有关CAD在机械中应用的思考

　　摘要：根据CAD系统的功能特点，应用适当的策略，利用CAD技术进行设计，通过优化组合、模拟和精确的分析计算使得产品的质量在设计过程中就可以得到很大程度上的保障。应用CAD技术，可以使产品在研制周期、质量、成本和服务方面提高综合竞争力，取得投入少、见效快的效果。
　　关键词：CAD；应用策略；三维造型软件
　　CAD（ComputerAidedDesign即计算机辅助设计）技术是一个广义的概念，除了我们通常所说的计算机辅助设计与绘图外，还应包括计算机辅助工程分析(CAE)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)和产品数据及图档管理(PDMS)。利用CAD技术进行设计，通过优化组合、模拟和精确的分析计算使得产品的质量在设计过程中就可以得到很大程度上的保障。CAD手段成了企业进入市场经济大门的一把金钥匙，是广大企业求生存、求发展的需求。经过多年的推广，CAD技术已经广泛地应用于机械、电子、航天、化工、建筑等行业，并与柔性计算机集成制造、微米级毫微米级制造、微电子学和光电子学、计算机建模和仿真等技术紧密相关。
　　一、造型软件的选型和应用
　　三维造型软件能够产生形象逼真的实体，SolidEdge包括了零件设计、装配设计、草图绘制和钣金件设计等模块，另外，它可以与CAM软件（UG）集成，完成复杂零件的数控加工，与有限元件分析软件（COSMOS）集成，完成结构分析与优化，与运动学分析软件（WorkingModelMotion）集成，完成运动仿真与干涉检验等。而在底层，采用大量的工程绘图CAD软件，并结合CAPP软件进行产品的详细设计。
　　二、CAD技术应用策略
　　企业引入CAD系统，应该在系统工程思想的指导下，用整体优化的观点，科学合理地对业务过程、产品结构和信息技术进行重组；进行合理的规划，在正确的方法论指导下实施和应用。
　　1.产品设计和开发方法策略
　　随着科技的发展和生活水平的提高，顾客对产品的复杂程度和交货期的要求越来越高，只有借助于现代化的设计手段和先进的设计方法才能满足这种要求。因此，在设计方法上需要采取以下策略：
　　1）改变传统的作业方式。在并行工程方法指导下，采用Intranet为基础，面向项目组的分布方式，促进企业内部和企业间的合作，加速产品开发过程中复杂信息的传递，缩短产品开发周期；
　　2）单纯的CAD技术已不能满足市场竞争的要求，因此，运用价值工程、仿真技术等手段，研究面向X的设计方法，如面向成本的设计、面向加工的设计、面向测试和维护的设计、面向产品生命周期的设计等；
　　3）利用成组技术和相似性原理，采用标准化技术、模块化技术，改变传统产品结构，建立标准化、模块化和系列化设计体系，充分利用现有的成熟技术和已有的零部件，快速响应市场需求，降低成本，提高质量；
　　4）提高企业创新能力。但需要强调的是：在产品设计过程中的创新，不是源源不断地创造出新的零部件，而是如何利用现有的资源，创造出新的原理和新的方法，实现新的功能。
　　2.标准化与规范化策略
　　标准已成为未来工业战争的中心，谁控制了标准，谁就将掌握未来。标准化、规范化策略包括两个方面的内容：
　　1）产品标准化、规范化。实践表明，尽管面向顾客的产品变化快，但构成产品的零部件应相对稳定。而另一份资料也显示，机械企业中按其零部件特性分类，约50%的零部件属于标准件和外购件，其成本占10%；通用件和相似件占40%，成本占20%；而根据顾客要求设计的特殊零部件只占10%，成本却占了70%。
　　2）信息标准化、规范化。企业在CAD应用中，应遵循统一的信息描述标准，以减少企业间、企业内部和设计人员间的数据交换困难，实现异地、异构数据共享，避免大量重复性工作。
　　3.产品模型策略
　　随着制造技术的发展，产品模型已突破了CAD/CAM领域，成为产品生产过程中的关键技术。由此才能较好地解决信息在设计、制造、检验和装配等环节的共享问题，完整地描述产品在概要设计—装配设计—零件设计全过程中的各种属性和相互关系，实现产品生命周期中的内部描述（如产品设计、计划、加工和检验等方面）和外部过程信息（如内部描述信息所依赖的环境、知识和规划等）的集成。
　　三、CAD系统应具备的功能特点
　　企业成功应用CAD系统必须根据自身的具体情况而论。国内外商品化的CAD系统功能上各有千秋，但作为现代CAD系统，必须具备如下特点。
　　1.支持设计师的全过程设计
　　CAD系统应完全支持方案设计—装配设计—详细设计的全过程，并可建立全过程完整的关系链，保证整个过程设计的一致性，使设计师的设计在概念设计阶段就可以使用CAD系统，并准确记录和再现全部设计过程。新的设计需求要求CAD系统还要支持自顶向下(Top-down)的设计方法，或混合采用这两种方法。
　　2.一体化解决方案
　　CAD系统应是多成员家庭中的一员，和家庭内的其它模块一起，构成从设计、制造到管理的一体化解决方案。此外，还应具有灵活的外部接口、良好的开放性、功能强大的开发语言，使其可以实现与非家庭成员的其它系统无缝集成。
　　总之，计算机辅助设计在机械产品开发中的应用会随着技术的不断进步而有更大的提高，也必将为我国的现代化工业的发展插上腾飞的翅膀。
　　参考文献：
　　[1]周永.AutoCAD2006中文版完全实例教程[M].北京：机械工业出版社，2002.
　　[2]张玲.AutoCAD上机实践指导教程[M].北京：机械工业出版社，2003.