CAD技术在机械工程设计中的应用分析

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摘要：自从步入二十一世纪以来，计算机技术已经广泛应用于各个领域，尤其是计算机辅助设计技术也就是CAD技术，对于各种设计工程的提升作用显著，在现代机械工程设计中CAD技术也占有了重要的地位，因此本文根据CAD技术的发展以及在机械工程设计中的应用出发，深入探讨如何正确有效地使用CAD技术来提高机械工程设计的效率。
关键词：CAD技术；机械工程设计；分析与应用
高新技術的不断采用始终是提高社会各个行业发展的有效动力，尤其是对于现如今的计算机技术与电子技术来讲，尤其是是CAD技术，由于其强大的功能性，不仅仅在建设设计、汽车行业以及室内设计行业中发挥了巨大的作用，更是对于机械制造与机械设计领域的发展有着不可磨灭的贡献。CAD技术能够有效提高设计人员的工作效率，让其能够更快更好地进行相关设计工作，为机械设计行业带来了巨大的变革与进步。
一、CAD技术的基本概念
CAD技术又称计算机辅助设计技术，由于CAD技术的出现，设计工程师可以利用计算机来实现对于所设计目标的计算、比较与分析，通过CAD技术的计算、比较和分析后从而让设计工程师能够从中决定出最优的设计方案。与此同时，CAD技术不光可以进行数字计算，还可以制作出相应的设计图，并且设计工程师还能够通过CAD技术来对已有图形进行修改、编辑与加工的工作，让设计变得更加完美。由于CAD技术的方便性，使得在设计工程中使用CAD技术能够大大提高设计工程的效率。
二、机械设计行业使用CAD技术的优势
（一）促进机械设计产品质量的提高
随着CAD技术的不断优化以及在机械设计工程中使用的越来越熟练，使得机械设计工程中所采用的机械零件的质量也随之提高。由于使用CAD设计技术的设计理念与传统的机械设计理念有所不同，使得最终设计出的机械产品有着很高的质量，而高质量的机械设计产品也需要更高档的机械零件与机械元件来进行支撑，因此CAD技术在机械设计工程中的使用变相的提高了机械设计对于机械零件质量的要求，最终让设计出来的机械产品的质量也变得更高。
（二）CAD技术促进机械产品的更新与多元化
由于是采用计算机进行机械产品的辅助设计，因此相比于传统的人工设计会更加精密与科学，让许多人为所想不到的设计方案与理念得以实现。在机械设计行业中采用CAD技术后极大地拓展了设计工程师的设计思路，让许多不可能的设计方案变为可能，促进了机械设计行业的多元化发展，从而使得通过CAD技术所设计出来的产品更具有新意与灵活性。
（三）CAD技术的应用能够有效缩短设计时间
CAD技术在机械设计行业中的使用最大的优点就是能够弥补设计中人为的缺陷，通过精密的计算与精确的参数保证了设计的科学性，而且交由计算机进行大量的设计计算可以节省大量的人工计算时间，同时还能够有效地减少零件与零件之间不匹配问题的出现。更重要的是CAD技术还能够支持机械设计工程中的三维立体预览，使得机械设计工程师只需要对计算机所设计好的方案进行检查与更新，而且CAD技术在进行机械设计时可以进行机械零件之间的模拟预装以及机械的模拟运转，极大可能的避免了设计出的机械产品出现问题而导致重新设计和制作。因此CAD技术不但在设计周期上实现了巨大的提高，而且还能预防机械产品可能出现的问题，进一步提高机械产品的设计效率。
三、机械设计行业中CAD技术的具体应用
CAD技术有效促进了机械设计行业的发展，而其在机械设计中的具体应用大概有以下几种。
（一）在机械设计中使用CAD进行绘图
在机械设计行业中CAD使用最多的就是绘图技术，而绘图也是机械设计中最为关键的部分。现如今机械工程设计师可以利用CAD技术强大且丰富的绘图功能来完成自己的设计构想与设计需求，甚至一些平时难以想象到的设计构想也可以通过CAD技术来完成。并且CAD技术的使用基础是计算机，在进行绘图设计时，机械零件的规格与数据都可以在绘制的图像上清晰的显示出来。利用CAD技术进行绘制的设计图基本很少出现数据与零件尺寸不合格的现象，并且随着CAD技术的不断更新与制图的越来越标准化，使得机械设计行业也在不断进步与发展。
（二）在机械设计中使用CAD进行设计建模
机械设计中工程设计师通常要在具体制造机械产品前进行相关的建模，通过对机械建模的检验来保证最终所设计出的机械产品能够符合人们的实际需求。而在机械工程设计中的建模主要是在三维建模方面上的机械线框建模以及机械设计的实体模型，这些模型的实际产品需要有具体与科学的参数，一旦在具体制造中缺乏科学的参数设计，就会出现相应的问题。因此机械工程的设计师可以提前利用建好的模型能够让极大的减少由于参数不科学而出现的机械设计问题。与此同时，利用相应的建模还能够减少因为与实际不符所造成的重复修改，大大节约了工程设计的时间，提高了机械设计效率。
（三）利用CAD技术完成对于机械设计的结构优化与可行性分析
零件的结构优化以及对零件的力学分析由CAD技术来完成也是当下CAD技术在机械设计中的一大应用，尤其是CAD技术可以通过建好的零件模型来进行力学的一些测试，并通过测试结果对设计的机械产品结构进行优化，使得最终所生产出的机械产品的质量与工作效率得到更好的保障。并且CAD的另一大好处就是能够分析出设计师所设计的机械设计图中存在缺陷的地方，然后通过精确的计算分析出根据机械设计图的可行性。总而言之，CAD技术可以帮助分析并优化机械工程设计师的设计方案，使得在之后进行复杂的机械零件生产或者机械产品的制造时能够保障其产品的可行性、科学性以及有效性。
四、总结
综上所述，我国的机械设计与机械制造行业发展速度在逐步加快，CAD技术也在广泛地应用在机械行业之中，并逐渐成为机械设计中不可缺少的技术，能够有效降低在机械制造中的时间浪费，提高机械零件与机械产品的质量，保证其市场的核心竞争力。同时，逐渐完善的CAD技术也更加适用于机械工程设计行业，对于机械设计领域的发展做出了不可磨灭的贡献。
参考文献：
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