鄭美英

（遼寧工程職業(yè)學(xué)院，遼寧 鐵嶺 112000）

機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)具有較高的專業(yè)性，且涉及范圍廣、設(shè)計(jì)要求高的知識(shí)學(xué)科。近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與科學(xué)技術(shù)快速進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)工作開展中所需要進(jìn)行設(shè)計(jì)考慮的因素也越來越多，其設(shè)計(jì)要求也不斷提高。其中，三維CAD 技術(shù)作為機(jī)械設(shè)計(jì)中最早應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，其在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，不僅有效的促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)質(zhì)量與效果的快速提升，而且取得了較為廣泛的應(yīng)用，對機(jī)械設(shè)計(jì)的快速發(fā)展起到了十分積極的推動(dòng)作用。下文將通過對三維CAD 技術(shù)及其特點(diǎn)分析，結(jié)合三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢，對機(jī)械設(shè)計(jì)中三維CAD 技術(shù)的具體應(yīng)用與完善策略進(jìn)行研究，以供參考。

1 三維CAD技術(shù)的概念與特點(diǎn)分析

當(dāng)前，三維CAD 技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)具備較為完善的技術(shù)條件和體系。三維CAD 技術(shù)也被稱為是建模技術(shù)，它是以三維模型作為基礎(chǔ)，在長期不斷的發(fā)展與完善基礎(chǔ)上，逐漸形成現(xiàn)有的三維CAD 技術(shù)體系。通常情況下，三維CAD 技術(shù)的主要內(nèi)容包含仿真以及圖樣檔案管理、三維造型與三維設(shè)計(jì)、三維與二維的轉(zhuǎn)換、機(jī)構(gòu)運(yùn)行分析等，而一個(gè)相對完善的三維CAD 技術(shù)體系，其在幾何圖形及性能層面均有著較高的要求，并且只有在較高的要求與完善的技術(shù)體系支持下，才能夠?qū)θSCAD 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用鐘的各項(xiàng)需求滿足進(jìn)行支持，同時(shí)確保三維CAD 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用鐘的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化的狀態(tài)。三維CAD 技術(shù)在具體實(shí)踐鐘進(jìn)行應(yīng)用，不僅能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力與想象力得到充分發(fā)揮，而且能夠使設(shè)計(jì)者的思維模式與整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行有效融合，在虛擬性設(shè)計(jì)與仿真性設(shè)計(jì)的有效結(jié)合下，促進(jìn)設(shè)計(jì)效果的最優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，對機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品繪制鐘存在的問題進(jìn)行有效解決，從而不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)的產(chǎn)品繪制質(zhì)量和效果。此外，三維CAD 技術(shù)也是當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的一項(xiàng)最為基礎(chǔ)性技術(shù)。

2 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

對機(jī)械設(shè)計(jì)中三維CAD 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)及其技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

（1）能夠使機(jī)械設(shè)計(jì)的作品更加直觀和形象，不斷提升機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果。機(jī)械設(shè)計(jì)工作開展中，是以實(shí)現(xiàn)立體性的模型構(gòu)建為主要目的。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的，是通過正投影方式來實(shí)現(xiàn)二維方法繪制效果的三維模型轉(zhuǎn)換。但是，隨著三維CAD 技術(shù)的不斷發(fā)展與逐步完善，采用計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)進(jìn)行三維輔助性設(shè)計(jì)也成為現(xiàn)實(shí)。三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，也能夠促進(jìn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的更加直觀和形象的展現(xiàn)。即設(shè)計(jì)人員采用三維CAD 技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品的仿真性與虛擬性設(shè)計(jì)后，也能夠利用三維CAD 技術(shù)對設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行更加直觀和形象的檢驗(yàn)，從而對設(shè)計(jì)作品中存在的問題和不足及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中利用專業(yè)軟件對其進(jìn)行模擬行調(diào)節(jié)與完善，最終促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果得到提升。

（2）三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用，還能夠滿足其參數(shù)化與變量化的設(shè)計(jì)需求，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)水平不斷提升。三維設(shè)計(jì)開展中，是以參數(shù)化設(shè)計(jì)和變量化設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)開展的基本思想和觀念。其中，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙修改時(shí)，是通過對整個(gè)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行重新繪制實(shí)現(xiàn)的，而對設(shè)計(jì)圖紙中的幾何元素均是利用標(biāo)準(zhǔn)型尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定。值得注意的是，一般情況下的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)開展中，均是由設(shè)計(jì)人員通過多次設(shè)計(jì)與修改完善，來實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)完整性保障，同時(shí)促進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果的提升，這樣一來進(jìn)行設(shè)計(jì)開展所需的時(shí)間以及經(jīng)濟(jì)成本均比較高。而隨著二維CAD 設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，由于其本身已經(jīng)具備相應(yīng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)性能，但是對裝配環(huán)境的參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)難度相對較高，對設(shè)計(jì)應(yīng)用以及設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果的提升存在著一定的不利影響。三維CAD 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用，能夠通過其本身的參數(shù)化與變量化功能模塊，對機(jī)械設(shè)計(jì)中有關(guān)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的尺寸信息進(jìn)行自動(dòng)修改，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)裝配環(huán)境的針對性轉(zhuǎn)變，從而有效減少設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中的工作數(shù)量，減少其設(shè)計(jì)修改所需的時(shí)間，促進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率的有效提升。

