陳慶丹

摘要：隨著科技的發(fā)展，計算機的功能也越加深入生產(chǎn)生活，簡化便捷了人們的生產(chǎn)活動。在機械設(shè)計領(lǐng)域，CAD即計算機輔助設(shè)計的應(yīng)用推動了機械設(shè)計新的發(fā)展。而三維CAD技術(shù)是計算機輔助設(shè)計更深層次的技術(shù)，不斷為現(xiàn)代機械設(shè)計提供強有力的技術(shù)支持。本文從三維CAD技術(shù)的概況，機械設(shè)計中三維CAD技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢和三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的具體應(yīng)用進行了分析。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù)；現(xiàn)代機械設(shè)計；優(yōu)點；應(yīng)用

1 關(guān)于三維CAD技術(shù)

作為機械設(shè)計中的核心設(shè)計，三維技術(shù)也是CAD的核心技術(shù)，也叫建模技術(shù)。主要是將具體的物體和屬性轉(zhuǎn)化為計算機可輸入的具體的、精準的立體幾何形體的方法。三維設(shè)計主要由二維設(shè)計發(fā)展而來，它幫助設(shè)計師將腦海中的對未來事物的想象具體化，通過三維CAD技術(shù)用圖像表現(xiàn)出來，能夠充分的發(fā)揮出設(shè)計師的想像力和創(chuàng)造力。而且能夠讓設(shè)計師的設(shè)計能夠滿足幾何圖形形狀要求和性能要求，讓設(shè)計達到相應(yīng)的標準要求，趨于完美。同時三維CAD技術(shù)也能促進機械設(shè)計的實現(xiàn)，能夠讓零部件處于最佳狀態(tài)，從而實現(xiàn)機械的制造?？梢哉f，三維CAD技術(shù)的應(yīng)用讓機械設(shè)計實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

隨著CAD技術(shù)的成熟，三維CAD技術(shù)得到越來越大的發(fā)展。從之前的線框建模發(fā)展到現(xiàn)在的特征建模，三維技術(shù)的發(fā)展讓機械設(shè)計的更新和系列產(chǎn)品的設(shè)計更加快速。因此，掌握并熟練運用三維CAD技術(shù)是機械設(shè)計師所必需有的技術(shù)條件。

2 三維CAD技術(shù)的應(yīng)用所具備的優(yōu)勢

2.1 零件設(shè)計更加方便直觀

傳統(tǒng)的機械設(shè)計主要是設(shè)計師在畫紙上畫出自己的設(shè)想。但是很多時候設(shè)計師難以將腦海中的立體圖形呈現(xiàn)在紙上。而三維CAD技術(shù)的直觀性則很好的解決了這樣的問題。三維技術(shù)的應(yīng)用讓繪制出三維構(gòu)想成為可能。在設(shè)計裝配零件時，三維CAD技術(shù)能夠清晰地反映各部分零件之間的適配程度，大大提高裝配零件的精確度。在設(shè)計完成后還能夠進行檢驗和仿真運動，檢查各零件之間是否有問題。如果出現(xiàn)問題，設(shè)計師能夠及時進行數(shù)據(jù)修改，使零件達到標準。

2.2 設(shè)計周期縮短

隨著三維CAD技術(shù)的普及應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)機械設(shè)計的周期縮短了大約三分之一。設(shè)計者可以在根據(jù)相鄰位置的零件的形狀和性能，設(shè)計出新的機械零件，大部分的零件設(shè)計樣本能夠保留。因此如果需要設(shè)計新的機械，只需要將關(guān)鍵的機械零件設(shè)計出來，其他零件可以調(diào)動數(shù)據(jù)庫中存儲的樣本，通過三維CAD技術(shù)的高度變型設(shè)計功能，設(shè)計出一個全新的機械，大大節(jié)省了設(shè)計師的設(shè)計時間。

