摘 要：由于社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)也隨之發(fā)展起來(lái)。在這個(gè)信息時(shí)代的社會(huì)下，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)始逐漸進(jìn)入到人們的生活、工作、學(xué)習(xí)中來(lái)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛使用不僅有效降低了人們的體力消耗量，同時(shí)也緩解了人們的腦力消耗。文章對(duì)三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)技術(shù)；機(jī)械CAD軟件；車輛機(jī)械設(shè)計(jì)

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，人們生活水平得到了有效的提升，計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入到人們的生活中來(lái)，同時(shí)也促進(jìn)了三維CAD技術(shù)的今后發(fā)展。三維CAD技術(shù)不僅可以應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，同時(shí)也涉及到建筑行業(yè)和醫(yī)療等多方面，但是在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。因此下面將進(jìn)一步闡述三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用以及發(fā)展的方向。

一、三維CAD技術(shù)的概念

CAD技術(shù)中最重要的組成部分就是三維CAD技術(shù)。三維CAD技術(shù)主要是以三維模型作為模板，經(jīng)歷多年的研發(fā)才逐漸演變成現(xiàn)在的三維CAD技術(shù)。在進(jìn)行三維CAD技術(shù)研發(fā)的過(guò)程中，只要將三維結(jié)構(gòu)進(jìn)合理地設(shè)計(jì)，那么在設(shè)計(jì)二維模型時(shí)，就提供了便利。三維CAD技術(shù)也叫做建模技術(shù)，三維CAD技術(shù)的功能包含在五個(gè)方面：第一，對(duì)三維造型進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)；第二，三維仿真功能；第三，具備圖樣檔案統(tǒng)一收集和管理的功能；第四，可以將三維模型轉(zhuǎn)換為二維模型的功能；第五，對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行充分分析的功能。為了保證三維CAD技術(shù)應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中，使其功能得到充分的發(fā)揮，就需要滿足兩方面的需求：第一，幾何圖形的性能需求；第二，幾何圖形的烈性需求。三維CAD技術(shù)不僅可以滿足設(shè)計(jì)師的想象力得到充分的發(fā)揮，同時(shí)也能激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感。三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅可以使產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)和仿真設(shè)計(jì)呈現(xiàn)最理想的狀態(tài)，同時(shí)也能有效地保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的整體效果以及工程制圖的整體效果。通過(guò)上文所述，使得我們充分地了解到三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中扮演著重要的角色。

二、三維CAD技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響

（一）打造信息化的制造過(guò)程

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)師可以借助信息處理技術(shù)來(lái)使機(jī)械設(shè)計(jì)具有數(shù)字化功能，同時(shí)借助三維CAD技術(shù)使得機(jī)械設(shè)計(jì)具有動(dòng)態(tài)防震功能和虛擬組裝功能。換句話說(shuō)，在產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)之前，就根據(jù)不同的問(wèn)題找出相應(yīng)的解決對(duì)策，這樣不但有效地提升了機(jī)械設(shè)計(jì)的整體水平和效果，同時(shí)也大大降低了設(shè)計(jì)上的時(shí)間成本。現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)計(jì)具備制圖功能，同時(shí)還具備四種現(xiàn)代化的功能：第一，虛擬制造功能；第二，智能化設(shè)計(jì)功能；第三，三維建模功能；第四，CAD/CAE/CAM集成功能。由于具備這四種功能，使得現(xiàn)在的機(jī)械設(shè)計(jì)呈現(xiàn)了設(shè)計(jì)與生產(chǎn)一體化發(fā)展趨勢(shì)。

（二） 營(yíng)造創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)氛圍

與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)理念進(jìn)行比較，在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維CAD技術(shù)，運(yùn)用新的技術(shù)理念和新型的設(shè)計(jì)體系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新，創(chuàng)新后的機(jī)械設(shè)計(jì)不僅可以實(shí)現(xiàn)利用多種機(jī)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)架對(duì)比，同時(shí)也能借助新型的設(shè)計(jì)來(lái)激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作靈感，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)師可以設(shè)計(jì)出與時(shí)俱進(jìn)的優(yōu)秀產(chǎn)品。

