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【摘 要】 随着经济的发展和生产方式的变革，人们对于科技越来越重视，有人说过新世纪各国的竞争就是科技和人才的竞争。CAD技术是计算机辅助设计技术，是发展与六十年代初的一门新兴学科，它能够帮助工程师利用计算机完成一切实用技术的设计。现今，CAD技术已经被该烦恼应用于机械、电子、宇航、建筑、纺织等产品的总体设计、造型设计、结构设计、工艺过程设计等环节，为人们做出重大的贡献。特别是在科技水平发展较快的美国和欧洲等国家，CAD已广泛应用于设计与制造的各个领域如工程建筑、装饰、机械、电子、汽车、造船、航天、服装、玩具等行业，实现了100%的计算机绘图，并且CAD技术不断在更新。在我国由于引进较晚，与发达国家有一定的差距，但是在技术工作人员的努力下，CAD技术在我国的发展较快。本文立足于CAD技术在机械设计中应用的基础上，总结了CAD技术的发展历史和常用的CAD技术，对CAD技术在中国的发展进行展望。
【关键词】 机械设计；CAD技术；应用
一、CAD技术概述
CAD技术是计算机完成产品设计中的计算、分析、模型、制图以及编制技术文件等工作，由计算机辅助设计人员完成产品的全部设计过程，最后输出满意的设计结果和产品图纸的一种机械设计方法。它的功能十分多样，它具有科学计算和分析功能、图形处理功能、数据管理与数据交换功能、进行文档制作、编辑和文字处理功能、软件设计功能、网络功能。这些功能是机械设计能够高效完成的重要保证，CAD技术的应用方便了机械设计的发展，同时，它的出现顺应了当前产品提高设计和快速更新换代的需求。
CAD技术的发展是一个长期的过程。他的出现顺应了当前产品提高设计和快速更新换代的需求。早在20世纪50年代初期，CAD技术的雏形就诞生了，在那个时候CAD技术还只是被动式的处理图像，还不是很成熟。但是进入六十年代后，计算机图形学、交互技术、分层储存符号的数据结构等新思想被相继提出，这些思想以及CAD设备的出现大大推动了CAD技术的发展以及理论的成熟。在20世纪的80年代，随着计算机技术的快速发展以及微机和工作站的发展和普及，再加上功能强大的外围设备，如大型图形显示器、绘图仪、激光打印机的问世，CAD技术的发展突飞猛进，进入实用化阶段。也是这一时期，CAD技术的应用范围大大扩张，不再只是局限于大型企业，也不再只是局限于发达国家，不在局限于产品的设计，它的应用范围的扩大也推动他自身的快速发展。进入20世纪的90年代，CAD技术的发展已经向开放式、标准式、集成化和智能化迈进，CAD的技术水平相交之前也有很大的提高。CAD技术的出现是有利于设计水平的提高的，有利于程序设计师设计出更完善的设计，也有利于产品的更新换代。
二、CAD技术在机械设计中的主要应用
1. CAD技术应用在零件与装配图的实体生成
在具有实体建模功能的CAD软件中，存在着一些基本体系，这些基本体系可以对简单的零件进行结构上的分析，然后将其分解成若干的基本体，然后再对基本体进行三维实体造型。GAD技术的三维模型主要是在线模型、表面模型和实体模型三种。选择合适的三维模型造型后，利用机器运动分析过程的资料，在运动的某一点位置，按照各种零件所在的位置进行装配。
2. CAD的集成制造
随着经济的发展和社会的进步，制造业水平不断提高，制造业的生产技术水平的要求不断提高。现在制造业一般都从普通机床的加工到数控机床和加工中心转变，设计方面也人工设计和制图向CAD技术制图转变，制造业正向数字化和计算机方向发展。在这一趋势下，CAD技术和模具激光快速成型技术等在现代制造技术的比重逐渐加重。一个完整的CAD软件系统里面有多个功能模块，如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。工程数据库是这些模块的基础，实体造型也是工程市数据库的主要来源之一，并且进行统一的管理。
3.机械CAE软件的应用
