張飛飛

摘 要：計算機輔助機械設(shè)計的高效率、高質(zhì)量要求為三維CAD技術(shù)開拓了發(fā)展道路，由于二維CAD技術(shù)逐漸無法滿足計算機機械設(shè)計的全部需要，三維CAD技術(shù)便應(yīng)需而生，二維CAD技術(shù)逐漸淡出了計算機輔助設(shè)計，三維CAD技術(shù)借勢得到發(fā)展。三維CAD技術(shù)憑借其高效性、精確化的特點迅速得到機械設(shè)計者的青睞，三維CAD技術(shù)也逐漸被應(yīng)用于復(fù)雜問題的處理，二維向三維的轉(zhuǎn)換也為計算機輔助機械設(shè)計謀得更為廣闊的發(fā)展空間。從零件設(shè)計和裝配、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量三個方面闡述了三維 CAD 技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢，并分析了三維 CAD 技術(shù)在機械設(shè)計中的影響，展望了三維 CAD 技術(shù)在機械設(shè)計中的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：三維 CAD 技術(shù);機械設(shè)計;應(yīng)用探究

中圖分類號：TP39172 ???????文獻標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.12.003

科技的發(fā)展帶給計算機技術(shù)更大的進步，對于機械設(shè)計而言，計算機可謂是設(shè)計中的主力，之前計算機主要依靠二維CAD技術(shù)進行機械設(shè)計，但是隨著機械設(shè)計要求越來越高，需要設(shè)計出來的部件更為精確和高效。三維CAD技術(shù)是在二維CAD技術(shù)基礎(chǔ)上的進步，計算機輔助機械設(shè)計也不僅僅停留在平面空間，在機械設(shè)計的過程中會存在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計不全面、不到位的問題。對于簡單的機械結(jié)構(gòu)來說，二維CAD技術(shù)也許足夠滿足設(shè)計要求，但是機械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性提升要求計算機輔助技術(shù)必須做出改變和提升。計算機輔助技術(shù)為機械設(shè)計服務(wù)，機械設(shè)計的實際需求則是需要在計算機輔助軟件進行關(guān)注與優(yōu)化，三維CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢不容忽視，所以深刻把握三維CAD技術(shù)才能保證其在機械設(shè)計中的靈活運用。

1 三維 CAD 技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 在零件設(shè)計和裝配上

機械設(shè)計的最終成果是通過各部分結(jié)構(gòu)拼接、組裝起來的，三維CAD技術(shù)在對每一部分、每一個零件進行設(shè)計之后，還要負責(zé)零件的裝配、修改。三維CAD技術(shù)為每一個零件都提供了立體三維模型，相比二維更為直觀、更為立體、更為全面。在零件裝配的過程中，通過三維CAD技術(shù)的展示可以清晰看到裝配過程中零件每個部分的位置情況，一旦出現(xiàn)裝配誤差便可以采用相應(yīng)的三維設(shè)計方法對整體或局部進行調(diào)整。三維CAD技術(shù)能及時的發(fā)現(xiàn)設(shè)計裝配中的誤差與錯誤，通過在計算機上的三維實體模型的設(shè)計、裝配、實驗和反復(fù)修改，避免了成品加工試制過程中的損耗。

1.2 在生產(chǎn)效率上

三維CAD技術(shù)設(shè)計出來的是立體的實體模型。立體的實體模型直接呈現(xiàn)在設(shè)計者眼前，可以直接與預(yù)期效果做對比，也可以更加直觀的判斷與自己的設(shè)計理念中的模型是否相匹配。機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計有復(fù)雜和簡單的區(qū)別，但都是立體呈現(xiàn)的，立體的機械設(shè)計有很多個面，假如用二維平面設(shè)計便會增加更多時間，而三維CAD設(shè)計直接將機械零件放在立體空間內(nèi)，減少了單個面設(shè)計之后再拼合的時間，所有的設(shè)計、裝配、修改都是在立體空間內(nèi)直接進行的。例如，高度數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，并不需要對每一個面都進行修改，而將實體模型的高度進行拉伸求差即可。

1.3 在產(chǎn)品質(zhì)量上

三維CAD技術(shù)在二維CAD基礎(chǔ)上發(fā)展并逐漸成為計算機輔助技術(shù)的主要力量，而在三維CAD技術(shù)的設(shè)計下，機械產(chǎn)品質(zhì)量得到了明顯提高。企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量是消費者關(guān)注的熱點，也是為企業(yè)贏得良好聲譽的關(guān)鍵點，三維CAD技術(shù)的參與使機械設(shè)計水平得到了大幅提高，三維CAD技術(shù)在立體空間內(nèi)對建模產(chǎn)品進行實際設(shè)計、裝配，在產(chǎn)品設(shè)計、裝配的過程中出現(xiàn)問題及時解決，直到機械設(shè)計建模達到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求才進行產(chǎn)品生產(chǎn)。這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品殘次品明顯減少，可以說在機械設(shè)計過程中從設(shè)計到生產(chǎn)每一個步驟都是經(jīng)技術(shù)審核通過的，層層的質(zhì)檢才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

