编者按：我国经（jīng）济快速发（fā）展，加上我国工业4.0战略（luè）的（de）提出（chū），机械（xiè）制（zhì）造业在（zài）我国将（jiāng）迎（yíng）来一场大的发展机遇（yù），在机械制造业（yè）中诞生出许（xǔ）多科学技（jì）术，但是CAD技（jì）术（shù）在（zài）机械（xiè）工程设计中最为重要，它是一切（qiē）机械设（shè）计的根本，CAD的计算能力和绘图（tú）能力（lì）非常强（qiáng）大，本文将对CAD技术在机械工程设计中的（de）发（fā）展与应用进行详细分析，为从事机械制（zhì）造业的同行提供参考和帮助。

1.CAD技术概念分析

　　AutoCAD（AutodeskComputerAidedDesign）是Autodesk（欧特克）公司首次于1982年开发的自动计算机辅（fǔ）助设计软件（jiàn），用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本（běn）三维设计（jì），现已经（jīng）成为（wéi）国际（jì）上广为流行（háng）的绘图工（gōng）具（jù）。AutoCAD具有良好的（de）用户界面，通过交互菜（cài）单或命（mìng）令（lìng）执行（háng）方（fāng）式（shì）便可以进（jìn）行（háng）各种（zhǒng）操作（zuò）。AutoCAD 的软（ruǎn）件（jiàn）优势体现在以下几个方（fāng）面（miàn）：

　　友好的操作界面，AutoCAD的（de）操作环（huán）境简（jiǎn）单便（biàn）捷，菜单系统功能完善，用户在使用AutoCAD绘图时（shí）容易上手，在（zài）图（tú）形的设计、存（cún）档、修改等（děng）方面能够快（kuài）速学习并（bìng）使（shǐ）用。

　　绘图功能强大（dà），AutoCAD不（bú）仅可以（yǐ）绘（huì）制（zhì）二维图形，还可以绘制三维图形（xíng）。用户可以在使用时根（gēn）据需要选择（zé）不同的点、线、面（miàn）进行（háng）绘制。此外，可以在工具栏内选（xuǎn）择需要进行的操作使绘（huì）图更（gèng）加（jiā）方（fāng）便（biàn），减少重复操作。

　　显示方式多样化，AutoCAD可以（yǐ）通（tōng）过多（duō）种方式显示图形，特别（bié）是在绘制三维图形时，图纸的三视（shì）图（tú）可以直观地显示在（zài） AutoCAD窗口中，使绘图（tú）人员的（de）观（guān）察角（jiǎo）度（dù）更加全面（miàn），更加整体（tǐ）化（huà）。

　　结构体系开（kāi）放，利于二（èr）次开发，AutoCAD软件体系结构开放，二次（cì）开（kāi）发人员可以根据开发需（xū）求（qiú）对其进行（háng）二次开（kāi）发，使其更加具有适用性和针对性（xìng）。AutoCAD2008支持NET开发，NET 结（jié）合了VC++功能强大和VBA简单容易上（shàng）手（shǒu）的特点（diǎn），可以非常快速地开发出功能强大的AutoCAD 程序。

2.CAD技术在机械（xiè）工程设计中的发展（zhǎn）分（fèn）析

　　2.1国产CAD发（fā）展分析

　　在CAD设计中，最常打交道的就是图（tú）纸了，图纸（zhǐ）是（shì）否能够快速、准确地显示对于CAD软件的用户体（tǐ）验有着极其重大的（de）影响。国产（chǎn）CAD凭借（jiè）各自（zì）对用户的（de）理解，逐步开发（fā）出CAD设计中比较实用的（de）创新功能，比如自动图层、面积（jī）表格、对（duì）象断线、图块断线、等分点捕捉、统计（jì）求和、文字递增（zēng）复制、CAD表格转EXCEL，可解决设计（jì）师在设计绘图（tú）中面临的一些用基本功能无法解决的难题，进一步提高操作效率。国产（chǎn）CAD推出了基于二维图纸的协同设计功能，不仅可以实现多人多专（zhuān）业协同绘图，还可以进行图纸版本管理、历（lì）史（shǐ）版本回溯、查看（kàn）图纸变（biàn）化，可以（yǐ）最大限度地（dì）减少错误的发生（shēng），信息沟通更充分，可以（yǐ）减少（shǎo）很多之前需要通过语言和文字进行沟通的时间，效率也得到明显的提升。

