编者按：我国经济快速发（fā）展，加（jiā）上我国工业4.0战略的提（tí）出，机械制造业（yè）在我国将迎来一（yī）场大的（de）发展机（jī）遇，在机械制（zhì）造业中诞生（shēng）出许（xǔ）多科学技术，但是CAD技术在机械工（gōng）程设计中最为重要，它（tā）是一切机（jī）械（xiè）设计的根本，CAD的计算能力和绘图能（néng）力非常（cháng）强（qiáng）大，本（běn）文将对CAD技（jì）术在机械工程设计中的发展（zhǎn）与应（yīng）用进（jìn）行详（xiáng）细分析，为从事机械（xiè）制造业的同行提供参考和帮助（zhù）。
1.CAD技术（shù）概念分析
AutoCAD（AutodeskComputerAidedDesign）是（shì）Autodesk（欧特克）公司首次于1982年开发的自动（dòng）计算机辅助设计软（ruǎn）件，用于（yú）二维绘图（tú）、详细绘（huì）制、设计文档和基（jī）本三维（wéi）设计，现（xiàn）已经成为国际上（shàng）广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户（hù）界面，通过交互菜单或命令执行方式便（biàn）可以进行各种操作（zuò）。AutoCAD 的软件优（yōu）势体现在以下几个（gè）方面：
友好的操作界（jiè）面，AutoCAD的操作环境简单便（biàn）捷，菜单系统（tǒng）功能完善，用户在使用AutoCAD绘图时（shí）容易上手，在图形的设计、存（cún）档、修改等（děng）方面能够快速学习并使用。
绘图功能强大，AutoCAD不仅可以（yǐ）绘制二（èr）维图（tú）形（xíng），还可以绘制三维图形（xíng）。用户可以在使用时根据（jù）需要（yào）选择不同的点（diǎn）、线（xiàn）、面进（jìn）行绘制。此外，可以在工具栏内选择需要进行的操作使绘图更加（jiā）方便（biàn），减少（shǎo）重复操作。
显示方式多样化，AutoCAD可以通过多种方（fāng）式显示图形，特（tè）别（bié）是在绘制（zhì）三维图形时，图纸的三视（shì）图可以（yǐ）直观地显示（shì）在 AutoCAD窗口中，使绘（huì）图人员的观察角度更加（jiā）全面（miàn），更加整（zhěng）体化。
结构体系开放，利于二次开发，AutoCAD软件体系结构开放，二次开发人员（yuán）可（kě）以根据开发需求对（duì）其进行二（èr）次开发，使其更加具有适用（yòng）性和针对性。AutoCAD2008支持（chí）NET开发，NET 结合了VC++功能（néng）强大（dà）和VBA简（jiǎn）单容易（yì）上手（shǒu）的特（tè）点（diǎn），可以非常快（kuài）速地开（kāi）发出功能强大的AutoCAD 程序。
2.CAD技术在机械工程设计中（zhōng）的发展分（fèn）析
2.1国产CAD发展（zhǎn）分析
在CAD设计（jì）中，最常打交道（dào）的就是图（tú）纸了，图纸是否能够快（kuài）速、准确（què）地显示对于CAD软件（jiàn）的用户（hù）体验有着极其（qí）重大的影（yǐng）响。国（guó）产CAD凭（píng）借（jiè）各自（zì）对用（yòng）户的（de）理解，逐步开发出CAD设（shè）计（jì）中（zhōng）比较（jiào）实用（yòng）的创新功能，比如自（zì）动（dòng）图层、面积表格（gé）、对象断线（xiàn）、图块断线（xiàn）、等分（fèn）点捕捉、统计求和、文字递增复制、CAD表（biǎo）格转（zhuǎn）EXCEL，可（kě）解决设计师（shī）在设计绘图中面临的（de）一（yī）些用基（jī）本（běn）功能无法解决的（de）难题，进一步提高操作（zuò）效率。国产CAD推出了基（jī）于二（èr）维图（tú）纸（zhǐ）的协同设计功能，不仅可以实现多人多专业协同绘（huì）图，还可（kě）以进行图纸版（bǎn）本管（guǎn）理、历史版本回溯（sù）、查看图（tú）纸（zhǐ）变化，可以最大限度地减（jiǎn）少错（cuò）误的发生，信息（xī）沟通更充分，可以减少很多之前需（xū）要通过语言（yán）和文（wén）字进行沟通的时间，效（xiào）率也得到明显的提升。
2.2 CAD技（jì）术在机械工程（chéng）设计中的发展分（fèn）析