3 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

結(jié)合上述對三維CAD 技術(shù)及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢分析，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)的具體工作內(nèi)容，對三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行簡要分析。

（1）機(jī)械模具的集成制造中對三維CAD 技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造行業(yè)中有關(guān)作業(yè)開展的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與各項(xiàng)制造技術(shù)的不斷提升，現(xiàn)階段，制造行業(yè)中有關(guān)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作開展也逐漸向模具設(shè)計(jì)與制造的方向領(lǐng)域轉(zhuǎn)變，以通過對工業(yè)生產(chǎn)中所需的模具構(gòu)件的合理設(shè)計(jì)和制造，將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，從而促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)計(jì)與制造水平及其作業(yè)開展的質(zhì)量和效率提升，為工業(yè)化生產(chǎn)與發(fā)展提供更加充分的支持。值得注意的是，隨著機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展中，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)工作開展的模具化轉(zhuǎn)變和發(fā)展，使得傳統(tǒng)的機(jī)床制造行業(yè)發(fā)展也逐漸向著數(shù)控機(jī)床方向轉(zhuǎn)變，而數(shù)字化和信息化漸漸成為當(dāng)前我國制造行業(yè)發(fā)展的核心趨勢。其中，制造行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展中，模具和激光快速成型技術(shù)是其重要的技術(shù)形式，通過進(jìn)行多樣化的模型構(gòu)件與分析應(yīng)用，為機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的統(tǒng)一開展提供了良好的技術(shù)條件和軟件系統(tǒng)支持。因此，對機(jī)械設(shè)計(jì)來講，三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的典型應(yīng)用，即表現(xiàn)為對模具的設(shè)計(jì)與集成制造上。

（2）機(jī)械設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行裝配圖的實(shí)體生成以及零件實(shí)體建模時(shí)，也有對三維CAD 技術(shù)的應(yīng)用。其中，在機(jī)械設(shè)計(jì)的裝配圖實(shí)體生成環(huán)節(jié)，完成零件的實(shí)體建模與分析后，要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)中機(jī)器向針對性位置上面的運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要在機(jī)械運(yùn)行設(shè)計(jì)與控制中對相應(yīng)的針對性數(shù)據(jù)資料進(jìn)行合理分析和應(yīng)用，即根據(jù)不同零件的型號及其加工操作的具體要求，對其安裝操作進(jìn)行合理設(shè)置。而三維CAD 技術(shù)中的三維編輯功能在機(jī)械設(shè)計(jì)的裝配圖實(shí)體生成環(huán)節(jié)，就具有較好的適用性，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的裝配圖實(shí)體生成工作需求。而在機(jī)械設(shè)計(jì)的零件實(shí)體建模分析環(huán)節(jié)，采用三維CAD 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中，其最為常見的建模分析方式主要包含實(shí)體建模、線框建模和表面建模三種。由于三維CAD 技術(shù)軟件系統(tǒng)中包含有較多的建模分析體系，比如，采用三維CAD 技術(shù)進(jìn)行實(shí)體建模分析中，其基本性體系就包含球體、圓柱體、立方體、環(huán)狀體、錐形體、圓錐體等。此外，采用三維CAD 技術(shù)軟件系統(tǒng)中所包含結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的零件實(shí)體建模與分析應(yīng)用，不僅具有較為突出的便捷性，而且通過對機(jī)械零部件進(jìn)行多個(gè)基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)劃分，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械零件的實(shí)體建模與分析，具有較好的應(yīng)用效果。

總之，采用三維CAD 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中，由于機(jī)械設(shè)計(jì)的類型與內(nèi)容較為多樣，為滿足其設(shè)計(jì)要求，需要結(jié)合不同的應(yīng)用情況，根據(jù)其機(jī)械設(shè)計(jì)的具體要求，對三維CAD 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行合理的增加或減少，以促進(jìn)其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的專業(yè)性和適用性增強(qiáng)，從而提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。此外，三維CAD 技術(shù)系統(tǒng)的工作運(yùn)行與操作運(yùn)用難度相對較小，需要有關(guān)工作人員在對其技術(shù)系統(tǒng)的整體熟悉和準(zhǔn)確掌握基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對軟件系統(tǒng)及其具體設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)信息與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確把握，并結(jié)合自身的機(jī)械設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，對機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果進(jìn)行保證。

