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摘要：CAD技术是一种先进的计算机应用技术，在机械设计中得到广泛的应用。随着现阶段我国科技水平的不断提高，机械设计的方法也在不断发生变化，应用技术逐渐成熟。本文就机械设计中三维CAD技术的应用进行分析。
关键词：机械设计；三维CAD技术
随着我国社会经济的不断发展与进步，我国计算机技术在各个领域中都得到了广泛的应用，我国现阶段已迈入信息化时代，基于此背景下三维CAD技术得到了快速发展。根据相关调查研究显示，三维CAD技术在建筑领域及机械设计领域中都得到了广泛应用，对传统人工设计图纸方式发生了根本的转变，使工作效率得到明显的提高[1]。CAD技术不仅是一种手绘艺术，明确来说是一种机械制造工艺，随着CAD技术的不断发展与完善，在机械设计中应用三维CAD技术也大大提高了我国的机械设计水平，对我国机械制造行业的发展具有重要的意义。
一、三维CAD技术的概念分析
三维CAD技术是在三维模型的基础上发展起来的，部分研究人员将其称为建模技术，三维CAD技术主要包括三维造型、机构运行、三维设计、图样档案管理、三维转二维等五方面内容。在三维CAD技术对性能与几何图形的要求都较为严格，这也是保障满足指标需求的重要基础，确保结构设计达到最佳状态[2]。在三维CAD技术技术的应用过程中，设计者可以充分发挥自身的创造力与想象力，设计者的思维模式与设计环境达到一致，通过虚拟技术和仿真技术，达到最佳的设计效果，解决产品绘制的相关问题，使产品的设计质量得到明显的提升。目前，设计人员在设计中，三维CAD技术是设计的一种基础技术。
二、机械设计在三维CAD技术的应用
（一）模具集成制造
制造业在发展中其科技水平不断提高，设计人员在制造设计中渐渐向模具转变，传统机床制造业开始向数控机床的方向发展，制造业发展的核心是计算机技术与数字化技术，真正实现制造业现代化的发展，而模具和激光速成技术是制造业现代化发展的重要基础。其中多样化的模具模型，促进了软件开发系统的构建，以数据库作为系统开发的核心，通过数据来实现机械设计的应用与管理。
（二）零件实体三维建模
通过CAD技术建立三维模型，主要是通过表面建模、线框建模和实体建模这三种建模方式，由于CAD软件中涵盖的体系较多，在三维建模中，其基本体系有立方体、圆柱体、圆锥体、环状体、球体、锥形体等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆系统结构更加便捷化，通过建立三维模型可以将零件划分成多个基础结构，从而实现零件的实体建模。
（三）装配图实体生成
在零件实体建模实现后，机器的运转需要向针对性位置发展，在运行过程中，数据需要对针对性数据资料进行应用，根据不同的零件型号进行安装，在这一环节中主要是体现出三维CAD技术的三维编辑功能[3]。及其在运动过程中的参数进行设置，在针对位置中生成装配图实体，从而使传统的生产模式发生转变，实现先成型，后生产的生产模式。
（四）CAE技术的应用
CAE技术是建立在三维CAD技术的基础上所发展起来的，主要是在建立三维CAD模型后，对机械设计的结构、材料、刚强度、动态特征、合理性等问题进行处理和分析。其主要的功能特征包括工程数据分析、运动学仿真、强度设计与结构设计优化等，以及对及其的使用寿命进行预估。
三、三维CAD技术在机械设计中的应用优势
（一）设计作品直观形象
机械设计过程中，建立体性模型是一种理想的设计状态，传统的模型建立方式是在利用正投影将二维绘制效果向三维模型进行转变，而三维CAD技术在机械设计中的应用，可以通过是三维CAD软件进行辅助设计，在实际应用过程中，使设计的作品更加直观形象的体现出[4]。设计人员利用CAD技术结合自身的设计经验，对设计作品进行检验，从而快速发现设计作品中存在的问题，在机械设计过程中还可以通过专业软件来付模拟效果进行调节，从而保证了设计作品的质量，提高机械设计的工作效率。
（二）有助于实现设计的参数化与变量化
在机械设计中应用三维CAD技术，主要的思想即是实现变量化设计与参数化设计。但在传统机械设计中，如需修改设计图纸，则意味着整个设计图纸都要进行重新绘制，通过标准尺寸对几何元素进行确定，在机械作品的设计中，如需确保设计质量及设计的完整性，设计人员需要对设计图纸经过多次修改，因此机械设计工作浪费了大量时间和经济成本。在二维设计中，就已经实现了机械设计的参数化性能，但参数化设计在原有的装配环境中仍存在一定的困难[5]。三维CAD技术在机械设计中的应用，本身具有变量化和参数化的功能，根据相关尺寸信息可以自行修改，通过设计结构对装配环境实现针对性的转变，从而减少设计人员在机械设计中的设计数量和修改时间，从根本上提高机械设计的效率和质量。
（三）设计作品的规范性
在机械设计过程中，三维CAD技术的应用，可以通过工程数据与几何数据进行标准化设计，这也是机械设计中应用三维CAD技术的主要原因。三维CAD技术的规范化设计，主要体现在资源规划、数据交换及数据模型建立这三个方面，通过精确的数据信息建立标准化模型，从而促进机械设计的规范化和标准化，提高机械设计作品的质量。
结语：
三维CAD技术经过长时间的发展，在实践过程中不断的创新与完善，在产品设计中可以将作品直观形象的展现出来。通过三维CAD技术的变量化和参数化设计，可以实现零件设计的有限元分析，从而对设计作品及设计方案进行不断优化。文章从三个方面对机械设计中三维CAD技术的应用进行简单的分析与探讨，首先对三维CAD技术的概念进行阐述，其次对三维CAD技术在机械设计中的应用及应用优势这两个方面进行分析，为机械设计工作中对三维CAD技术的应用提供参考与借鉴。
参考文献：
[1]陈骏志,李园,洪策. 分析三维CAD技术在机械设计中的应用[J]. 科技视界,2013,18:56+63.
[2]史越. 三维CAD技术在机械设计中的应用探究[J]. 电子测试,2013,23:26-27.
[3]黄磊,柴睿,黄乾欢. 三维CAD技术在机械设备设计中的应用[J]. 中国科技信息,2014,07:232-233.
[4]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,2014,06:97-99.
[5]杨华,肖洁. 三维CAD技术在农业机械设计中的应用[J]. 贵州农机化,2012,02:18-20.
论文作者:董豪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年2月上
论文发表时间:2017/6/9
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