更加清晰直观，在保证机械产品质量的同时，也大大的缩短了设计周期。如图l所示，可以看出因为某一机械零件进行了修改调整，而CAD软件系统做出整体适配调整，而呈现出不同形状结构的结构实体建模。

 

3.在机械设计中运用CAD技术的优势

 

3．1实现机械设计过程的全面信息化

 

利用计算机信息技术的帮助使用CAD技术，不仅实现了机械设计过程的数字化，还进行了产品的虚拟仿真建模组合，提前检验机械产品设计的问题，及时解决调整，大大的缩短机械设计时间，提高效率，也保证了机械设计的质量。这样在整个机械产品建造完成前的一系列工作，都呈现出机械设计过程的全面信息化，推动了CAD技术与机械技术的进一步发展。

 

3．2缩短机械设计的周期

 

CAD技术在机械设计过程中的广泛应用，除了能够有效快速的检验机械产品外，还能提高设计效率和质量，对机械产品设计的质量提高进行强有力的保障。除此之外，CAD技术还能够缩短机械设计的周期，对机械产品的某以零部件进行修改，就会导致整个机械产品改型，重新让各零部件组合连接，成为匹配机械产品的尺寸，将传统的机械设计效率提高了3—5倍，也缩短了机械设计周期。

 

如在切割器设计中应用CAD技术，如果想将原来开口为150mm切割器，修改为3mm，仅需要在软件上，将装配图上的15mm调整为300mm，CAD技术就会根据修改，自动的将切割器的驱动轴、钢丝刷以及配重块、加强板等做尺寸的相应调整，快速的重新组建新的切割器模型，出现全新的切割器机械产品。