機械工程設(shè)計中CAD技術(shù)研究
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[摘要]當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，在機械工程設(shè)計領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的設(shè)計方法已經(jīng)無法滿足時代的要求，取而代之的是cad技術(shù)。主要對機械工程設(shè)計中CAD技術(shù)的應(yīng)用進行了詳細探討，以期為機械工程設(shè)計提供有效借鑒與參考。
[關(guān)鍵詞]機械工程；設(shè)計；CAD技術(shù)；應(yīng)用
隨著時代的進步，CAD技術(shù)也取得了巨大的發(fā)展成效，該技術(shù)憑借自身智能化、集成化以及標準化的優(yōu)點，被廣泛的運用在機械工程設(shè)計行業(yè)當(dāng)中，不但大大的提高了產(chǎn)品的技術(shù)含量以及質(zhì)量，還促進了機械工程行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。為此，加大對CAD技術(shù)的研究力度，促其優(yōu)化完善，才能使其為機械工程設(shè)計做出更大的貢獻。
1機械工程設(shè)計中CAD技術(shù)的發(fā)展
在不斷更新的計算機技術(shù)推動下，CAD技術(shù)的各項功能得了顯著地拓展以及增強，內(nèi)容也得到了不斷豐富。在機械工程設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)，CAD技術(shù)軟件具備有數(shù)量相當(dāng)可觀的用戶群體，這些用戶群體對CAD技術(shù)的要求越來越高，決定了今后CAD技術(shù)勢必向智能化、集成化以及標準化的方向發(fā)展才能符合時代的要求。
1.1CAD技術(shù)智能化
猶如編程方法取得的巨大進步，CAD技術(shù)智能化也促使機械工程設(shè)計取得了巨大的進步，使得其設(shè)計方法不再局限于傳統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)中。為了幫助設(shè)計人員進一步培養(yǎng)發(fā)散性思維，在對產(chǎn)品模型進行設(shè)計采用特征造型方式以及參數(shù)設(shè)計的時候，不必對其內(nèi)在的聯(lián)系過于拘泥。在一部分的3D、CAD軟件當(dāng)中，用戶群可以直接欣賞到自己設(shè)計的成品，這種方式不但有利于創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，還可以在第一時間及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計成品中存在的問題。
1.2CAD技術(shù)標準化
現(xiàn)今，很多CAD技術(shù)軟件受到了廣大用戶的青睞，其中主要包括有UG、solidworks、Catia等等。但在這些軟件中存在一個弊端，很多數(shù)據(jù)模型無法與其它同類型的軟件相互兼容，這給行業(yè)內(nèi)部技術(shù)的發(fā)展造成了極大的阻礙。為此，必須要加強對CAD技術(shù)數(shù)據(jù)模型以及交換資源進行標準化，這也是機械工程行業(yè)得以順利發(fā)展的重要前提。雖然現(xiàn)在的CAD技術(shù)標準化還需要進一步提高，但是經(jīng)過行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員的不懈努力后，使用不同的軟件進行交流很快可以實現(xiàn)。
1.3CAD技術(shù)集成化
隨著數(shù)控加工技術(shù)以及現(xiàn)代設(shè)計方式的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的計算機輔助已經(jīng)無法滿足新時代信息化的要求。從市場角度分析，迫切需要CAD技術(shù)能夠在工程分析、工藝分析設(shè)計以及產(chǎn)品制造過程當(dāng)中擁有一個良好的技術(shù)接口，也就是通常所說的CAM/CAD/CAE/CAPP四者的集成。當(dāng)前，已經(jīng)有少數(shù)的CAD軟件具備了這些集成的功能。設(shè)計人員在設(shè)計的過程當(dāng)中，可以直接導(dǎo)入運用該技術(shù)的設(shè)計模型來對結(jié)構(gòu)力學(xué)的性能進行分析，同時與數(shù)控機床相結(jié)合，做出更深層次的分析和設(shè)計，最后進行制造與生產(chǎn)。CAD技術(shù)集成化借助計算機高速準確的運算功能，從過往繁瑣的運算方法解脫出來，在很大程度上提高了工作效率，縮短了設(shè)計時間。
1.4CAD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化
近年，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，CAD技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化變得尤為關(guān)鍵和重要。使用互聯(lián)網(wǎng)的CAD的產(chǎn)品，其在對二維圖紙進行傳輸?shù)臅r候，更加簡單便捷，更能符合企業(yè)的規(guī)定與要求。同時，不管在任何時候都能通過互聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)的動態(tài)三維模型進行交流。這種網(wǎng)絡(luò)互相協(xié)作的模式，不但能夠幫助企業(yè)節(jié)約成本，還能夠進一步提高企業(yè)研發(fā)產(chǎn)品速率，并保證產(chǎn)品的最終質(zhì)量。
1.5CAD技術(shù)的虛擬化