三、三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）設(shè)計(jì)方案建模過(guò)程中的應(yīng)用

三維CAD技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)就是可以更直觀、更立體地將設(shè)計(jì)理念進(jìn)行表達(dá)，因此三維CAD技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中。三維CAD技術(shù)在進(jìn)行建模時(shí)，主要的建模方法有三種：第一種為框架建模法；第二種為表面建模法；第三種為立體建模法。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)方案選擇不同的建模方法。如果制作的是一些簡(jiǎn)單圖形時(shí)，例如正方形、長(zhǎng)方形、梯形等，可以利用三維CAD技術(shù)進(jìn)行制作。如果繪制的是一些復(fù)雜的圖形時(shí)，三維CAD技術(shù)可以利用布爾運(yùn)算，將系統(tǒng)中具備的圖形進(jìn)行重新排列，遵循設(shè)計(jì)要求，并通過(guò)精細(xì)的計(jì)算，最終繪制出人們想要的圖形，進(jìn)而確保能夠順利完成建模。

（二）機(jī)械CAE軟件的應(yīng)用

機(jī)械CAE軟件最重要的性能不僅是對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)也對(duì)設(shè)計(jì)圖稿中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析和比較，進(jìn)而保證該方案具備一定的科學(xué)性和合理性。機(jī)械CAE軟件同時(shí)也能對(duì)設(shè)計(jì)方案的合理性進(jìn)行判斷，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)方案的可實(shí)施性。在機(jī)械CAE軟件中融入三維CAD技術(shù)，只能在建模之后才能充分發(fā)揮它的作用，再借助機(jī)械CAE軟件對(duì)設(shè)計(jì)中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)方案成功執(zhí)行。

（三） 車輛機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

三維CAD技術(shù)可以融入到車輛機(jī)械設(shè)計(jì)中來(lái)，例如在對(duì)農(nóng)用收割機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以從收割機(jī)的軸流釘齒脫粒分離設(shè)備作為整個(gè)設(shè)計(jì)的始點(diǎn)，借助Motion works系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，并利用數(shù)控加工模塊Cam works對(duì)收割機(jī)的軸流釘齒脫粒分離設(shè)備實(shí)現(xiàn)三維系統(tǒng)的處理，借助三維CAD技術(shù)對(duì)收割機(jī)的軸流釘齒脫粒分離設(shè)備進(jìn)行合理的分配，通過(guò)對(duì)分配的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而將總設(shè)計(jì)方案成功地完成。

（四）檢驗(yàn)機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品中各個(gè)零部件的組裝過(guò)程進(jìn)行檢查時(shí)，可以借助三維CAD技術(shù)中的數(shù)據(jù)播放功能對(duì)機(jī)械產(chǎn)品中各個(gè)零部件的組裝過(guò)程進(jìn)行播放，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的目的。與此同時(shí)，在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品中各個(gè)零部件的組裝過(guò)程進(jìn)行檢查時(shí)，也可以借助三維CAD技術(shù)中的數(shù)據(jù)查找功能，使得對(duì)機(jī)械中不符合機(jī)械要求的個(gè)別零部件進(jìn)行調(diào)整，以提升整個(gè)機(jī)械中零部件之間的默契度和配合度，進(jìn)而減少由于零部件存在的問(wèn)題而導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械不能正常運(yùn)作。在對(duì)機(jī)械零部件設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)用三維CAD技術(shù)，不僅可以有效地確保整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)也有效地減少了機(jī)械零部件設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)的時(shí)間成本。

