辽宁 沈阳 110000
摘要：机械设计是高级教育中十分热门的一项专业课程。目前，机械设计在日常生活与企业生产中都具有十分广泛的应用。机械设计学习主要是通过理论学习，并将其运用到实践当中去。我国的机械设计绘图技术已经成功从二维向三维转型，三维CAD技术应用过程主要是利用强大的计算机软件及功能进行模型构建、分析处理、定型制造的过程。该技术具有成型快、视觉感强、成本低等优势受到越来越广泛的使用。同时，伴随技术进步，使用中的问题也不断出现。因此，加强三维CAD技术在机械设计应用中的科研工作非常重要。
关键词：三维 CAD 技术；机械设计；应用
引言：
在经济水平突飞猛进的发展下，计算机技术水平也日新月异的成熟了起来。而在应用计算机的若干技术当中，要数三维的 CAD 技术发展势头最为凶猛。一直以来，三维的CAD技术在各种机械设计中大量广泛的应用，使机械工程师们由过去的手工绘图下发和凭借图纸来组织生产的繁琐的生产过程，变成了在计算机上进行设计，用数据文件来发送的简要程序。目前，三维的CAD技术广泛的应用于房屋、桥梁等建筑领域以及汽车、船舶等机械制造领域。为这两大领域均带来了很大的收益，CAD技术的有效应用提高了从绘制图纸到生产施工的工作效率，这种应用不仅将工程师手绘图纸的繁琐性彻底扭转，更将机械设计相关工作中的有效性大大提升。三维CAD技术的应用很大的缩短了产品的试制周期，也因此而将生产成本降到了最低。在机械设计中三维 CAD 技术的有效应用下，制造业也经历了飞速的发展。而三维 CAD 技术的发展水平，也已经成为衡量其国家机械发展水平的重要标志。
1 三维 CAD 技术的相关概念
作为CAD技术的核心所在，三维CAD技术也被称为建模技术，主要由二维技术发展而来，其主要内容包括三维造型、机构运动分析、三维设计、三维转二维以及仿真等。三维CAD技术不仅能将设计人员的想象力及创造力充分发挥出来，符合人们的设计思维，而且还可满足几何图形对形状及性能的要求，使各方面的指标趋于完美状态。此外，将此项技术应用机械设计过程中，可使产品的仿真设计处于最佳的状态，将工程绘图以及产品设计等方面存在的质量问题进行有效解决。由此可知，在当前的社会背景下，机械设计人员为实现工作效率及质量的提高，就应当充分掌握三维CAD技术。
2 机械设计中应用三维 CAD 技术的优势
2.1 提高了产品的质量与技术含量
三维 CAD 设计方法技术优势主要体现在虚拟设计和优化设计两个方面，使 CAD/CIMS 技术与信息技术高度融合，从而提高产品设计的质量。随着企业的数控技术手段的加强，再配合 CAD/CAM/CAPP 技术进行加工，更加确保了机械产品的质量和技术含量。
2.2 缩短了设计周期
在机械设计中，常常会面临复杂的几何造型设计，传统的设计手法总是会花费很多的功夫且不能很好地完成。通过加入三维CAD 技术中的布尔运算，有助于解决这种复杂的设计问题。布尔运算功能是通过重组几何体，系统自动生成截交线与相贯线，从而缩短设计周期，提高工作效率。应用三维 CAD 技术之后，工程人员只需重新设计和制造部分零部件，而且该系统具有高度变型的设计功能，可以实现结构重组，变型成新的产品。
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2.3 实现了机械设计的变量化与数据化
机械设计的变量化与数据化的实现，是产品质量提升的重要原因，缠头的设计技术主要是通过图纸、笔以及尺子等工具绘画图样，一旦需要局部改造，则整张设计图纸都要报废，需要进行重新绘画，因此，每张设计图纸往往是经过多次的重画得到的，这就在很大程度上加大了设计人员的工作量，降低了工作效率。而当下，设计人员可以利用三维CAD 技术进行产品的设计，设计人员只需要在计算机内输入相关的数据，计算机就会自动生成产品的基本模型，若需要对产品的局部进行修改，则设计师只需要对部分数据进行修改，计算机内的设计模型就会自动产生一定的变动，这在很大程度上降低了设计人员的工作强度，提升了设计人员的工作效率，同时增强了产品模型的精确度与质量。
3 三维 CAD 技术在机械设计中的应用
3.1 三维 CAD 技术应用于机械建模进程
既然三维 CAD 技术在机械设计中的应用可以让设计过程更加直观，三维 CAD 技术才被广泛应用于机械设计中。三维 CAD 技术在机械建模进程中的应用主要包括以下内容：一是表面方式，二是框架方式，三是立体方式。三维 CAD 技术中包含机械设计所需要的以下几种图形：一是椭圆形，二是圆形，三是圆柱形。如果在机械设计中需要结构比较复杂的形状，就需要采用布尔运算，把系统内部自带的图形重新排列，结合机械设计的实际需求来展开布尔运算，提高机械设计的效率。比如，机械设计人员在设计央视大楼的过程中，就需要使用三维 CAD 技术，并借助其他画图软件的帮助，对大楼的模型进行构建，为后期大楼的施工奠定基础。
3.2 三维 CAD 技术在方案形成中的应用
随着社会的快速发展，各项科学技术也得到迅猛发展，生产制造业的发展进程也在不断加快，传统的人工机械设计模式已经无法满足机械设计的实际需求，三维 CAD 技术逐渐取代了传统的人工机械设计模式，机械设计从机床向数控机床转变。如今，我国的生产制造业正向着数字化发展。目前，三维 CAD 技术被广泛应用于方案形成中，更好地保证了设计方案的合理性。
3.3 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。
3.4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。
结束语：
三维 CAD 技术在机械制设计中发挥的重要作用，已经大大的推动了我国机械制造产业的发展。在以后的应用中，我们要更加注重三维 CAD 技术在机械设计中的发展，逐步努力通过实现三维 CAD 技术智能化、规范化以及集成化的发展，不断的突破、创新，为我国机械设计业做出更加突出的贡献。
参考文献：
[1] 张立荣. 三维CAD技术在机械设计中的应用[J]. 煤炭技术. 2011(02)
[2] 郭庆林. 三维CAD技术在机械行业设计中的应用[J]. 电子技术与软件工程. 2015(01)
[3] 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)
论文作者:索帅,崔雍雅
论文发表刊物:《防护工程》2017年第21期
论文发表时间:2017/12/22
标签：技术论文; 机械设计论文; 零部件论文; 设计人员论文; 过程论文; 产品论文; 机械论文; 《防护工程》2017年第21期论文;