刍议三维CAD技术在机械设计中的应用

孙全芳

摘要：随着三维CAD技术的发展，我国机械设计水平也明显有所提升，熟练地掌握和应用这项技术，对促进我国机械制造业的发展有着重要的积极意义。文章主要分析了三维CAD技术在机械设计中的应用，以供参考。

关键词：三维CAD技术；机械设计

引言

科学技术发展水平的不断提升，改变了人们传统的思维模式和做事方式，只有更好的应用接受新鲜事物，才能够更好的适应社会变化，在激烈的社会竞争中立于不败之地。计算机技术的成熟，对于机械设计具有重要意义。三维CAD技术的出现，为机械设计提供了全新的发展方向，同时也是科学技术不断进步的重要标志。将三维CAD技术应用于机械设计中，能够充分发挥三维CAD技术的优势，制造出更加科学紧密的机械仪器，大幅度提高生产力和生产效率。

1三维CAD技术概述

CAD意为计算机辅助设计，该项技术是采用计算机的图形处理功能以及数值计算功能来帮助相关技术人员进行分析和设计的。该项技术的功能随着计算机的不断发展，也越来越丰富了，并成功用于各种行业，如在建筑行业中，利用CAD进行规划设计等工作。CAD由最初的系统发展成如今的智能CAD系统，是信息时代革新的结果，也是设计行业的福音。初级CAD系统具有简单的辅助设计功能，但在某些方面还是有所欠缺，满足不了人们对CAD高性能的追求。而目前的智能CAD则是结合的了人工智能技术，能够迅速响应市场变化，动态掌握市场变化，有利于CAD技术向更广阔的空间发展。智能CAD技术能够解决特殊问题，满足个性化发展要求，对设计行业来说更具有针对性。同时，随着技术的向前推进，三维CAD系统也逐渐走向市场。三维CAD系统是从人类的思维中出发，建设三维模型，能够有效的实现全部集合参数和设计构图，通过三维模型进行分析研究，最终建立完整而有效的数据库。技术更深层次发展，三维CAD则会向着更加开放、集成、智能化以及规范化的方向完善，这对CAD软件行业和系统设计提出了更高的要求。

2三维CAD技术在机械设计中的优势

首先，CAD技术有许多种三维模型的表达方法，其中常见的有以下几种：用参数来表达的技法，用参数进行衡量，边界限定以及立体几何技法。这几种模型可以快速形成集合立体模型以及储存大量的数据，还能够进行数据之间的运算，具有广泛的实用性。

其次，因为三维CAD系统软件具有可视性，因此在整体结构展示出来后，设计师可以根据美观或者使用的功能进行零部件的设计。各个零部件之间可以进行装配和比较，进行虚拟的展示和模拟更换，省却了大量的先制作出来而不匹配时，要重新制作的原始方法的时间和金钱。此外，零件配置也十分合适，且零件的制造过程一目了然，大大降低了残频率和失败的可能。在进行装配的时候，可以进行模拟装配。装配的一切流程都是可视化的，可以及时发现各个配件之间的不合适以及设计上的缺陷，以进行及时修改，避免以往机械设计中先设计好元件但不匹配而废弃的浪费情况。

再者，三维CAD模拟设计大大缩短了机械设计周期。以往的设计中，需要进行模型制作，然后进行调试，花费大量的时间。但是，现在的虚拟可是技术可以得到详细的数据，在制作模型和配件的时候，能够准确制作出来，极大缩短了机械制作的时间，提高了工作效率。同时，如果发现产品设计缺陷，可以及时进行调整，甚至可以临时进行创造性制作，完全创造一种新的产品。此外，进行内部调试，保证了产品的设计质量。CAD的三维建模方法，尤其是对于一些比较复杂的零部件，可以通过在三维模拟造型中进行装配设计，避免了成品出来后的不匹配等问题。

