浅析机械CAD的应用现状及发展趋势
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摘 要：随着科学技术的不断更新与快速发展，在机械设计领域广泛地应用各类新的计算技术、新工艺以及设计方法等，使得机械设计过程得以丰富和完善。此外，随着计算机技术的发展，cad技术在工程设计与机械制造等领域得到了广泛的应用，并对制造技术的快速发展起到了一定的促进作用。机械CAD技术的应用，改善设计方法，提高效率和经济效益。本文通过阐述CAD技术在我国发展现状，展望CAD技术的发展前景，试图对于CAD技术在机械设计中的应用起到一定的参考价值。
关键词：CAD技术；机械设计；应用现状；发展前景
引言
CAD技术推动了几乎一切领域的设计革命，对加速工程建设和缩短产品开发周期、提高产品质量、降低成本、增强企业的市场竞争能力与创新能力发挥重要作用。CAD技术已成为衡量国家科技与工业现代化的重要标志之一，成为企业信息化的重要技术基础。
一、CAD的概述
CAD，即Computer Aided Design（计算机辅助设计）的简称，是一种用计算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析与文档制作等设计活动，它是一种新的设计方法，也是一门多学科综合应用的新技术。
CAD技术不仅限制在自动绘图和三维建模，而已形成一种广泛的、综合性的关于设计问题的解决方案，它涉及以下基础技术。
（1）图形处理技术。如二维交互图形技术、三维建模技术及其他图形输入输出技术。
（2）工程分析技术。如有限元分析、优化设计方法、物理特性计算（如面积、体积、惯性矩等计算）、模拟仿真以及各行各业中的工程分析技术。
（3）数据管理与数据库交换技术。如产品数据管理（PDM）、数据库、异构数据间的数据交换和接口等。
（4）文档处理技术。如文档制作、编辑及文字处理等。
（5）界面开发技术。如图形用户界面、网络用户界面、多通道多媒体智能用户界面等。
（6）基于Web的网络应用及开发技术。
二、机械CAD的主要功能和特点
CAD技术由于在程序设计中引入了计算机的帮助，因而在进行方案设计，性能分析等等一系列方面与传统的设计方式有着显著不同。CAD技术可以更高效的、迅捷、可靠地完成工作，对于产品的标准化尤其具有极强的推进作用。CAD技术中由于有着计算机的参与，对于整个程序流程提出了形式化的要求，这时CAD技术区别于传统设计的最大特点。
任何设计都表现为一个过程，每个过程都有一系列设计活动组成。活动间既有串行的设计活动，也有并行的设计活动。目前设计中大多数活动都可以用CAD技术来实现，但也有一些活动目前还很难用CAD技术实现，如设计的需求分析、设计的可行性研究等。将设计过程中能用CAD技术实现的活动集成在一起就构成了CAD过程。随着CAD技术的发展，设计过程中越来越多的活动都用到CAD工具加以实现，因此，CAD技术的覆盖面将越来越广，以致整个设计过程都是CAD过程。
三、机械CAD的应用现状
我国的CAD技术起步于20世纪六十年代末。但随着社会的快速发展国家综合能力提高，社会对各行各业都提出了新的要求作为机械专业的重点软件之一CAD有着不可替代的作用。CAD技术主要用于图形绘制方面，在图形绘制方面有着方便快捷等很多其他软件不具备的优点。因此目前在我国得到了广泛的使用和认可。
在“八五”和“九五”计划期间，国家大力进行CAD技术的推广应用，启动了CAD应用工程。1992年，以“甩掉图板”为突破口，启动了CAD应用工程，经历8年努力，CAD普及和推广工作取得了巨大成就。使CAD技术得到普及并取得显著效益，提高了企业创新能力、产品开发能力和市场竞争能力，推动国产CAD软件产业化。但是，CAD软件是一个技术科技密集型产品，由于国内的企业对于国产CAD软件的青睐，使得国产的CAD软件面临的世界上高水平的CAD软件的竞争较小，这不利于国内CAD软件技术上的进一步提高和创新。
我国目前CAD技术在机械设计中的应用现状中另一个值得注意的一点就是三位CAD技术的兴起。三维造型软件中越来越多的应用CAD技术。三维造型可以克服二维作图低层次的不足，尽管目前二维的CAD软件仍占据较大的市场份额，但是三维的CAD软件的发展速度令人关注。
四、CAD技术的发展趋势
发展方向主要表现为集成化、网络化、智能化、标准化、CAD文件管理和光盘存档标准和CAD一致性测试标准。此外，STEP技术将进一步发展，此技术深刻影响着产品建模、数据管理及接口技术等。
虚拟现实技术已经在CAD技术中有着初步的尝试，虚拟现实使得设计师可以在一个虚拟的现实中进行机械设计，可以方便检测设计对象的舒适度、方便程度等。虚拟技术一旦实现，便使得机械设计的产品在投入生产之前便发现其可能存在的问题，便于对问题进行解决，极大地节约了成本，因此虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向。
五、结语
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。总之，CAD 在机械设计领域中的应用，可以促进机械产品设计水平的全面提升，并且发展前景非常广阔，在促进我国机械设计持续发展方面发挥着重要的作用。
参考文献
【1】童秉枢 吴志军 李学志 冯娟。机械CAD技术基础（第三版）.北京：清华大学出版社，2008