當(dāng)前，CAD技術(shù)已經(jīng)充分運用到了一種新型的技術(shù)，例如虛擬現(xiàn)實技術(shù)，并且該技術(shù)將會應(yīng)用得越來越廣泛。所謂的虛擬技術(shù)就是在一個虛擬的環(huán)境當(dāng)中建筑設(shè)計人員創(chuàng)造新產(chǎn)品，同時通過模擬操作的方式，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、舒適度以及質(zhì)量等各方面進行檢驗。在開展機械工程項目之前，通過使用虛擬技術(shù)可以很好的解決各種存在的問題，防止各種不必要浪費現(xiàn)象的發(fā)生，進而達到減少工程建設(shè)成本費用的目的。正是憑借這種優(yōu)勢，虛擬化成為了未來CAD技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。
2機械工程設(shè)計中CAD技術(shù)的具體應(yīng)用
在機械工程中，應(yīng)用CAD技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，不但與設(shè)計人員的設(shè)計理想更加貼切，符合他們的設(shè)計意識，還能大大的縮短產(chǎn)品設(shè)計的周期，進一步提高產(chǎn)品的技術(shù)含量以及質(zhì)量，從根本上來提高工作效率。一般來說，CAD技術(shù)在機械工程設(shè)計應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1計算機輔助建模
計算機輔助建模不單是CAD技術(shù)的重要內(nèi)容，也是機械工程設(shè)計的核心設(shè)計部分。在創(chuàng)建模型的時候使用CAD軟件，可以滿足設(shè)計人員所需要的立體效果。更重要的是，為了促使效果更加逼真，所設(shè)計出來的模型與實體并沒有太大差別，僅僅是在電腦上按照一定的比例呈現(xiàn)出來。使用特征造型以及參數(shù)設(shè)計的方法，設(shè)計人員可以在虛擬的環(huán)境下，對產(chǎn)品的模型進行更為直觀的設(shè)計。在傳統(tǒng)的設(shè)計方法中，由于抽象思維的局限，設(shè)計人員很難把產(chǎn)品的模型構(gòu)建出來，導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果與實際需要存在較大的誤差，最終設(shè)計的質(zhì)量和效率均不甚理想，導(dǎo)致不必要浪費。而現(xiàn)在的三維CAD軟件的使用很好的彌補了以上存在的不足，設(shè)計人員僅僅需要把已經(jīng)建立好的模型裝配在一起，針對不合理之處加以改正就可以，大大的提高了產(chǎn)品設(shè)計的時效性以及質(zhì)量。
2.2計算機輔助繪圖
對于計算機工程設(shè)計來說，繪圖顯得尤為關(guān)鍵和重要。CAD技術(shù)軟件最初應(yīng)用在機械工程設(shè)計的功能就是繪圖功能。傳統(tǒng)的方法主要是依靠手工來完成，這種方式不但導(dǎo)致工作效率低，繪圖的質(zhì)量也不甚理想，外形也不夠美觀。但使用CAD技術(shù)軟件后，不但可以有效的提高工作效率，確保繪圖質(zhì)量，而且還可以打印出來進行保存，讓人一目了然。
2.3分析工程以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)
產(chǎn)品要想得到優(yōu)化設(shè)計，就必須要分析其力學(xué)性能以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)。有限元分析以及動力性能分析等現(xiàn)代機械工程設(shè)計的發(fā)展，進一步推動了工程分析功能以及結(jié)構(gòu)的進一步拓展。目前，很多CAD軟件已經(jīng)退出了與ANSYS有限元分析軟件的接口。用戶在使用的過程當(dāng)中，可以把CAD技術(shù)軟件建立的產(chǎn)品模型直接導(dǎo)入到有限元分析軟件中，在負載的情況下，進一步對產(chǎn)品的模型進行工程分析，進而對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。在較為復(fù)雜的機械設(shè)計中，類似的分析方法存在很多優(yōu)勢，值得在接卸工程設(shè)計中廣泛使用。
3提高CAD設(shè)計人員的技術(shù)能力
對于設(shè)計人員來說，要想促使CAD技術(shù)能夠得到廣泛的應(yīng)用，就必須要確保設(shè)計人員熟悉使用該技術(shù)。首先要充分了解該技術(shù)的具體操作，掌握其優(yōu)勢以及不足，在實際過程中，充分利用CAD技術(shù)軟件的設(shè)計優(yōu)勢，進一步對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化以及升級，從根本上來提高產(chǎn)品的技術(shù)含量以及科技含量。CAD技術(shù)軟件的發(fā)展與應(yīng)用，給機械工程設(shè)計帶來了巨大的轉(zhuǎn)變，促使機械工程的設(shè)計方式從單調(diào)的設(shè)計方法中解脫出來，給機械工程設(shè)計注入了新鮮活力。同時設(shè)計周期的縮短以及與時俱進的創(chuàng)意，更是促使機械工程設(shè)計發(fā)展邁入了新臺階。隨著計算機技術(shù)高速發(fā)展，CAD技術(shù)將會得到優(yōu)化以及完善，在機械工程設(shè)計中也將會得到更深入的應(yīng)用。但與外國相對應(yīng)技術(shù)比較而言，我國CAD技術(shù)依然存在很多不足，需要加大對該技術(shù)的研究力度，進一步鞏固我國機械工程發(fā)展的基礎(chǔ)，促使我國機械工程行業(yè)未來發(fā)展之路更加長遠以及穩(wěn)定。
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作者：韋應(yīng)珠 單位：江西財經(jīng)職業(yè)學(xué)院