3三维CAD技术在机械设计中的应用

3.1在机械工程设计绘图中的应用

机械设计过程中最重要的部分就是绘图部分，绘图部分是CAD技术主要应用在机械工程设计中的重要环节，同时也是CAD技术应用于最基础的机械工程设计环节的体现。在绘制设计图时利用CAD技术改变传统的绘图方法，通过CAD技术丰富的绘图功能能够满足绘制设计人员在进行绘制设计图时的各种构想以及需求，为绘图提供有效的技术支持与现实手段，提高绘图的标准化与清晰化，促进技术人员创新。在数字化的手段下，CAD技术将传统绘图中复杂的设计图变得清晰、易懂、好操作。极大的减轻了机械工程设计中绘图人员的工作量，提高了设计质量及设计效率，提升绘图的工作效果。

3.1在机械设计建模中的应用

建模是机械工程设计领域的关键部分，其优良决定设计产品的基本尺寸及规格是否符合实际需求，同时建模也是CAD技术在机械工程设计领域的重要操作对象。CAD技术应用于建模部分主要体现在三维建模方面，其内容主要包括构建线框模型，绘制表面模型，以及模拟实体模型，其基本着眼点是将设计转变为具有参数可依，变量可循的数字化设计。在实际应用中，利用CAD技术的三维立体图形构建和基本体系的应用模拟产生零部件的基本模型，以使技术人员能够根据零件的实际需求建立起相对应的尺寸模型，同时也可以根据实际需求，利用三维立体图形进行修改，大大减少传统设计中对建模的重复修改。以此为技术支持，有效的为技术人员提供设计理念支持，将创新思维转变为实际图形，提高机械工程设计建模部分的实际应用性以及便捷性，提升设计效率。

3.3在机械零部件检验设计中的应用

在进行机械产品中各个零部件的组装过程进行检查时，可以借助三维CDA技术中的数据播放功能对机械产品中各个零部件的组装过程进行播放，进而实现检验机械零部件设计的目的。与此同时，在进行机械产品中各个零部件的组装过程进行检查时，也可以借助三维CDA技术中的数据查找功能，使得对机械中不符合机械要求的个别零部件进行调整，以提升整个机械中零部件之间的默契度和配合度，进而减少由于零部件存在的问题而导致整个机械不能正常运作。在对机械零部件设计进行检验的过程中，应用三维CDA技术，不仅可以有效地确保整个机械产品的质量问题，同时也有效地减少了机械零部件设计进行检验的时间成本。

3.4机械CAE软件的应用

机械CAE软件最重要的性能不仅是对产品的结构设计进行优化，同时也对设计图稿中的相关参数进行分析和比较，进而保证该方案具备一定的科学性和合理性。机械CAE软件同时也能对设计方案的合理性进行判断，进而保证设计方案的可实施性。在机械以E软件中融入三维cAD技术，只能在建模之后才能充分发挥它的作用，再借助机械CAE软件对设计中的各个参数进行分析，进而保证设计方案成功执行。

3.5在农业机械设计中的应用

三维CAD技术可以融入到农业机械设计中来，例如在对农用收割机进行设计时，可以从收割机的轴流钉齿脱粒分离设备作为整个设计的始点，借助MO七ionworks系统对其进行设计，并利用数控加工模块Calnwokrs对收割机的轴流钉齿脱粒分离设备实现三维系统的处理，借助三维CDA技术对收割机的轴流钉齿脱粒分离设备进行合理的分配，通过对分配的各个环节进行合理的设计，从而将总设计方案成功地完成。

结束语

当前三维CAD技术在机械设计中的应用还处于尝试阶段，在今后的机械设计过程中，应该致力于为机械设计提供更好的途径和工具，只有这样才能够让三维CAD技术的优势充分应用于机械设计方面，才能够从整体上确保机械设计提升到一个全新的高度。为了能够确保机械设计不断向前发展，未来应该充分发挥三维CAD技术对于机械设计的辅助作用。

参考文献

[1]曹丽娜,田晓霞.三维CAD技术在机械设计中的应用研究[J].装备制造技术.2014(06).

[2]陈骏志,李园,洪策.分析三维CA技术在机械设计中的应用[J].科技视界.2013(18).