在CAD技术解决模型实体造型后，需要CAE软件解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特征等一系列的问题。CAE软件是CAD技术在机械应用中十分重要的一个部分，它的主要功能是工程数值分析、结构化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学仿真等，对解决机械设计问题很有帮助。
三、CAD技术的前景展望
我国个企业发展水平不同，CAD技术在我国的应用水平也参差不齐。对于有实力的大型企业，对CAD技术的应用主要是引进先进的CAD技术、分析、模拟仿真、加工集成系统；对于中小型企业，有的是在以“甩掉图板”为目标的建立算机辅助绘图与设计系统之上，应用国外或者国内开发的计算机绘图软件，来代替传统的手工绘图；有的是在实现“甩掉图板”的基础上，建立资源共享、权限控制的产品信息管理系统；有的企业对CAD技术的应用是在“甩掉图板”“甩掉图纸”后，建立设计生产和管理信息的集成系统。
CAD技术能够帮助人们直接由思维中的三维模型进行设计，能够实现全部参数和设计构想，也能使整体设计过程能在三维模型得到分析和研究，能够更好的完善工程师的设计思想，达到设计的理想化状态。所以，随着计算机技术的发展、网络通讯的普及以及多媒体技术的实用化，CAD技术在我国的发展前景是相当好的，在机械设计过程中的应用也会向设计早期深入。企业应把握好CAD技术的发展趋势，这对于企业的发展有着深远的意义。
四、结束语
随着全球经济化的发展，各国的竞争加剧，而竞争主要是科技和人才的竞争。CAD技术与工程实际的结合，对于我国的制造业的发展模式和发展速度都有深远的影响，有利于提高我国的制造业核心竞争力。由于历史等原因的影响，我国的CAD技术与国外有较大的差距，我们应该重视CAD技术在机械设计中的应用，要知道先进的设计方法是保证企业在竞争中立于不败之地的主要保障。
参考文献：
[1]徐忠.我国CAD技术在工程设计中的应用和发展[J].西昌学院学报（自然科学版）.2006（01）
[2]李秋娟，张兵.论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].化学工程与装备.2010（03）
[3]龚云波，吴义忠，李国新，张昌杰，王路.机械CAD技术的应用状况及发展趋势[J].机械制造.2007（11）
[4]史南达，鲍务均.工程数据库在机械设计中的应用[J].机电产品开发与创新.2005（02）
[5]刘剑，原思聪，王发展.MATLAB在机械设计专家系统中的应用[J].机电产品开发与创新.2005（02）
【关键词】 机械设计；CAD技术；应用
一、CAD技术概述
CAD技术是计算机完成产品设计中的计算、分析、模型、制图以及编制技术文件等工作，由计算机辅助设计人员完成产品的全部设计过程，最后输出满意的设计结果和产品图纸的一种机械设计方法。它的功能十分多样，它具有科学计算和分析功能、图形处理功能、数据管理与数据交换功能、进行文档制作、编辑和文字处理功能、软件设计功能、网络功能。这些功能是机械设计能够高效完成的重要保证，CAD技术的应用方便了机械设计的发展，同时，它的出现顺应了当前产品提高设计和快速更新换代的需求。
CAD技术的发展是一个长期的过程。他的出现顺应了当前产品提高设计和快速更新换代的需求。早在20世纪50年代初期，CAD技术的雏形就诞生了，在那个时候CAD技术还只是被动式的处理图像，还不是很成熟。但是进入六十年代后，计算机图形学、交互技术、分层储存符号的数据结构等新思想被相继提出，这些思想以及CAD设备的出现大大推动了CAD技术的发展以及理论的成熟。在20世纪的80年代，随着计算机技术的快速发展以及微机和工作站的发展和普及，再加上功能强大的外围设备，如大型图形显示器、绘图仪、激光打印机的问世，CAD技术的发展突飞猛进，进入实用化阶段。也是这一时期，CAD技术的应用范围大大扩张，不再只是局限于大型企业，也不再只是局限于发达国家，不在局限于产品的设计，它的应用范围的扩大也推动他自身的快速发展。进入20世纪的90年代，CAD技术的发展已经向开放式、标准式、集成化和智能化迈进，CAD的技术水平相交之前也有很大的提高。CAD技术的出现是有利于设计水平的提高的，有利于程序设计师设计出更完善的设计，也有利于产品的更新换代。
