机械设计中三维CAD技术的应用分析

机械设计中三维CAD技术的应用分析

陈利江1钟杰2

1身份证号码：33068219860520xxxx；2身份证号码：33068219880413xxxx

摘要：随着科技的发展，计算机的功能也越加深入生产生活，简化便捷了人们的生产活动。在机械设计领域，CAD即计算机辅助设计的应用推动了机械设计新的发展。而三维CAD技术是计算机辅助设计更深层次的技术，不断为现代机械设计提供强有力的技术支持。本文从三维CAD技术的概况，机械设计中三维CAD技术应用的优势和三维CAD技术在机械设计中的具体应用进行了分析。

关键词：三维CAD技术；机械设计；应用

近年来，随着我国经济的不断发展，我国的机械制造业也得到了迅猛的发展，人们对机械设计的要求也在不断提高，在机械设计中，采用传统的设计方法已经很难满足人们的需求，运用三维CAD技术，可以有效的提高机械设计的质量，对不同设计方案也可以实现精确对比，大大缩短了机械设计的周期，表现出很大的优势，已经成为了机械设计中的关键技术。

1.三维CAD技术的优势

1.1提高机械设计的效率

三维CAD技术也叫建模技术，是从二维技术的基础上发展而来的。与二维设计相比，可以更真实和准确的描述结构，大大提高设计质量和效果。将CAD技术运用到机械设计中，具有多个方面的优势，其中最显著的优势就是可以有效提高机械设计的效率。CAD软件图像具有非常大的计算量，使用软件计算代替人工计算，可以有效的提高计算效率，并且具有更高的准确性。因此，使用CAD技术进行机械设计，可以有效缩短设计时间，提高设计效果。在制图过程中，只需要通过自动求积模块的功能就可以快速的计算复杂的计算过程，从而快速制图。

1.2保证机械的设计质量

在机械设计中合理的应用三维CAD技术，还能够保证机械设计的至来年个，实现机械设计的精确制图。在机械设计中，对设计的精确度要求非常高。但是机械功能多样，结构比较复杂，通过手动制图非常困难，并且精确度得不到保证。而通过CAD技术进行制图，可以充分利用其强大的计算功能，精确的绘制出机械产品中的曲线等。可以组建有限元分析的原始数据，从而对几何形状进行更加优化的设计[1]。通过三维GAD技术的使用，可以得到机械设计的三维效果图，将机械产品的设计图更直观和形象的展示出来，有效提高了机械设计的质量。

2.三维CAD技术在机械设计中的实际应用

2.1三维CAD技术在设计方案建模中的应用

三维CAD技术可以设计出机械设计的三维效果，将机械产品的设计图形象生动的展示出来，因此，在机械产品设计方案的建模过程中得到了广泛的应用。在实际设计方案建模过程中，通过骨架模块设计的应用可以有效提高设计效果，将设计的权限区分开，从而使整个设计过程更加协同。在应用骨架设计模块的基础上，需要准确的确定设计模板的参数，完成了参数的设计之后，就要使用对应的方式设计一个三维形体的结构。导入CAD分析软件，就可以快速的设计出一个机械设计方案建模。采用CAD技术进行方案建模主要有三种方式，分别为表面方式、立体方式和框架方式[2]。在实际的建模过程中，即使是比较复杂的结构，也可以根据人们的需求对不同的图形图案进行排列组合，构建出三维图案，完成方案建模。

2.2三维CAD技术在设计方案形成中的应用

在机械产品设计方案的形成过程中，首先需要将机械的基本零件等完成，然后将这些零部件进行重新的加工组合，最终完成设计方案。在这个过程中，也可以充分利用三维CAD技术中的编辑功能，实现对各种独立零部件的重新组合和排列。采用CAD系统软件，可以将设计的零部件直观、形象的演示出来，还可以充分利用系统中的资源查找器，对不合适的零部件进行修改，让零部件可以适应机械产品模型的构建，这样不同的机械零部件之间的适配准确性会不断提高，不会出现零部件与整体不符的情况。对于比较复杂的零部件，可以通过CAD技术中的旋转、翻转等方式进行重新排列，最终得到新的部件，完成机械产品设计方案的形成。在设计方案形成过程中，充分利用三维CAD技术，可以充分利用CAD/CAM软件开发系统，将曲面造型、平面设计和立体架构等来完成设计方案，对数据也可以应用统一的管理和应用。

2.3机械CAE软件的应用

机械CAE软件是一种可以优化结构设计的软件，同时还可以对设计方案中的数据进行分析和对比，不断完善设计方案，最终得到最合理的设计方案，同时还可以实现对设计方案合理性的评估。建立好机械产品的模型之后，可以充分利用CAE软件进行设计分析。在处理数据时，只要保证原始数据的准确性，对前期得到的数据进行核实，保证每一个数据的准确度，将准确的数据输入到CAD软件中，就可以转化成为具体的坐标，从而快速完成数据的处理[3]。

2.4三维CAD技术在机械设计中的应用趋势

目前，在机械设计中，三维CAD技术已经得到了广泛的应用，并且CAD技术也正朝着智能化、规范化和集成化的方向发展。不仅实现了机械设计的数字化，还可以建立产品的虚拟仿真建模组合，通过建模组织可以将机械设计过程中遇到的问题提前检验出来，并及时进行调整解决。三维CAD技术本身就是在计算机软件、硬件、网络、数据库等基础上发展起来的，其并不是一种独立的技术。将三维CAD技术和管理信息系统、计算机辅助制造和制造资源管理等系统集成，因此，在未来的应用中，其集成度会越来越高。从目前的情况来看，在信息技术不断发展的背景下，CAD技术已经实现了CAM/CAD的集成，因此，在未来的发展过程中，CAD技术必定会朝着集成化的方向发展[4]。另外，今后，CAD技术会将工程数据模型和几何数据作为系统开发的依据，数据模型本身就具有规划化的特点，因此，在CAD技术的未来发展过程中，也必定会朝着规范化的方向发展。

3.结语

在机械设计中应用三维CAD技术，表现出巨大的设计优势，可以得到直观、立体的三维模型，大大提升设计质量，实现了快速设计，同时提高了设计的准确性，可以满足现阶段机械产品对精度的高要求。在机械设计方案建模中、设计方案形成中，CAD技术都得到了广泛的应用，使整个设计过程操作简单，提高了设计效率，减少了工作量，同时可以将设计结果直观的输出，大大提高了机械设计质量。

参考文献：

[1]邢艳秋.浅谈三维CAD技术在机械设计中的应用[J].中国科技信息，2013，2（13）：102-103.

[2]何小强.浅谈三维CAD技术及在机械设计中的应用[J].中国机械，2014，3（6）：158-159.