2 三維 CAD 技術(shù)在機械設(shè)計中的影響

三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的快速應(yīng)用給予更多人創(chuàng)新的靈感，但是三維CAD技術(shù)并沒有達到技術(shù)頂端水平，其創(chuàng)新型的發(fā)展仍需要后期繼續(xù)開動腦筋、將技術(shù)的創(chuàng)新進行到底。三維CAD技術(shù)是應(yīng)時代的需求產(chǎn)生的，必然在發(fā)展的過程中也要跟上時代的步伐。時代在發(fā)展，目前三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域基本滿足設(shè)計的要求，但不代表一直要用不變的技術(shù)去設(shè)計所有的東西，三維CAD技術(shù)為后來的技術(shù)創(chuàng)新提供了借鑒方案，也為后來的創(chuàng)新指明了方向。三維CAD技術(shù)還有加強設(shè)計人員聯(lián)系的作用，三維CAD技術(shù)的應(yīng)用并非一人之力可以完成的，而是依靠團隊的力量，在團隊共同設(shè)計的過程中為每個設(shè)計人員提供了交流學(xué)習(xí)平臺。除此之外，三維CAD技術(shù)將設(shè)計與生產(chǎn)密切聯(lián)系起來，在設(shè)計中生產(chǎn)在生產(chǎn)中設(shè)計的工作形式，使企業(yè)降低了生產(chǎn)成本并提高了生產(chǎn)效率，使更多企業(yè)愿意將機械設(shè)計軟件應(yīng)用納入企業(yè)中來，從而壯大了機械設(shè)計產(chǎn)業(yè)，促進機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展。

3 三維 CAD 技術(shù)在機械設(shè)計中的發(fā)展趨勢

3.1 規(guī)范化設(shè)計

三維CAD技術(shù)始終跟隨時代的步伐，順應(yīng)時代的趨勢而發(fā)展，未來三維CAD技術(shù)中應(yīng)加入幾何數(shù)據(jù)建模、工程數(shù)據(jù)建模等建模方式實現(xiàn)智能化建模?，F(xiàn)在的三維CAD技術(shù)存在的最大問題就是設(shè)計還缺乏規(guī)范，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式中存在一些誤差，在設(shè)計之初存在誤差問題便會給后期的修改工作加大任務(wù)量。未來三維CAD技術(shù)的發(fā)展將會更加精確，在設(shè)計之初就要定出一份精確的規(guī)范設(shè)計參考圖，參考圖里設(shè)計的數(shù)據(jù)都需要規(guī)范和精確，隨著三維CAD技術(shù)設(shè)計的應(yīng)用，其設(shè)計水平也將會得到進一步的提高。

3.2 智能化設(shè)計

目前的機械設(shè)計人工的參與還是比較多的，隨著科技的發(fā)展，人工智能必將在未來與三維CAD技術(shù)結(jié)合起來，打造機械智能化設(shè)計，在對機械結(jié)構(gòu)進行測量的時候便可以由人工智能傳輸測量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)分配到數(shù)據(jù)模型中去，這樣一來，便解放了人工勞動力。智能化的設(shè)計方案是將人工智能的智能化成果運用到三維CAD技術(shù)中來，企業(yè)之間的競爭是技術(shù)的競爭，作為機械設(shè)計的主力自然也不能掉隊，跟隨智能化的步伐不但能夠?qū)⒃O(shè)計水平提高，還能保證設(shè)計的先進性。除此之外，智能化的設(shè)計更符合人們的需求，也更適合應(yīng)用于人類社會。

3.3 集成化生產(chǎn)和設(shè)計

輔助技術(shù)是三維CAD技術(shù)在工作過程中的有力輔助，三維CAD技術(shù)缺少其他技術(shù)的配合和輔助依然無法完成高效的設(shè)計工作。因此，在三維CAD技術(shù)的發(fā)展過程中必然少不了與其他技術(shù)的聯(lián)系與結(jié)合，其他的技術(shù)能夠彌補三維CAD技術(shù)的短板，為機械設(shè)計工作提供進一步的技術(shù)保障。集成化生產(chǎn)和設(shè)計能夠為機械設(shè)計繪制一個完整的設(shè)計框架，有助于設(shè)計的順利進行。

在科技、經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下，唯有抓住時代發(fā)展趨勢才能跟緊時代發(fā)展的進度，三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計方面確有著不小的優(yōu)勢與發(fā)展空間，但是，并不代表三維CAD技術(shù)的優(yōu)勢在時代發(fā)展過程中能夠一直保持，科技的進步在為三維CAD技術(shù)提供發(fā)展契機的同時也為其提出更高的挑戰(zhàn)，要想迎接挑戰(zhàn)，就要通過不斷優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)造更大的優(yōu)勢。三維CAD技術(shù)在計算機輔助機械設(shè)計中發(fā)揮巨大的作用，但同時也存在著某些不足之處，因此，需要明確三維CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢，克服自身弱點，加強與數(shù)字經(jīng)濟時代的聯(lián)系，從而為三維CAD技術(shù)的發(fā)展開拓更為廣闊的空間。

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