摘要：CAD技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在机械制造领域影响深远的一项应用技术。三维CAD技术在机械制造中的应用，极大地促进了产品设计方法和生产模式的深刻变化。不但能够有效提高产品的设计水准、缩减研制新产品所需的周期，而且还能够在很大程度上促进我国科学技术的进步与工业领域的发展。文章通过分析三维CAD技术对机械设计的影响，举例说明三维CAD技术在机械设计中的应用，来对其在机械设计中的应用进行探究。
关键词：CAD技术；机械设计；应用
一、三维CAD技术简介及发展趋势
一般而言，CAD是计算机辅助设计的简称，是先进制造技术的重要组成部分。三维CAD技术是在其基础上发展起来的更加深入更加高效的计算机辅助设计技术。其在机械制造行业中的应用，极大地促进了产品设计方法和生产模式的转变。
通过当前机械设计行业的发展来看，三维CAD技术在未来的趋势主要有三个方向，分别是规范化、智能化、虚拟化。A、规范化是指对三维CAD技术的应用进行各个节点上标准接口统一确定，以使各个厂家都遵从同一标准，使全社会机械产品的生产制造达到同步对接；B、智能化是指在设计过程中，融入更多智能因素，结合人工AI的技术支持，让更多的机械产品能够实现人机融合的效果；C、虚拟化是指通过设计，使与机械产品设计、生产、制造、维护、保养等各个环节上相关的问题，都能够提前进行模拟验证，以提高使用性能。
二、三维CAD技术在机械设计中的应用价值
1、提高产品设计技术含量。传统设计技术多为二维平面设计，需要设计师拥有丰富的空间想象能力，而且繁重的计算工作加剧设计师的工作量，降低工作效率，且设计工作缺乏一定的科学性。三维技术的引入，使得设计人员建构模型更加专业、快捷，并且提高了产品设计技术含量，三维CAD技术通过增加三维立体感，形象地还原零部件的造型，设计难度得到降低。该技术利用计算机解决繁琐的计算、验算工作，减轻了设计人员的工作负担，有利于设计人员集中精力与时间进行新产品的开发，以及对原有产品的创新工作。
2、优化机械零部件的生产装配流程。利用三维CAD技术，专业产品设计师不仅可以严格把控机械产品设计的外观与性能，还可以改善机械设计产品的实际操作检验部分。设计人员利用三维模型模拟生产装配流程，及时发现设计不合理的地方，不断优化产品设计，确保机械产品质量的同时，提高生产装配流程的科学性。
3、设计周期缩短。三维CAD技术能够帮助设计者依据相似部件的形状及功能，重新设计出适合机械产品的新部件。当设计者需要重新设计机械产品时，仅需构建出核心的部位，而剩余部位的部件就可以直接从数据库中调取样本，并利用三维CAD技术的高度变形功能，构造出新的机械产品，极大地节约了设计者的宝贵时间，有效提高了机械产品设计的效率。
4、提高了机械设计的科学性。三维CAD技术的应用关键在于使得产品设计参数化，通过建模设计人员更为直观观察到产品设计的效果，并且零部件信息的改变效果也能被清晰地展示出来，这是以往设计方法所不具备的优势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆三维设计技术完整呈现产品各个零部件之间的关系，部分的改变如何影响整体，立体化模式可以帮助不断优化调整零部件的位置与大小，提升机械产品的设计科学性。
三、三维CAD技术在机械设计中的应用
1、在机械建模中的应用
三维CAD技术的应用，可以使设计过程更加透明、更加逼真，基于这一优势，这一技术已经被广泛使用到机械设计的建模环节当中，三维CAD建模，可以划分为线框、表面和实体。在具体的设计过程中，通常还需要圆柱、立方体、球体等多种图形模式，在遇到结构相对复杂的情况时，再加以“交、并、差”布尔运算进行具体计算，来实现所需零件的三维实体造型。
2、优化机械零件及仿真模拟
在传统的机械零部件的设计中，一般都是根据理论计算或者经验对零部件的结构、强度及规格进行设计的，往往在实际的使用工况下有较大差别，导致反复设计及制作样品确认，浪费开发时间。三维CAD软件可以进行机械零部件在实际工况中的仿真和模拟，检验所设计的零部件是否能够达到使用要求，避免因此产生的不必要材料浪费及生产成本损失。
3、在三维CAD中融入机械CAE软件的应用
机械CAE最重要的性能在于机构设计的计算机辅助工程中的应用，通过对相关数据信息进行比较分析，确定设计方案，对程序的重要性进行正确的评价。在三维CAD中融入机械CAE软件应用，通过加入计算机辅助工程的应用，具有调整设计模型的作用，能够有效地促进后续设计和生产连接的稳定秩序，具体的作用包括机械产品的评价、对数据信息的分析、产品的质量和使用强度的评价、建立模拟系统、机械产品结构设计的完备。也就是说，在计算机辅助工程中，可以使用三维CAD技术，促进这个系统内的各功能的充分发挥。
4、在家电产品设计中的应用
当前，我国家电行业已经广泛采用了三维CAD技术，随着家电结构功能的日益提升，为满足国民快速的更新迭代的产品需求，三维CAD技术也被广泛运用到了设计过程中。比如，热水器的设计，结合三维CAD技术，对其功能、具体技术要求进行分析，同时考虑机械结构本身的制造要求，在此框架内制定设计方案，建立设计数据库，实现信息共享，为设计与生产工作提供参考。
结语
综上所述，在当今时代下，CAD技术在社会发展中的作用十分重要，其广泛应用可以使机械设计工作获得更快速、更良好的发展，也能够促成机械产品的全面分析。CAD技术的参数化和数据化应用可以机械设计和制造领域带来重大的变革。它不仅可以提高机械设计水平，还可以在缩短产品开发周期和降低成本都发挥重要作用。所以，在未来的设计工作中，提高机械设计的研究和探索，保障其在机械设计工作中得到更全面的应用，可以深入促进机械设计行业的全面发展。在科技、信息高速发展时代下，不断开创新方式和新思路来提升设计水平，为机械制造行业发展打下坚实基础。
参考文献：
[1]周娜.三维CAD技术在植物油加工厂和油库管道设计中的应用[J].现代食品，2018（14）：159-161
[2]刘果玲.机械设计中三维CAD技术的应用与发展[J].内燃机与配件，2018（09）：223-224
论文作者:黄茂林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/30
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