2.3 數(shù)據(jù)安全性的保障

三維CAD技術(shù)為設(shè)計師提供了一個平臺，設(shè)計師的設(shè)計行為全部在計算機上進行，設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)樣式等都會保存在計算機的存儲器中，避免了傳統(tǒng)設(shè)計中圖紙丟失導(dǎo)致關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失、泄露的問題，同時查找資料更為方便。設(shè)計師還可以通過加密的措施，防止自己的設(shè)計數(shù)據(jù)被他人惡意剽竊。三維CAD技術(shù)為數(shù)據(jù)安全提供了一定的保障。

3 三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用分析

3.1 機械零件整體建模中的應(yīng)用

CAD系統(tǒng)為機械建模提供了線框模型、表面模型、立體模型三種模型。在三維CAD軟件中一般會自帶有圓柱體、楔形體、立方體、圓形等一些簡單圖形。設(shè)計師可以運用系統(tǒng)功能中的布爾運算，通過對這些固有的圖形進行組合搭配，加上自己的設(shè)計想法，構(gòu)造出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。通過一系列組合操作，完成機械零件的設(shè)計。

3.2 在零件裝配過程中的應(yīng)用

在實現(xiàn)機械零件實體建模后，就需要生成實體裝配圖。在這個過程當中，設(shè)計者可以通過三維CAD技術(shù)軟件的三維編輯功能來完成，根據(jù)設(shè)計方案將各個獨立性的機械部件進行排列組合，尤其是那些復(fù)雜零部件在分析其所在坐標及運動位置后，進行合理排列組合，以獲得新的部件。而后，利用三維CAD系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析，曲面造型、立體構(gòu)筑等功能進行機械零部件的裝配，最終完成實體裝配圖的生成，從而確保機械設(shè)計方案的順利實施，便于設(shè)計方案的進一步行進。

3.3 檢驗零部件的設(shè)計問題

三維CAD技術(shù)在檢驗零部件設(shè)計問題方面也具有很大的作用。利用三維CAD技術(shù)對零部件進行檢驗，在通常情況下有兩種。第一種是通過利用“資源查找器”進行準確地查找，找出有問題的零件，加以調(diào)整。另一種是通過裝配過程的動態(tài)演示，分析數(shù)據(jù)有偏差的零部件。不論是哪種檢驗途徑都能夠精準找出出錯誤的機械零件所分布的位置，實現(xiàn)自動查找，省去設(shè)計師不少精力。這種高度智能化、自動化的查找方式對于提升整個機械構(gòu)建的成功率發(fā)揮著無可替代的作用。而這是傳統(tǒng)設(shè)計所不具備的優(yōu)勢。除此之外，三維CAD技術(shù)結(jié)合CAM技術(shù)構(gòu)建起來的設(shè)計、制造、裝配一體化的生產(chǎn)線對于未來只能機械制造都具有極其重要的意義。

3.4 減少資源浪費

三維CAD技術(shù)的自動檢驗功能和在線調(diào)試功能，大大提高機械設(shè)計實現(xiàn)的成功率，通過自動查找錯誤，省去了大量的人力。通過對局部錯誤零件的調(diào)整，來提高機械設(shè)計的質(zhì)量，而不用設(shè)計師改動整張設(shè)計稿，也不會出現(xiàn)等待機械生產(chǎn)出來才發(fā)現(xiàn)零件有誤差的問題，大大提高了資源的利用效率，產(chǎn)生較好的社會效益。

4 結(jié)語

隨著社會的進步，機械越來越智能化，對機械設(shè)計的要求也越來越高，一次，三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用是大勢所趨。但是，由于CAD系統(tǒng)本身還未成熟，教學(xué)教師對三維CAD技術(shù)的應(yīng)用也不夠熟練，因此，掌握三維CAD技術(shù)的難度系數(shù)很大，設(shè)計師應(yīng)該系統(tǒng)學(xué)習(xí)掌握新技術(shù)，提升自我以適應(yīng)新時代的發(fā)展要求，提高機械設(shè)計能力，為國家的現(xiàn)代化建設(shè)貢獻出一份力量。

參考文獻：

[1]史越.三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用探究[J].電子測試，2013（12s）：2627.

[2]田煒.三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，2016，3（3）：577580.