　　2.2 CAD技术（shù）在机械工程设（shè）计中的发展（zhǎn）分析

　　CAD技术在（zài）机械工程设计中向着标准（zhǔn）化（huà）、网络化、集约化、智能化方向发展，CAD因为其软件功能强大，使（shǐ）用（yòng）者越来越多，其（qí）包含软件众多（duō），软件的数据模型与其他软件是不兼容的。这严重限制了行业（yè）内（nèi）部的技术（shù）交流，给（gěi）CAD资（zī）源的（de）交互带来了不小的障（zhàng）碍，为了机械工程设计的更（gèng）好发展，CAD技术必须要向标准化（huà）发展，努（nǔ）力改进兼容性，现如今，在技术（shù）人员的努力（lì）下，已经（jīng）大有进步，兼容性问题已经得以解决，行内技术（shù）交（jiāo）流变得畅通无阻。目前（qián）部（bù）分CAD软件已（yǐ）经具备了集成功（gōng）能。设计人员可以直（zhí）接导入（rù）利用CAD技术（shù）设计的模型（xíng），进行结构力学性能的分析，并结合数（shù）控（kòng）机床进行加工工艺的分析（xī）和设计，最终生产（chǎn）制造。CAD技术（shù）的智能化是一（yī）个必然趋势，也是促使（shǐ）设计（jì）人（rén）员脱离（lí）传（chuán）统（tǒng）设计方法的重要手段（duàn）。在进行机械产（chǎn）品模型的设计时，通过（guò）特征造（zào）型与（yǔ）参数设计，能够促（cù）使相关设计人（rén）员（yuán）只需要自由地发散思维，而（ér）不需要（yào）考虑其（qí）中内（nèi）在联系，大大减少了设计人（rén）员的（de）工作难度，并在保证产（chǎn）品可（kě）行性的同时，最大限度地提高其创（chuàng）新性。

3.CAD技术在（zài）机械工程设计中应用分（fèn）析

　　3.1在三维模（mó）型中的应用

　　CAD的（de）功（gōng）能很（hěn）多（duō），不仅能够（gòu）快捷地（dì）修改和绘制二维图形和三维模型，它输出（chū）的图形交互文件DXF文件还可以传（chuán）输（shū）到其他软（ruǎn）件中，CAD还能与（yǔ）外部数（shù）据库连（lián）接（jiē），实现更多地操作机械设计中零件的（de）绘制、装配图的实（shí）体（tǐ）生成（chéng）、工程（chéng）图（tú）的设计等都（dōu）离（lí）不（bú）开CAD技术。这里主要介（jiè）绍零件与装配图实（shí）体的生成。CAD可以在SolidWorks 软件（jiàn）中构建的三维模（mó）型。获取三维模（mó）型有以下优点：在建模过程中能（néng）够直观地对模型进行观察。在Pro/Engineer还能直接模拟零件的工作状态；当（dāng）建模中出（chū）现错误时（shí），可（kě）以（yǐ）将（jiāng）错误（wù）元素快速删除然后重（chóng）新绘（huì）制（zhì）；绘图（tú）时的精度高，不（bú）容易（yì）出现误差。

　　图1 SolidWorks 中的三（sān）维建模

　　3.2在绘制（zhì）装配零件（jiàn）中的（de）应用

　　CAD 技术在机（jī）械（xiè）工程设计中应（yīng）用最广泛也最基础（chǔ）的就是计算（suàn）机（jī）辅（fǔ）助绘图（tú），与传统设（shè）计中的手工绘图相比，CAD技术误差的发生率也更小，且更（gèng）加直观（guān）、准（zhǔn）确，设（shè）计的工作周期也得到明（míng）显缩短。采取三维建模的方式（shì），不但精确度得到提（tí）高， 能有效地将设计人员（yuán）想要设计的零（líng）件图绘制（zhì）出来，通（tōng）过（guò）直接连（lián）接打印（yìn）机进行打印后（hòu）便能够投入（rù）生产中，其工作时间得到（dào）更大的（de）缩减。

　　图（tú）2在绘制装配零件中的应用

　　3.3应用于精确度和质量控制

　　CAD技（jì）术的计算能力和图（tú）形（xíng）处理（lǐ）能力是很强大的，从根源上（shàng）解决了机械工程零件设计时质量不（bú）好（hǎo）的问题，以往（wǎng）零件制造成（chéng）功率并（bìng）不高，现如今采用CAD技术（shù），成功率上升（shēng）很（hěn）快（kuài），相（xiàng）对（duì）于落（luò）后的设（shè）计，CAD的应（yīng）用是质的（de）提升（shēng），同时CAD技术还在应用的过程（chéng）中不断完善更（gèng）新，使零件和模型保持高度一致，因此（cǐ）机械（xiè）工程设（shè）计的（de）质（zhì）量大大提升。除此之外（wài），设计人员的思维因为CAD技术也有了极（jí）大的提（tí）高（gāo），产（chǎn）品的创新性和多样性也（yě）得（dé）到了（le）提升（shēng），零件设计如果有缺（quē）陷，通过（guò）CAD技（jì）术也可（kě）以及时发现并做出更（gèng）改，制造成功率显著（zhe）提高（gāo）。

4.结（jié）语

　　CAD技术（shù）在机械工程（chéng）设计中的运（yùn）用（yòng），可（kě）以大大提高工程设（shè）计的效率和精度，提高（gāo）劳（láo）动效率，数据分析（xī）和绘图工作也更（gèng）加容易，简捷。本文首（shǒu）先对CAD进行详细概述，然后对CAD在机（jī）械（xiè）工（gōng）程技术中的（de）发展进行分析，最后对CAD技术在机械（xiè）工（gōng）程设计中（zhōng）应用（yòng）分析。相信CAD功能将（jiāng）会越来越（yuè）强大，为（wéi）广大机械制造从业者提（tí）供便利，促（cù）进（jìn）机械行业的发展。