摘要：本文围绕三维CAD从技术优势以及设计应用两个方面探讨了三维CAD技术在机械制造方面的应用，主要包括零部件建模、机械装配展示以及零部件设计检验几个方面的内容，应用三维CAD技术有效地提升了零部件设计质量、缩短了设计周期。
关键词：三维CAD技术；机械设计；应用
把三维CAD技术应用在机械设计中可以使产品变得更加逼真，有效地解决了工程制图与产品设计上出现的质量问题，换句话说现阶段作为一名机械相关的设计人员来讲，能够灵活运用三维CAD技术是他们所应掌握的最基本的一项技能。
1三维CAD技术的概述
三维CAD技术是CAD技术的重要组成部分，是在二维CAD技术基础上发展而来的，有多个项目所组成，包括三维造型、仿真、三维转二维、机构运动分析、三维设计等等，在建模技术领域中具有极高的应用价值[1]。三维CAD技术需要借助技术人员的综合素养才能够将其发挥出最大的功效，因此，设计者要具有丰富的想象力、较强的创新能力，立足于几何图形对形状性能要求的基础上设计出符合人民群众客观需要的图形，促使设计出来的图形能够朝着相对完美的方向发展。此外，在机械设计中应用三维CAD技术可以强化机械产品的仿真度，对工程绘图、产品设计中存在的质量问题进行及时有效的解决，从而提高产品设计的效率和应用的水平。
2三维CAD技术在机械设计中的应用分析
2.1零部件以及装配固件的CAD建模
在机械设计中，利用三维CAD技术构建零部件以及装配固件的数据模型是最为常用的应用方式。三维CAD技术可以实现零部件设计的参数化，避免了传统机械设计中固变量的设计形态，这种参数化的设计过程实现了基于装配环境的动态设计，一旦装配环境有所改变，软件可以相应地进行自动匹配，使得设计人员在适应不同设计环境时更加从容，而不必为尺寸改变而进行大量的重复性工作；其次，在进行零部件建模时可以利用软件将所要设计的零件放置在整体的结构布局中，提升零部件的建模完整性。使得机械设计工作在零部件以及装配固件数据模型动态化的构建，从而保障了设计的一致性要求，有效地提升了自动化设计的可用性。总之，利用三维CAD技术构建零部件以及装配固件的数据模型是常见的机械设计应用。
2.2方案形成中的应用
在机械设计过程中，需要对产品的各个零部件加以组合生成最终的设计方案，这就需要应用CAD软件的编辑功能。设计师根据自身的设计理念生成相应的机械设计方案，通过零部件的优化组合来为其他人员呈现三维机械的立体模型，其中，CAD/CAM软件开发系统可以对平面数据、立体结构等项目开展统一管理，保证机械设计方案顺利进行，并且充分落实在实际的设计活动中。
2.3在机械零部件的装配应用
三维CAD技术在机械零部件装配方面的应用同样是非常重要的。可以通过演示的方式将整个构建的零部件装配过程予以动态的展示，借助于这种动态装配展示，设计人员可以发现零部件在设计过程中的不足以及缺陷，同时也可以将装配过程进行优化设计，提升零部件的整体结构性。与装配相对应的分解过程在三维CAD技术应用中也是常见的，零部件的分解作为装配应用的逆过程，通过技术手段可以将特定零部件周围的其他部件进行隐藏处理，更加直观地观察该零部件在整个构件中的分布结构；这种动态的、兼顾局部和整体的装配应用方式，对于机械设计过程的系统性设计具有重要的意义。
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2.4检验零部件设计问题
从上文论述的零部件数据模型的构建以及装配过程的应用中不难发现，三维CAD技术在机械设计中，检验零部件的设计问题方面同样具有极大的作用。利用三维CAD技术进行零部件检验，通常有两种途径，一方面是利用“资源查找器”进行查找，另一方面可以在装配动态演示过程中予以分析查找。无论是哪一种检验途径都可以精准定位错误零部件所分布的位置，实现自动查找，这种高度智能化、自动化的检验方式对于提升整个机械构建的设计成功率发挥着不可替代的作用。而这是传统的机械设计过程所不具备的优势。除此之外，三维CAD技术结合CAM技术构建起来的设计、制造、装配一体化的生产线对于未来智能机械制造都具有极其重要的意义。
2.5CAE软件的应用
CAE软件以三维CAD技术为基础，可以对机械产品设计方案中的数据加以分析、对比，根据产品的实际应用情况来优化结构设计，最终形成科学性和合理性并存的机械设计方案。由此可见，CAE软件主要应用在机械模型建立之后，对其设计方案的合理性给予评估分析，以便保证设计方案的合理科学，为机械设计活动的顺利进行奠定基础。此外，CAE软件具有数据分析、结构优化、寿命评估、强度设计评价等方面的功能，借助三维CAD技术明确机械产品造型框架爱的基础上，可以运用CAE软件来解决机械产品的材料、刚度、动态特性等方面的问题。
3三维CAD技术的未来发展趋势
3.1智能化
三维CAD技术会朝着智能化的方向发展。随着科学技术研究程度的不断深入，科学创新进程的加快，三维CAD技术会被设计者以编程的形式写入计算机中，有计算机对三维CAD技术进行操控。同时，建立以三维CAD技术为基础的数据管理信息中心，计算机根据各项参数的设置来辨识、判断数据的准确客观，极大程度上增强了三维CAD技术的智能化内涵。
3.2规范化
三维CAD技术会朝着规范化的方向发展。三维CAD技术在功能拓展的基础上，所设计出来的产品更加符合用户的实际需要，能够满足日常生活的客观需求，加强计算系统与生活实际之间的联系，从而构建保障三维CAD技术行业的规范机制。同时，在三维CAD技术的发展中要注重STEP体系的应用，通过两者的结合来解决参数化模型传输问题。
3.3虚拟网络化
三维CAD技术会朝着虚拟网络化的方向发展。三维CAD技术以现代科学技术、计算机网络工具为基础，随着社会进步发展，三维CAD技术也会向网络化的方向变革，在网络环境中的应用领域更是会不断拓展，通过建构机械模型促使设计者了解方案中存在的不足，从而建立相应的设计标准。
结语
综上所述，在信息化的时代背景之下，三维CAD技术得到了进一步的深化发展，并且广泛应用在我国各行各业中，为我国国民经济的稳定发展打下了坚实稳固的基础，因此，在应用重要对三维CAD技术给予关注，通过科学技术的创新投入来不断发展该技术。
参考文献：
[1]冯仁专。三维CAD技术在化工机械设计中的应用[J].化工设计通讯，2017，43（2）：36，48.
[2]李星。CAD/CAM技术在粮食机械设计制造中的应用探讨[J].科技风，2016（1）：50.
论文作者:吕彦朝
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/13
标签：技术论文; 零部件论文; 机械设计论文; 机械论文; 过程论文; 设计方案论文; 软件论文; 《电力设备》2018年第3期论文;