CAD技术在机械工（gōng）程设计中向着标准化、网络（luò）化、集（jí）约化、智能化方向发展，CAD因为其软件功（gōng）能强大，使用（yòng）者越来越多，其包含软件众多，软件的数据模型与其他软（ruǎn）件是不（bú）兼容的（de）。这（zhè）严重限制（zhì）了行业内（nèi）部的（de）技术交流，给CAD资（zī）源的交互带来了不小的障碍，为了机械工程设计的更好发展，CAD技术必须要向标准化发展，努力改进兼容性，现（xiàn）如今（jīn），在技术人员的努力下，已经大有进步，兼容性问题（tí）已经得以（yǐ）解（jiě）决，行内技（jì）术交流变（biàn）得畅通无阻。目（mù）前部分CAD软件已经具（jù）备了集（jí）成功能。设计人员可（kě）以直接导入利用CAD技术（shù）设计的模型（xíng），进行结构力学（xué）性能的分析（xī），并结（jié）合数控机床进行加工（gōng）工艺的分析（xī）和设计，最终生产制造。CAD技术的智能（néng）化是一（yī）个必然趋势，也是促使设计人员脱离传统设（shè）计方法的重（chóng）要（yào）手段。在进行机械（xiè）产品（pǐn）模型的设计时，通过（guò）特征造型与（yǔ）参数设计，能够（gòu）促使相关设计人（rén）员（yuán）只需要自由地发散思维，而不需要（yào）考虑其中内在（zài）联系，大（dà）大减少了（le）设计人员的工作难度，并在保证产品可行性的同时（shí），最（zuì）大限度地提高其创新性。
3.CAD技术在机械工程设计中应（yīng）用（yòng）分析（xī）
3.1在三维模（mó）型（xíng）中（zhōng）的应用
CAD的（de）功能很多，不仅能（néng）够快捷地修改和绘（huì）制二维图形和三维（wéi）模型，它输出的图形交互（hù）文（wén）件DXF文件还可以传输到其他（tā）软件中，CAD还能与外（wài）部数据库连接，实现更多地操作机械设计（jì）中零件的绘制、装配图的实（shí）体生成、工（gōng）程图的设计等都离不（bú）开CAD技术（shù）。这里主要（yào）介绍零件与装配（pèi）图（tú）实体的（de）生成。CAD可以（yǐ）在SolidWorks 软件（jiàn）中构建的三维模型。获取三维模型（xíng）有以下优点：在建模（mó）过程中（zhōng）能够（gòu）直观地（dì）对模型进行（háng）观察。在Pro/Engineer还能（néng）直接模（mó）拟零件的工作状态；当建模中出现错误时，可（kě）以将错误元素快速删（shān）除然（rán）后重新（xīn）绘制；绘（huì）图时的精度（dù）高，不容易（yì）出现误差。
图1 SolidWorks 中的三维建（jiàn）模
3.2在绘制装配零件中的应用
CAD 技术在机械（xiè）工程（chéng）设计中（zhōng）应用最（zuì）广泛也（yě）最基础的就是计算（suàn）机辅助绘图，与（yǔ）传统设计中的手工绘图（tú）相比，CAD技术误（wù）差（chà）的发生率也更（gèng）小，且更加直观、准确，设计的工作周期也得到明（míng）显缩（suō）短。采（cǎi）取三（sān）维建模的方式，不但精（jīng）确度得（dé）到提高， 能有效（xiào）地将（jiāng）设计人（rén）员想要设计的零件图绘（huì）制出来，通过直（zhí）接连接打（dǎ）印机进行（háng）打印后便（biàn）能（néng）够投入生（shēng）产中，其工作时（shí）间得到更大（dà）的缩减。
图2在绘制装配零件中的应用（yòng）
3.3应用于精确度和质量控制
CAD技术的计（jì）算（suàn）能力和图形处理能力是很强（qiáng）大的（de），从根源上解决了机械工程零件设计时质量不（bú）好的问题，以往零件（jiàn）制造成功率（lǜ）并（bìng）不高，现（xiàn）如今采用CAD技术，成功率上升很快，相对于（yú）落后的设（shè）计，CAD的应用（yòng）是质的提升，同（tóng）时CAD技术还在应用的过程中不（bú）断完（wán）善更（gèng）新，使零件（jiàn）和模型保（bǎo）持高度一致，因此机械工程设计的质量（liàng）大大提升。除此（cǐ）之外，设计人员的（de）思维因为CAD技术也有了极（jí）大的提高，产（chǎn）品的创新性和多样性也得到了（le）提（tí）升，零件设计（jì）如果有缺陷，通（tōng）过CAD技术（shù）也可以及时（shí）发现（xiàn）并做（zuò）出更（gèng）改，制造成功率显著提高（gāo）。
4.结语
CAD技术在机械工程（chéng）设计中的运用，可（kě）以大大提高工程（chéng）设计的效（xiào）率和精度，提高劳动效率，数据分（fèn）析（xī）和绘图工作也更加容易，简捷（jié）。本文首先对CAD进（jìn）行详细概述，然后对（duì）CAD在机械工程技术中的发展进行分析，最后（hòu）对CAD技术在（zài）机（jī）械工程设（shè）计中应（yīng）用分析（xī）。相信CAD功能将会越来越强大，为广大机械制造（zào）从业者提供便利，促进机（jī）械行业（yè）的发展。