三维CAD技术在机械设计中的运用范文

【摘要】

随着科学技术的不断发展，计算机网络技术不断的被运用到社会生活中的方方面面，使得信息处理变得更加的智能化。在机械设计中，相对于二维CAD，三维CAD技术在机械设计过程中具有更大的优势，三维CAD技术正在向着开放、集成、技能、标准化的方向发展，在未来的发展中，有希望成为真正的计算机辅助设计。

【关键词】

三维CAD技术；机械设计；应用探究

三维CAD造型技术在机械设计领域也叫作建模技术，是CAD技术的核心。随着科技领域的拓展，计算机技术被广泛的运用到机械设计行业中，辅助机械设计的相应工作。目前国内机械行业运用最普遍CDA技术也从传统的二维升级到三维，很多企业已经将机械设计中的二维CAD技术转换成三维CAD技术，使得三维CAD技术真正成为计算机辅助设计，有效的处理了机械设计中的复杂问题，具有很强的实用性。本文通过介绍三维CAD技术的优势和影响，结合分析三维CAD技术在机械设计中的应用情况，认为正确把握三维CAD技术的发展趋势，对企业的长久发展具有深远的意义。

1三维CAD技术在机械设计中的应用优势

1.1在零件设计和装配上通过三维CAD技术，有利于零件的设计和装配，使得机械各个部分的设计和装配的整个过程都非常的智能高效。比如，能够简单快捷的在电脑上进行新零件的设计，克服了传统二维CAD技术的局限，使得机械设计实现了在原装的机械中设计或者是通过相邻的机械零部件设计，克服了单独设计零件导致装配失败的问题。能够通过动漫演示零件造型的过程，了解相邻部件与新的零件结合的情况，零件装配不正确还能够直接显示，能够直观的了解到内外部零件的装配结构。线框模型、表面模型和实体模型是实际工作中CAD的三维建模方法，对于一些比较简单的零部件，对其进行改造，可以通过CAD技术进行结构分析，通过交并差等布尔运算，最终确定其实体模型；对于一些比较复杂的零部件，对其进行改造，必须先确定截面的轮廓，实践中大多采用二维几何元素构造确定，然后可以考虑通过在三维实体造型中进行拉伸或旋转等方法，最终确定三维实体造型。在零件装配完成后可以在电脑上生产实体装配图，进行模拟机械运动，提前了解到机械是否达标，及需要进行整改的情况，避免成品出来以后又要返工。

1.2在生产效率上通过运用三维CAD技术，可以有效减少机械设计上使用的时间，使得机械设计和生产效率得到明显提高。整个机械设计的时间缩短了三分之一，可以在保持原有的设计信息的基础上，有效的对部分零件信息进行整改，使机械设计的效率提高了3~5倍；其高度变型设计的能力，可以在短时间内进行重构，得出一个新的机械产品。

1.3在产品质量上目前很多企业已经拥有非常完善的数控加工技术，如果在实践中再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工，则能够有效的提高了机械产品的技术含量和整体质量。所以，设计人员如果能够熟练掌握先进的三维CAD计算机设计技术（如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等），并将其运用到机械产品生产设计中，保证了机械产品的科技含量，使得机械产品设计有了新发展。

2三维CAD技术在机械设计中的影响

三维CAD技术对机械设计的影响主要体现在以下三个方面：首先，创新性的发挥。创新是当展的主题，机械设计也是必须要不断追求创新的。传统的机械设计创新性没有那么突出，往往是要以仿型设计和改型设计来进行设计的，单纯的是对现有材料的借鉴，对原有模型的改装，属于仿照生产，没有创新、新颖的地方，产品设计没突破性不高。单是，如果使用三维CAD技术，产品开发或者是设计人员可以在方案设计阶段，就能够充分运用现代的计算机技术，构建多个模型图，设计出多个机械产品设计图，进行比对，进而通过动漫进行展示，最终选择合适的产品，这样能够有效的激发设计人员的创新思维，促进产品设计和开发。其次，加强了设计员间的联系。随着三维CAD技术的推广，产品设计更加强调团队合作，单凭一个或几个设计员来完成设计工作的情况已经不存在，更多的是需要设计员团结合作和沟通交流。最后，实现制造过程全面信息化，使得设计和生产的一体化。通过三维CAD技术，可以实现虚拟组装和动态仿真，保证在产品生产出来以前能够有效的解决产品设计瑕疵的问题，有效的提高了生产的效率和产品的质量，降低企业投资的成本，提高收益率，为将来实现无图样生产的技术奠定技术基础，推动实现虚拟制造，最终促进机械设计行业的全面发展。

3三维CAD技术在机械设计中的发展趋势

3.1规范化设计上CAD三维技术使得设计的对象和设计的过程模式化、规范化发展，为现代机械技术提供了一个新的发展平台。在未来的发展中，数据模型应采用STEP标准体系（与几何数据、工程数据模型的思想将成新一代CAD系统的开发指南），将会出现数据模型的规范化(标准化)、数据交换格式的标准化、CAD资源的规范化等。从机械设计界的实际情况看，当前学界的一个重难点问题（即参数化特征模型的传输）如能够在实践中有所突破，那么在STEP标准基础上，必定能够使得CAD技术在机械设计中更加规范化。

3.2智能化设计上随着三维CAD技术应用的不断深入，逐渐会提出智能化的需求，现代设计的核心是创新设计，智能设计在运用知识和信息化的基础上，能够有效的把创新技法和人工智能技术相结合，使得软件突破了传统局限，除了能够提供一些绘制的工具由人们去使用以外，还能够将占线面数据存储在一起，通过三维CAD技术能，更大限度地将工程数据概念集成到数据模型中，虚拟现实技术。

3.3集成化生产和设计上由于Internet的发展，CAD技术在机械设计中不是孤立存在的，通过与机械设计的各项技术相结合，有利于实现真正的全数字化设计，有效的设计和创造相结合。另外，随着CAD技术在机械设计中的不断推广运用，如何构造在Internet体系上的CAD/CAM集成化系统将会是人们追踪的热点，结合当下已有一些标准和互联网中的构架，如：解决异构系统平台的XML和XML-3D等，有利于建立集成化和协同化的环境。

4结语

在数字经济时代，要充分发挥好三维CAD技术在机械设计领域的作用，以促进企业的长久发展。三维CAD技术在机械设计领域未来的发展前景非常好，要清晰的认识到三维CAD技术的发展趋势，加强对三维CAD技术在机械设计中的应用探究。

参考文献：

[1]杨梅,姚继权,毛志松.CAXA在机械设计中的应用[J].机械设计与制造,2006(01).

[2]秦瑶.三维CAD在过程装备产品中的应用研究[J].科技情报开发与经济,2008(24).

作者：曹元勋 单位：吉林工业职业技术学院