二、CAD技术在机械设计中的主要应用
1. CAD技术应用在零件与装配图的实体生成
在具有实体建模功能的CAD软件中，存在着一些基本体系，这些基本体系可以对简单的零件进行结构上的分析，然后将其分解成若干的基本体，然后再对基本体进行三维实体造型。GAD技术的三维模型主要是在线模型、表面模型和实体模型三种。选择合适的三维模型造型后，利用机器运动分析过程的资料，在运动的某一点位置，按照各种零件所在的位置进行装配。
2. CAD的集成制造
随着经济的发展和社会的进步，制造业水平不断提高，制造业的生产技术水平的要求不断提高。现在制造业一般都从普通机床的加工到数控机床和加工中心转变，设计方面也人工设计和制图向CAD技术制图转变，制造业正向数字化和计算机方向发展。在这一趋势下，CAD技术和模具激光快速成型技术等在现代制造技术的比重逐渐加重。一个完整的CAD软件系统里面有多个功能模块，如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。工程数据库是这些模块的基础，实体造型也是工程市数据库的主要来源之一，并且进行统一的管理。
3.机械CAE软件的应用
在CAD技术解决模型实体造型后，需要CAE软件解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特征等一系列的问题。CAE软件是CAD技术在机械应用中十分重要的一个部分，它的主要功能是工程数值分析、结构化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学仿真等，对解决机械设计问题很有帮助。
三、CAD技术的前景展望
我国个企业发展水平不同，CAD技术在我国的应用水平也参差不齐。对于有实力的大型企业，对CAD技术的应用主要是引进先进的CAD技术、分析、模拟仿真、加工集成系统；对于中小型企业，有的是在以“甩掉图板”为目标的建立算机辅助绘图与设计系统之上，应用国外或者国内开发的计算机绘图软件，来代替传统的手工绘图；有的是在实现“甩掉图板”的基础上，建立资源共享、权限控制的产品信息管理系统；有的企业对CAD技术的应用是在“甩掉图板”“甩掉图纸”后，建立设计生产和管理信息的集成系统。
CAD技术能够帮助人们直接由思维中的三维模型进行设计，能够实现全部参数和设计构想，也能使整体设计过程能在三维模型得到分析和研究，能够更好的完善工程师的设计思想，达到设计的理想化状态。所以，随着计算机技术的发展、网络通讯的普及以及多媒体技术的实用化，CAD技术在我国的发展前景是相当好的，在机械设计过程中的应用也会向设计早期深入。企业应把握好CAD技术的发展趋势，这对于企业的发展有着深远的意义。
四、结束语
随着全球经济化的发展，各国的竞争加剧，而竞争主要是科技和人才的竞争。CAD技术与工程实际的结合，对于我国的制造业的发展模式和发展速度都有深远的影响，有利于提高我国的制造业核心竞争力。由于历史等原因的影响，我国的CAD技术与国外有较大的差距，我们应该重视CAD技术在机械设计中的应用，要知道先进的设计方法是保证企业在竞争中立于不败之地的主要保障。
参考文献：
[1]徐忠.我国CAD技术在工程设计中的应用和发展[J].西昌学院学报（自然科学版）.2006（01）
[2]李秋娟，张兵.论CAD在机械设计中的应用及机械制造技术的新发展[J].化学工程与装备.2010（03）
[3]龚云波，吴义忠，李国新，张昌杰，王路.机械CAD技术的应用状况及发展趋势[J].机械制造.2007（11）
[4]史南达，鲍务均.工程数据库在机械设计中的应用[J].机电产品开发与创新.2005（02）
[5]刘剑，原思聪，王发展.MATLAB在机械设计专家系统中的应用[J].机电产品开发与创新.2005（02）