（五）在機(jī)械設(shè)計(jì)方案形成中的應(yīng)用

當(dāng)機(jī)械中的各個(gè)零部件設(shè)計(jì)完畢之后，需要將制作完成的零部件進(jìn)行重新組裝，并借助科學(xué)的手段進(jìn)行排列組合，進(jìn)而構(gòu)建成一個(gè)優(yōu)質(zhì)的機(jī)械設(shè)計(jì)方案。因?yàn)槿SCAD技術(shù)中含有數(shù)據(jù)采編的能力，因此在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師需要將原始的設(shè)計(jì)方案重新排列組合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一個(gè)單獨(dú)的部件。若個(gè)別的零部件過(guò)于繁瑣，那么在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師需要借助維CAD技術(shù)中具備的旋轉(zhuǎn)功能來(lái)獲得需要的新型部件，進(jìn)而設(shè)計(jì)出一個(gè)比較科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。這個(gè)設(shè)計(jì)方案不僅可以提高整個(gè)工程的工作效率，同時(shí)也能保證整個(gè)工程的工作質(zhì)量。在對(duì)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還不能忽略CAD/CAM軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用功能，CAD/CAM軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)主要借助四種方式來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方案進(jìn)行管理：第一，平面設(shè)計(jì)；第二，數(shù)據(jù)分析；第三，曲面造型；第四，立體構(gòu)筑。借助這四種方式不僅可以有效地保證機(jī)械設(shè)計(jì)方案的成功完成，同時(shí)也能保證機(jī)械設(shè)計(jì)方案順利執(zhí)行。

四、三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

（一） 提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)含量

在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維CAD技術(shù)，不僅可以提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)也可以有效地提升機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量。其中包含四個(gè)方面：第一，產(chǎn)品性能的優(yōu)化；第二，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)；第三，可以對(duì)產(chǎn)品的有限元受力進(jìn)行充分分析；第四，具備運(yùn)動(dòng)方針。在現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)中除加入信息技術(shù)以外，再加入一些三維CAD技術(shù)，這樣可以有效地促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品的今后發(fā)展。

（二） 促進(jìn)零件的裝配更加方便與直觀

隨著三維CAD技術(shù)的發(fā)展前景越來(lái)越好，設(shè)計(jì)師在對(duì)機(jī)械部件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，也應(yīng)用了三維CAD技術(shù)，不僅可以完成設(shè)計(jì)時(shí)期的模擬裝配工作，同時(shí)也可以完成設(shè)計(jì)時(shí)期的模擬運(yùn)轉(zhuǎn)工作，進(jìn)而使得設(shè)計(jì)方案更符合實(shí)際需要。

（三）減少機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間，提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率

在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維CAD技術(shù)的主要原因不只是三維CAD技術(shù)可以完成參數(shù)化設(shè)計(jì)，同時(shí)也可以完成變量化設(shè)計(jì)。不只是傳統(tǒng)的CAD技術(shù)不能完成參數(shù)化設(shè)計(jì)以外，就連二維CAD技術(shù)也不能完成參數(shù)化設(shè)計(jì)。但是三維CAD技術(shù)不僅含有參數(shù)化設(shè)計(jì)模板，同時(shí)還含有變量化設(shè)計(jì)模板，因此機(jī)械中的各個(gè)零件可以根據(jù)實(shí)際的尺寸要求進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到理想的狀態(tài)。除以之外，當(dāng)機(jī)械中的各個(gè)零件的大小出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，機(jī)械中的其他構(gòu)造也會(huì)發(fā)生改變。機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維CAD技術(shù)不僅可以減少機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間，同時(shí)也提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率。

五、結(jié)語(yǔ)

由于三維CAD技術(shù)具備三種特性：第一種為直觀性；第二種為安全性；第三種為立體性。因此三維CAD技術(shù)被各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，尤其被廣泛地應(yīng)用在機(jī)械的制造產(chǎn)業(yè)中。它不僅可以在設(shè)計(jì)方案建模過(guò)程中進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)也能在機(jī)械CAE軟件和車輛機(jī)械設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用。雖然三維CAD技術(shù)仍然存在著各種各樣的問(wèn)題，但是我相信，隨著科技發(fā)展越來(lái)越好，三維CAD技術(shù)也會(huì)越來(lái)越完善，它可以給我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)未來(lái)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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