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摘要：随着信息化技术的不断发展，计算机辅助技术在机械设计中的应用也越来越广泛，并改变了传统的机械设计的模式。CAD技术可以使得计算机涉入到人们的机械设计活动中来，并依靠三维构图等技术对于机械设计提供必要的帮助。对于机械设计人员来说，采用CAD绘图技术，可以缩短设计周期，减少不必要的重复劳动，提高设计水平和工作效率，因此CAD在机械设计中有着广泛的发展应用前景。
关键词：CAD；机械设计；应用现状；发展
1.CAD的构成及功能
CAD的技术主要表现在CAD系统上，CAD系统是用户最终用来实现设计思想、加快设计速度的信息化工具，从整体结果上讲，可分为三个层次：基础层、支撑层和应用层。基础层是由计算机、设备和系统构成；支撑层包含计算机数据库管理软件、网络服务软件等其它软件。应用层是对于不同的应用领域的需求有各自的CAD专用软件来支持相应的工作，机械CAD软件开发和应用层出不穷，显示出强大的生命力和广阔的发展前景。
常规CAD系统应具备的基本功能：①能够处理常规设计、优化设计、可靠分析、动态分析、仿真模拟。②二维交互图形技术、三维几何造型、及输入输出功能等。③数据库管理，不同的CAD系统的数据交换和接口功能。④其它功能：例如进行文档制作，编辑和文字处理功能，软件设计功能和网络功能等。
2.机械设计中CAD技术的应用现状分析
我国的CAD技术起步相对比较晚，在我国只有几十年的发展历程，但是已经得到了广泛关注和重视，特别是机械设计领域已经优化了产品设计方案，大大缩短了机械设计周期，提高了机械产品设计质量。CAD系统中主要包括支撑软件、应用软件两大部分，其中系统的核心主要就是应用软件。机械设计中应用AutoCAD技术可以提高机械制图的专业化程度，便于设计人员更好的交流、沟通。具体的应用主要体现在以下几个方面：
2.1三维CAO技术具有广泛的应用前景
现代机械制造领域中应用CDA技术是一个很大的进步，立足于计算机技术建立的开发平台可以为CDA技术应用提供广阔的空间。纵观当前的机械制造领域应用计算机技术的现状分析，应用比较多的仍然是基于二维设计的CDA技术，并且大部分都是简单的绘图中才会应用软件，并非三维结构设计。近年来，科学技术的飞速发展更加突出了机械设计中应用三维CAD技术的优势。现阶段，CDA技术三维软件开发商大部分是以国外厂商为主，因此国内CDA软件只有通过全面优质的服务才可以取得较高的竞争优势。三维CDA技术应该在普及售前，本地化售后服务的前提下不断延伸，因此三维CAD技术应该在我国国内市场具有很好的发展前景。
2.2有利于生成产品实体
利用CAD技术可以实现实体模型、表面模型、线框模型等几种三维建模，目前很多CAD软件具有建模作用的话都有相应的具有建模作用的技术体系，简单的机械产品零件也可以分析整个产品结构，进而模拟三维实体造型，然后通过模型测试以及模型计算就可以生成达到机械设计要求的实体产品。实际应用的过程中第一步先要分析零件的轮廓要素以及零件几何结构，然后再以此为依据建立三维模型，全面旋转基本体后根据需要的位置装配每个零件的实体造型。
3.CAD技术在机械设计中的具体应用
3.1零件与装配图的实体生成
CAD的三维建模有3种形式，即线框模型、表面模型和实体模型。具有实体建模功能的CAD软件中都具有一些基本体系，如在CAD的三维实体建模中，系统提供了立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体这6种基本体系。对一些简单的零件，可通过对其进行结构分析，将其分解成若干基本体，先对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，便可得到零件的三维实体模型。对于难以分解成若干个基本体的复杂零件，可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓，然后在二维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的基本体，再通过交、并、差等运算得到所需要零件的三维实体模型。
3.2多维几何绘图
机械设计过程中要处理的信息一般包含图形和数据2种。其中，绘图的工作量较大，约占70%左右。而随着CAD技术的发展，CAD各种绘图软件的功能也日趋强大。CAD绘图软件的主要功能包括：交互式绘图、图形编辑、标准尺寸、文字、填充剖面、调用图块、区分层次以及实现图形交换等。
3.3模具集成制造
随着科技发展，制造业的生产技术不断提高，从过去的普通机床到现在的数控机床，从传统的人工设计和绘图到现在的CAD技术，机械制造业逐步走向了信息化。与此同时，模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术等，也基本包含了整个现代机械制造技术。一个较为完整的CAD/CAM系统是由三维绘图、图形编辑、数控加工、曲面造型、动态显示、仿真模拟、图形编辑以及有限元分析等这些模块组成的，这些模块以工程数据库为基础，而实体造型是工程数据的主要来源。
4.CAD在机械设计中应用的发展趋势
4.1智能化发展趋势
当前CAD技术在机械设计的应用仍旧需要人工操作，突破不了CAD对于设计师的依赖限制，CAD以计算机技术为依托，各种计算十分精确，而如果有人为的参与很可能因为设计师操作的不规范产生一定机械设计误差，因此，智能化将是CAD技术研究人员的主攻方向，CAD的发展将以完全智能化为目标，引入人工智能系统和专家指导系统。
人工智能系统能够对机械设计中的相关判断进行智能化判断，并作出决策，使得整个机械设计过程更加完善、合理，而专家指导系统则录入了许多机械设计专家的相关经验，以此来提升机械设计应用CAD的专业化。
4.2集成化发展趋势
为了提升机械设计应用CAD进行设计的效率，集成化将是CAD在机械设计应用的重要发展趋势，此外，机械产品的设计过程和生成过程独立开来会影响机械设计效率，因此应将两个过程进行结合管理，以此来缩短设计周期，提升设计与生成的契合程度，从而提升机械设计产品质量。
在未来的发展过程中，CAD在机械设计中的应用将与CAM结合，充分展现出CAD的设计成果，实现整个机械设计的自动化发展。CAD集成化能够将机械产品设计、研发、生产、测试集合在一起，建立从设计到测试的一整套开发系统，促进了机械产品生产的规模化发展。
结束语：综上所述，CAD在机械设计中有着重要的应用，其不仅能够缩短设计周期，还能提升产品质量，促进实体产品生成，CAD三维设计在机械设计上有着广阔的应用前景，且随着技术的发展，智能化、集成化将是CAD在机械设计应用中的主要发展趋势，总的来说，CAD在机械设计中的应用是机械设计领域在生产水平上一次质的跨越。
参考文献
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