陈楷彬
汕头市瑞祥模具有限公司
摘要：近年来，随着我国经济的快速发展和计算机信息技术的快速进步，现代化的机械设计和制造手段与过去相比都有了很大地进步，如何借力现代化信息技术手段来助推机械工业取得进一步发展，成为了世界范围内的一个关键问题。三维CAD技术就是在这种背景下被开发出并不断取得应用发展。
关键词：三维CAD技术；机械设计；机械零部件
引言
现代科技水平的快速发展极大地推动了机械制造行业的飞速发展，三维CAD技术的应用正是一项重要的科技时代产物。三维CAD技术能显著促进新的技术产品的开发以及质量的提升，优化机械零部件的生产装配流程，提升机械产品的设计效率，提高机械设计的科学性。本文通过阐述三维CAD技术的内涵，研究该技术在机械设计中的应用价值，并探讨当前的三维CAD技术的应用，以便在机械设计中更广泛的发展与应用三维CAD技术。
1三维ＣＡＤ技术概述
三维技术又称建模技术，其不但是ＣＡＤ技术的核心环节，更是机械制造的中心环节。三维技术是一种把实质性物体与属性转变为计算机能够识别的、详细精确的三维几何模型的方法，是由二维设计逐渐演变而形成的。三维ＣＡＤ技术能够通过灵活运用图像技术来实现对预想事物的具象化，进而将设计者的想象力与创造性充分地表现出来。此外，三维ＣＡＤ技术还能在最大程度上切合设计者对各类几何图形形状及功能的需要，提高产品设计的标准性与精准度。除此之外，三维ＣＡＤ技术还能实现将机械设计转变为现实的可能，实现各个部件间的最佳配置，进而发挥组合间的最优状态，最终完成机械设计的制造过程。由此看来，三维ＣＡＤ技术能够当之无愧的被称为是机械设计方面的飞跃式进展。三维CAD技术就是指在三维环境下进行产品设计，最终生成的设计方案可以以三维模型的方式进行展示。三维CAD技术经过多年的发展，目前已经逐步完善，国内外广泛使用的商品化系统包括UGNX、CATIA、ProE/creo、Solidworks等，而从这些三维设计平台的版本更迭不难看出，目前三维CAD技术已经日趋成熟，并且具备了强大的设计、编辑和仿真验证等功能。我国的机械制造业也广泛采用了三维CAD技术，例如概念设计、机械结构设计、机械优化设计、修改原有设计方案等，这些环节都可以借助三维CAD技术来实现，不仅缩短了机械产品的研制周期，还节省了人力和物力等方面的成本，具有显著的效益。
2三维CAD技术在机械设计中的应用价值
2.1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。同时，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。
2.2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。
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2.3提升机械产品的设计效率
产品零部件的设计不仅要考虑产品的整体构架，还要注意各个方面参数的设计，考虑到产品的实际尺寸与结构对实际功能的运用产生的影响，三维CAD技术的应用实现产品零部件的自主选取与匹配，同时符合设计要求，零部件尺寸大小也经过严谨科学地计算，有利于缩短产品设计周期，提升机械产品的设计效率。
2.4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。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。
3机械设计中三维CAD技术的应用
3.1机械建模
基于讨论可以了解到，三维CAD技术的一定优势在于其拥有直观的空间感以及仿真效果，因此，该技术被广泛应用于机械设计建模工作中，主要包括线框建模、曲面建模以及实体建模。建模过程中，设计人员还需要利用椭圆、圆柱、球体、立方体等图形模式，对产品零部件进行分解与整合设计工作，出现相对复杂的结构设计情况，可应用布尔运算模式加以具体计算，分别分析产品结构中的图形，对其进行不断的重新组合与排列，已达到最佳的设计效果，最大限度提高产品性能。再利用三维CAD技术整理分析资料，制作相应的机械产品装配图，以保证产品质量符合设计要求。
3.2设计检验
三维CAD技术采用三维动画技术，在机械产品设计完成后，以动画形式展示整体设计效果，帮助设计人员检验产品是否正常运作，是否符合设计要求。三维CAD技术可以保证清晰地演示机械零部件的使用情况，并通过资源检索器，提高机械产品零部件的适配度。若设计中出现某一零部件位置不合适，或者与产品不适配，设计人员可以及时做出修改，利用三维CAD软件对其不断调整，设计不同结构的产品零件模型，进行多次的适配，达到最高的适配度，降低因单个零部件出错导致整体产品设计失败的概率。三维CAD技术通过直观地展示设计效果，有利于对机械产品的质量进行检验，从而缩短产品的实际设计周期。
3.3装配图的形成
设计人员在完成对机械产品的实体构造工作，设计检验工作后，利用三维CAD技术完成对产品系统运作资料的分析工作，记录完备的零部件运动指标，利用三维CAD软件的装配功能，进行三维编辑操作，制作相应的产品装配图示，进一步完成机械制作产品实体装配图，利用三维CAD技术可以实现产品设计稿与产品实际成品达成高度一致性，提高机械产品的设计效率
结语
伴随社会的进步与发展，机械智能化趋势越来越显著，三维ＣＡＤ技术逐渐成为了机械设计领域未来发展的主流方向，进而也就对其提出了更高的要求。然而，ＣＡＤ系统还存在着发展不完善、相关人员对其掌握不熟练等问题，在无形之中提升了ＣＡＤ技术的应用难度。对此，设计者应当致力于提升对新技术的掌握程度，提高个人职业能力，将ＣＡＤ技术应用于机械设计当中，加快我国现代化发展的步伐。综上所述，在机械设计中，三维CAD技术的应用极大地缩短了机械产品设计周期，优化设计制作过程，完善机械产品结构，实现对其性能的逐步提升，为机械设计行业发展提供可靠的基础支持。当前，在机械设计中三维CAD技术的实际应用仍存在不足，需要进一步的改进与优化，行业应形成合力，沟通协作，共同努力，不断加强实践，提高三维CAD技术的实际应用水平，推动机械设计行业的进一步发展。
参考文献
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[3]张龙列，王彦婷，熊彦昭，等．三维ＣＡＤ技术在机械设计中的应用[J]．数码设计，２０１７，６（９）：９９～１００．
论文作者:陈楷彬
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/27
标签：技术论文; 机械设计论文; 产品论文; 机械论文; 产品设计论文; 零部件论文; 建模论文; 《中国西部科技》2019年第23期论文;