摘要：机械设计的要求比较高，设计过程中专业性比较强，同时涉及的范围比较广。再加上近几年的社会不断发展和进步，因此在机械设计过程中需要考虑很多的因素，设计要求也在不断提高。而三维CAD 技术应用其中使得设计效果和准确度得到了提高，所以CAD 技术被广泛地应用。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；应用要点
引言：
随着计算机技术的发展和CAD 技术的成熟，三维CAD 技术得到越来越广泛的应用。从之前的线框建模发展到现在的特征建模，三维技术的发展让机械设计的更新和系列产品的设计更加快速。因此，掌握并熟练运用三维CAD 技术是机械设计师所必需有的技术条件。
1 三维CAD 技术的基本内涵
三维CAD 技术即现代模型建构的技术。三维CAD 技术是由二维CAD 技术发展而来，继承了二维CAD 技术的优势，在上个世纪六十年代，三维CAD 技术正式发展起来。在最初阶段，技术人员应用三维CAD 技术建构了线框模型和曲面模型，随着时代的不断发展，三维CAD 技术得到创新，可以建构行为模型、产品集成模型等。
2 三维CAD技术应用在机械设计中的重要价值
首先，三维CAD 技术可以促进新产品的开发。在三维CAD 技术的作用下，机械模型建构将更加便捷，立体感也将更加突出。三维CAD 技术采用了动画的形式，可以对零件造型进行还原，降低零件设计的难度，三维CAD 技术加速了产品创新的进程，开拓了产品开发的空间。以农业为例，农业机械在农业生产中的应用非常广泛，农业机械可以取代人工种植方式，提高农业生产的效率和质量，节约人力资源成本。在对挖掘机进行造型设计时，可以应用三维CAD 技术建构挖掘机的立体模型，调整参数实现挖掘机性能的优化；其次，三维CAD 技术可以提高机械设计水平。农业机械会对农业生产产生重要影响，要对零件安装、零件装配工作进行动态监测，降低机械设计的失误率。三维CAD 技术能够完整展示农业机械图形，优化调整零件的形状位置等，高效完成机械设计；再次，三维CAD 技术可以优化机械设计方法。三维CAD 技术保证了机械设计的科学性，技术人员可以应用CADAM、CADDS 软件等，对农业机械的运动流程进行模拟仿真，并对农业机械进行受力分析和质量检测，确保农业机械质量符合既定要求；最后，三维CAD 技术可以缩减机械设计的周期。在未应用三维CAD 技术之前，需要采用人工设计方式，对农业机械结构进行调整。无论是零部件尺寸设计、还是零部件结构设计等都会对农业机械的实用功能产生重要影响。在应用三维CAD 技术之后，技术人员可以按照产品要求自主匹配零件，确定零件的尺寸大小等，使设计周期大大缩短。
3 三维CAD技术在机械设计中的具体应用
3.1 零件与装配图生产零件实体建模
三维CAD 建模方式主要分为三种类别，分别为线框建模、表面模型以及实体模型。在三维CAD 技术中存在众多能够实现实体建模的CAD 软件的常用基本体系。例如，常用的AutoCAD 的三维实体造型模块中就拥有立方体、球体、圆柱体、环状体等不同体系。针对简单的零部件可以对其进行深入的结构分析，并且利用“交、并、差”布尔等运算方式来获得所需零件的三维实体造型。对于复杂的零件改造过程由于其本体难以全面细致的拆分开来，因此基本的三维CAD 体系难以满足机械三维实体造型的更高要求。然而，可以在二维几何元素构造中定义零件的截面轮廓，进而在三维实体造型中通过拉伸、旋转、缩小、放大等处理来获得新的基本体，并且通过“交、并、差”布尔等运算方式来获取所需零件的三维实体造型。（2）机械设计零部件检查。利用三维CAD 技术可以在装配环境中设计新的零件，还可以通过相邻零件的区域位置来设计出新的零件，方便、快捷、高效，避免了独立设计零件而出现的设计不匹配的情况。三维CAD 技术中资源查找器的零件回放功能还能够再现零件造型的过程，以便更好的对零件进行检验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆三维CAD 技术在进行机械设计的过程中与人的设计思维习惯与设计方式更加匹配，整个设计过程可以在三维模型中完成。
