摘要：CAD是ComputerAidedDesign的缩写，含义是计算机辅助设计，是设计的一个类型。三维CAD技术是一项使用计算机与图形设备来进行三维设计的技术，经常被应用于机械设计中。应用这项技术，可以通过计算机来完成复杂的工作，从而分析出最符合要求且可实施性最高的方案，还可以绘制出可以直接使用的图纸。CAD技术可以减少大量人工的操作，所以可以减少设计所需的时间也可以降低整体的支出。因此，这项技术的应用对于机械设计来说有着重要的作用，并且使设计领域因此而有了更广阔的发展空间。
关键词：三维CAD技术；机械设计；应用
前言
三维CAD技术是现代工程技术的重要成果，在需要设计的诸多领域中都发挥出了比较良好的效果。因为这项技术对传统的设计模式产生了巨大的应用，并且创造出了十分可观的效益，所以对设计方面都有着不可估量的价值。该技术在上世纪六十年代才被提出并实现，所以仍然有着很大的开发空间，相信随着技术的精进，设计也必然会随之而不断革新。
1.简述三维CAD技术的相关概念
三维CAD技术是计算机辅助设计中的主要内容，也是目前比较常见的一种使用方式，将其使用到设计工作中，可以帮助完成一些比较复杂的立体结构的设计。该技术一般会先建立3D模型，再将其作为模版来进行设计，最终得到一个比较完整的成品。利用计算机，可以很方便地将3D的模型转换成平面的图纸，所以省略了中间的一些复杂流程，使工作变得更加容易完成。如果技术达到了较高的水平，就可以满足设计的要求，得到的成品也会有更高的质量，使其具有较高的价值。正确地使用技术，设计人员可以将所有的创意都添加到模型中，并且不会受到各种因素的限制，从而满足设计对创新的要求。常规设计中绘图质量较差、内容经常存在缺陷等问题都得到了很好的解决，所以不会再出现图纸无法被使用的情况。因此，在现代机械设计工作中，使用三维CAD技术已经成为了主流的方法，并且取得了很好的效果。在当前社会中，是否会使用该技术已经逐渐成为了衡量人才的一个标准。
2.在机械设计中三维CAD技术的应用优势分析
2.1有效完成机械产品参数设计工作
通常来讲，设计的最终成果必须要以图纸的形式完成，因此必须具有较高的绘制技艺才能完成这项工作。在设计过程中，一般会先构建出草图，并对其进行多次重制与修改，因此整个过程是比较复杂的，并且需要花费很长的时间。在设计的最后，还需要将草图绘制成图纸，虽然这项工作看似简单，但很多时候图纸中都会存在一些问题，所以通过会进行多次绘制。因此，由于这些比较十分繁琐的过程，导致设计周期一般都比较长，成果中也容易包含一些缺陷。但是使用三维CAD技术，可以对3D模型直接进行修改，并对其进行设计，不需要反复对草图进行重制，最后还可以使用软件的功能将模型转化成图纸，节省了很多时间。因此，该技术优化了设计工作的整个流程，使图纸不会由于绘制中的疏忽而出现参数的错误，并且可以将设计的周期缩短，
2.2机械产品设计拥有较强直观特性
在传统的机械设计中，会将所有的参数都标准在图纸当中，如果按照图纸进行制造，也可以保证最终的成品质量。但是这种平面的设计方法，很难将产品的立体结构表现出来，所以设计的效果很难进行展示，导致一些十分优秀的成品很难得到他人的重视。但是CAD技术可以将设计的成果以3D模型的形式进行展示，这样可以比较直观地体现设计的成品效果，也更加容易被使用到制造工作中。除此之外，设计者也可以通过观看3D模型来找出设计中存在的瑕疵，并对其进行修改，不容易忽略其中存在的细节。因此使用了该技术不仅对设计工作产生了积极的影响，也让制造行业因此而受益。
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2.3实现机械产品零部件优化设计工作