4 機(jī)械設(shè)計(jì)中三維CAD技術(shù)的應(yīng)用策略

結(jié)合上述對三維CAD 技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)勢的分析，根據(jù)三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，為促進(jìn)該技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，應(yīng)注意從以下幾個(gè)方面，對其具體設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行準(zhǔn)確把握。

首先，為促進(jìn)三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的進(jìn)一步發(fā)展和快速發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)對三維CAD技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行不斷改進(jìn)和優(yōu)化。三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展時(shí)間相對較長，并且由于其具備較為突出的操作便捷、功能豐富、可控性較強(qiáng)、學(xué)習(xí)應(yīng)用相對簡單等特征優(yōu)勢，在實(shí)際應(yīng)用中十分受歡迎。但是，需要注意的是，由于三維CAD 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用，在面臨一些較為特殊的設(shè)計(jì)情況，也會(huì)存在一定的問題和不足，對其在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐中的推廣應(yīng)用存在一定的不利影響。針對這種情況，就需要加強(qiáng)三維CAD 技術(shù)的不斷研究與創(chuàng)新，在促進(jìn)三維CAD 技術(shù)及其軟件系統(tǒng)的不斷優(yōu)化與改進(jìn)完善基礎(chǔ)上，使其在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域取得更好的應(yīng)用和發(fā)展。

其次，為促進(jìn)三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用，還應(yīng)加強(qiáng)對三維CAD 技術(shù)應(yīng)用的控制和管理。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各行業(yè)領(lǐng)域建設(shè)中對自動(dòng)化建設(shè)的需求也越來越突出，同時(shí)對三維CAD 等技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展也提出了更高的要求。在這種情況下，只有通過對三維CAD 技術(shù)程序的不斷開發(fā)與研究，才能夠促進(jìn)其在具體實(shí)踐中的更加廣泛應(yīng)用，從而通過技術(shù)革新推動(dòng)有關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。需要注意的是，在機(jī)械設(shè)計(jì)與工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中，對三維CAD 技術(shù)的不斷創(chuàng)新與研究應(yīng)用，一方面，應(yīng)加強(qiáng)對新技術(shù)與新方法的引進(jìn)應(yīng)用，即要求有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐人員能夠結(jié)合其生產(chǎn)開展的具體情況與技術(shù)條件，對其生產(chǎn)領(lǐng)域中對新型技術(shù)與生產(chǎn)手段的運(yùn)用進(jìn)行準(zhǔn)確把握和及時(shí)反饋，并通過對技術(shù)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)，來促進(jìn)其技術(shù)研究與創(chuàng)新推進(jìn)，從而更好的適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展中的各項(xiàng)技術(shù)需求，推動(dòng)三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)及有關(guān)領(lǐng)域的更好應(yīng)用。

最后，為促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)中對三維CAD 技術(shù)的有效應(yīng)用和發(fā)展，還應(yīng)對機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展方向進(jìn)行明確。穩(wěn)定的技術(shù)因素是促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)及有關(guān)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，為對技術(shù)的穩(wěn)定性把握，則需要相應(yīng)的技術(shù)形式有效匹配，同時(shí)對人為操作失誤在技術(shù)應(yīng)用中的不利影響進(jìn)行合理控制。對于機(jī)械設(shè)計(jì)來講，為促進(jìn)三維CAD 技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用和發(fā)展，就需要不斷提升三維CAD 技術(shù)的抗干擾能力，從而為機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化發(fā)展提供良好的技術(shù)支持。而信息化時(shí)代，對三維CAD 技術(shù)的抗干擾能力提升，則需要通過不斷強(qiáng)化三維CAD 技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的有效融合運(yùn)用，并將三維CAD 技術(shù)作為其技術(shù)研究與發(fā)展的重點(diǎn)，在對人工智能等現(xiàn)代化技術(shù)手段的合理引進(jìn)和應(yīng)用基礎(chǔ)上，對三維CAD 技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展中的不足進(jìn)行有效彌補(bǔ)。

5 結(jié)語

總之，對機(jī)械設(shè)計(jì)中三維CAD 技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，有利于促三維CAD 技術(shù)在應(yīng)用優(yōu)勢在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中充分發(fā)揮，從而不斷完善與提升機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果，滿足新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)發(fā)展環(huán)境下機(jī)械設(shè)計(jì)的更高要求，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，具有十分積極的作用和意義。