3.2 在机械CAE中的应用
机械CAE 的主要功能在于对机械设计的结构进行优化，并且对机械设计中涉及的数据进行比较，进而确定最优的机械设计方案，并且对机械设计方案进行合理的评估。三维CAD 技术可以被应用在机械CAE 当中，对设计模型结构进行调整，以保证机械设计可以开展。三维CAD 技术可以辅助CAE 开展使用年限预估、工程数据分析、强度设计评价、仿真动力分析、结构优化设计等，对于实现CAE 功能有着一定的积极作用。
3.3 在农业机械设计中的应用
三维CAD 技术在农业机械设计中的应用。三维CAD 技术在农业机械设计中的应用十分普遍。例如，三维CAD 技术已经被普及应用到农用收割机的设计当中。收割机的机械设计主要以分离装置设计为基础，利用三维CAD 技术可以对收割机内部的各项参数进行深入的分析与对比，并且制定合理的收割机机械设计方案，将收割机内部的数据结合在一起，完成数据传递与共享。
3.4 在零件设计中的应用
在实现机械零件实体建模后，就需要生成实体装配图。在这个过程当中，设计者可以通过三维CAD 技术软件的三维编辑功能来完成，根据设计方案将各个独立性的机械部件进行排列组合，尤其是那些复杂零部件在分析其所在坐标及运动位置后，进行合理排列组合，以获得新的部件。而后，利用三维CAD系统中的数据分析，曲面造型、立体构筑等功能进行机械零部件的装配，最终完成实体装配图的生成，从而确保机械设计方案的顺利实施，便于设计方案的进C步行进。
三维CAD 技术在检验零部件设计问题方面也具有很大的作用。利用三维CAD 技术对零部件进行检验，在通常情况下有两种。第C种是通过利用“资源查找器”进行准确地查找，找出有问题的零件，加以调整。另C种是通过装配过程的动态演示，分析数据有偏差的零部件。不论是哪种检验途径都能够精准找出出错误的机械零件所分布的位置，实现自动查找，省去设计师不少精力。这种高度智能化、自动化的查找方式对于提升整个机械构建的成功率发挥着无可替代的作用。而这是传统设计所不具备的优势。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C体化的生产线对于未来只能机械制造都具有极其重要的意义。
4 三维CAD 技术在机械设计中的发展趋势
一是智能化。三维CAD 技术在机械设计运用中的智能化发展主要体现在参数设计与特点造型两个方面。用户在使用三维CAD 技术的过程中可以通过输入零件结构的参数、特征来使得机械设计工作更加快捷。三维CAD 技术将不仅仅局限在机械设计的绘制工作，而是会更加普遍的运用在CAPP、机械设计加工等具体需求上；二是规范化。利用三维CAD 技术在机械设计中的规范化发展趋势主要体现为数据交换格式标准化、数据模型规范化以及CAD 资源规范化等方面。数据模型可以使用STEP 标准体系。就当前三维CAD 技术在机械设计中的应用现状来看，现有的标准接口难以满足CAD 的数据交换、传输需求。参数化特征模型传输处于发展瓶颈时期，在未来的发展过程中三维CAD 技术在机械设计中的应用将朝着更加规范化标准化的方向发展。
5 结语
计算机技术的应用正随着世界经济的快速发展而被广泛运用，尤其是与机械行业完美融合，更是实现了机械设计的实际优化及可持续发展。由当前的运用现状，我们无法忽视三维CAD 技术的良好发展前景。在这个高度信息时代，只有充分发挥三维CAD 技术的真正作用，并与机械设计合理融合，才能促进企业的长久性发展。
参考文献：
[1]牛辰，张贵林.三维CAD技术在机械设计中的实践运用探讨[J].南方农机，2018，49（16）
[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）
[3]徐尧.关于机械设计中三维CAD技术的应用分析[J].技术与市场，2019，26（01）
论文作者:梁少锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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