在对机械产品的零部件进行设计时，容易由于一些参数的错误导致部件无法达到实际的要求，在使用过程中十分容易出现损坏的现象。如果在设计时，可以使用三维CAD技术就可以避免这种问题出现，因为该技术可以通过系统来对设计进行测试。具体的过程是，现将零部件的相应参数输入到系统中，系统可以模拟出受力、震动、碰撞等多种环境，并分析零部件在这些环境中是否会出现问题。在测试中，如果发现零部件无法达到要求时，系统会对其参数进行分析并自动优化。因此，通过该技术可以让零部件具有更高的可靠性，并且省去了对参数进行计算、分析与优化的过程，进而提高了效率，减少了不必要的成本支出。
3.在机械设计中合理应用三维CAD技术
3.1应用于建模进程
通过对技术表现的观察，可以发现三维CAD技术能更加直观地展现出设计的效果，因此在建模进程中使用可以获得很好的效果。因为该技术中包含对各种复杂图形的识别与编辑功能，所以不需要考虑这些限制的因素，可以在设计中添加更多种类的图形元素，并且根据自己的要求对其进行使用，使设计具有更高的自主性。当设计中需要添加一些复杂的结构时，可以通过布尔运算，来对系统中已有的一些结构进行排列组合，从而构建出需要的结构，省略了其中一些复杂的环节，让建模可以更快地进行。另外该技术还可以对一些比较常用的复杂结构进行自动编辑，并且将一些设计成品存储到系统中，方便日后的使用。
3.2应用于方案形成进程
该行业对制图的要求很高，CAD技术则可以满足这些要求，不仅由于通过该技术获得的图纸中通过不会存在错误，并且可以将其直接应用到数控机床的生产中。当前制造行业在逐渐向数字化发展，所以需要控制好各项技术的使用，确保产品不会存在任何问题。在设计工作基本完成后，一般会需要将其中的零部件先制造出来，对其进行安装与测试，并将结果作为优化设计的参考。但是使用CAD技术就可以简化该流程，可以通过计算机来完成这些测试工作。因此，该技术可以推动方案的形成，并且能对其进行优化。
3.3应用机械CAE软件
该软件主要的功能是将设计中的一些结构进行优化，从而提高机械产品的质量以及各项功能参数。该软件通过分析并对比方案中的参数，从而得出更加合理的方案，并对其进行反复的评估，从而确保其具有较高的可实施性。在软件中使用三维CAD技术，可以对设计的结构进行编辑，并进行上述的这些分析环节，从而得到得到符合制造要求的三维模型。该软件中综合了仿真动力学、工程学等多个学科的专业性设计思维，使其获得结果更加具有科学性，也可以为设计者提供更多参考。通常来讲，CAE软件可以对产品的使用年限、结构强度进行评估，并给多个优化方案，设计者可以根据需要来选择。因此，该软件为了实现对模型结构的分析，相对依赖CAD技术，这样才能做到对机械设计产品的刚度、质量、寿命等各项特性的分析，并最终得出对各项问题的解决方案。
4.结语
机械设计是机械工程的一部分，是机械制造的前提，是根据具体要求对机械进行构思与设计，并最终构成制造方案的过程。三维CAD技术的应用使整个设计过程都有了巨大的变化，并且其中包含着巨大的价值。因为该技术是使用计算机来辅助完成设计工作，所以很多复杂且比较困难的计算与分析工作都可以在短时间内被完成，并且可以对多个方案进行对比筛选，从中选出最优的一个。因此，该技术对于设计领域有着重要的作用，也必然会致使设计模式的革新。相信随着该技术的不断发展，可以设计被进一步优化。
参考文献：
[1]雎黎.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].中国机械,2014(5):41-42.
[2]范盈圻.三维CAD技术在机械设计中的应用[J]，科技资讯，2015（18）：26-27.
论文作者:林景祥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/19
标签：技术论文; 图纸论文; 机械设计论文; 工作论文; 对其论文; 结构论文; 模型论文; 《基层建设》2019年第13期论文;