摘 要 机械设计是机械制造过程中的重要环节，随着我国经济不断发展。机械设备在经济生产中的应用也越来越频繁，技巧机械设备的创新设计，是提高机械设备生产水平和效率的重要途径。本文对CAD技术在机械设计过程中的应用进行分析与探讨，并且对机械设计中的CAD技术的发展趋势进行探讨，旨在促进我国机械行业的不断发展。
关键词 机械设计；CAD技术；应用
引言
机械设计作为一个具有几百年历史的技术领域，是各个国家经济社会发展过程中的一个重要研究领域，随着各种设计技术、计算技术以及新材料和新工艺的不断应用，使得机械设计水平有了很大程度的提升，而且也使得机械设计过程变得更加智能化、信息化，有助于减少机械设计工作人员的工作强度，工作人员可以将更多精力放在机械设计过程中。CAD技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术与工程设计、机械设计制造等领域进行结合产生的高新应用技术，CAD技术在机械设计过程中的应用，可以使得机械产品设计方法和生产模式都发生相应的转变，促进机械行业的快速发展。
1 CAD技术在机械设计中的优点
当前机械设计领域中的CAD技术已经基本采用三维CAD系统软件，相比于传统的二维CAD软件，其效率更高、工作速度更快、成本更低。CAD技术在机械设计中的优点主要体现在以下几个方面：
1.1 缩短了机械设计周期
使用CAD系统软件可以极大地提高设计效率，从而缩短机械设计时间，具体说来，可以在装配环境中设计新的零件，也可以借助相邻的零件位置及形状来设计新零件，使得整个机械设计过程变得更加方便、快捷，同時还能保证新零件与相邻零件之间实现精确地配合，避免传统机械设计过程中单独设计某个元件而导致的装配失败问题。在利用CAD技术进行机械设计的时候，一般需要对机械系统中的某些元件进行重新设计和制造，大部分零件都可以继承以往的信息，从而使得机械设计水平有了很大的提升，经过研究发现，CAD技术在机械设计中的应用可以使得机械设计效率提高3～5 倍[1]。
1.2 便于模拟装配过程
CAD技术在机械设计过程中的作用还体现在机械元件的装配过程中，可以更加直观地对不同零件之间的关系进行分析，并且将各个零件装配起来。在机械装配过程中，资源查找器中的装配路径查找器可以记录零件之间的装配关系，如果机械元件的装配关系不正确，则查找器可以进行显示，同时还能对机械元件的装配过程进行干涉，便于技术人员及时发现问题，对装配问题进行修改和解决，以保证设计的正确性。另外通过CAD技术还可以对装配过程进行很好的模拟，对其中的部分零件可以隐藏，在隐藏了外部零件之后可以清楚地看到机械系统的内部装配结构，当某个部件或者整个机器装配结束之后可以进行动作延时，对机械设备的装配水平进行检查。
1.3 提高机械产品的技术含量和质量
CAD技术是计算机技术的具体应用，在机械设计制造过程中，CAD技术实现了机械产品与信息技术的有效融合，同时，采用CAD设计方法和CIMS组织生产，可以使得机械产品突破发展，三维CAD技术还可以采用先进的设计方法，例如对机械设计方案进行优化、对机械设计中的有限元进行受力分析等，从而提高机械产品的设计质量。
2 CAD技术在机械产品设计中的应用
CAD技术是机械设计过程中的新技术新手段，在机械设计过程中的应用主要体现在以下几个方面：第一，几何建模；第二，工程分析，例如对机械结构中的应力分析、机械动态特性进行分析、机械热传导特性进行分析等；第三，机械设计的审查与评价，例如机械设备的干涉检查、机械设备的运动仿真等；第四，计算机辅助绘图、工程数据库的建立及其操作；第五，工程设计信息处理以及各种信息的检索和交换。当前CAD技术的应用主要体现在计算机绘图、三维造型和性能分析以及机械结构优化两个方面[2]。
第一，对机械设计进行绘图、性能分析。在机械设计过程中，必须要对机械结构、机械元件等进行绘制，并且对机械设计原理进行利用，从而使得机械设计更高效，CAD技术可以实现机械设计的二维绘图管理，而且随着计算机技术的不断深入，从最初的计算机辅助绘图发展成为计算机辅助设计，当前在机械设计过程中使用比较多的绘图软件有AUTOCAD、CAXA电子图板、开目CAD、机械设计师CAD、PCCAD等，通过这些绘图软件，可以将机械设计结构进行拆解，从而有助于对机械设计原理和结构进行深入研究。另外，随着三维CAD技术的不断发展和应用，还可以实现对机械设备的三维实体造型，对机械设备的立体造型进行模拟，并且通过相关软件展示出机械设备整体的三维立体示意图，对机械结构中的缺陷进行发现，对机械设备的整体性能进行分析，及时对设计方案进行修改，提高机械设计水平。例如在AUTOCAD的三维实体造型模块中，可以提供几种基本的图形，分别是立方体、球体、圆柱体、锥体等，可以通过对简单零件的结构进行分析，将其拆解为基本的元件，然后根据机械设计方案对基本构建进行造型，之后再对其进行交、并、差等布尔运算，可以得出完整的三维实体模型。在零件三维模拟结束之后，还可以借助机器运动分析功能，按照各个零件的坐标，用 CAD 软件的三维编辑功能对所有零件进行模拟装配，使得机械设计过程更加完整。
第二，在机械产品的设计过程中，不仅可以借助新技术对传统的人工设计工作中的重复工作进行减少，还可以借助CAE计算机辅助工程技术使得产品的性能和结构都得到优化。在机械设计过程中，机械产品的设计人员可以通过对产品的性能进行分析，将产品的形体设计与产品性能设计结合起来，借助CAD技术对产品的各个零件的动态情况和静态情况进行分析，对其结构进行优化，从而提高设备的整体性能。在CAD技术对机械设备的造型问题进行解决之后，机械CAE系统可以实现对机械设备的设计强度、刚度、材料、结构等特性进行研究[3]。
3 结束语
综上所述，CAD技术是计算机技术不断发展和研究过程中产生的一种新型辅助技术，能够帮助完成设计任务。CAD技术在很多行业中都有应用，其中机械设计行业中可以应用CAD技术提高设计效率，通过绘图、三维模拟、性能分析等功能，可以对机械设备的性能和结构进行优化，提高机械设计水平。
参考文献
[1] 陈君.机械设计中CAD技术的应用探讨[J].科技信息：科学教研，2007，（26）：71.
[2] 李巍.浅析现代机械设计中CAD技术的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2013，（16）：32.
[3] 蔡洪.论CAD技术在机械设计中的应用[J].科技资讯，2010， （23）：61