馬金紅

摘 要：在完成機械設計任務的時候，我們最早是應用了三維CAD技術來完成這項工作，但是，隨著科學技術的發(fā)展，機械設計方面能夠應用的技術也越來越多。經(jīng)過長期的發(fā)展，三維CAD技術開始在機械設計中大放異彩，很多關鍵的地方需要依靠三維CAD技術來攻破。本文主要是從三維CAD技術的概念出發(fā)，分析在今后機械設計發(fā)展的過程中，三維CAD技術有哪些是其他技術無法取代的優(yōu)勢，并分析三維CAD技術今后會向哪個方向發(fā)展。

關鍵詞：三維CAD技術；機械設計；建模技術；參數(shù)化

0.前言

設計者在利用三維CAD技術在應用過程中，能夠通過仿真性設計與虛擬性設計，將設計效果達到最佳，有效解決產(chǎn)品在繪制過程中所存在的問題，提高產(chǎn)品設計質(zhì)量。在現(xiàn)階段設計人員設計過程中，三維CAD技術是基礎性技術之一。

1.機械技術在三維CAD技術的運用優(yōu)勢

1.1設計作品更加直觀形象

在完成機械設計任務的時候，第一步就是按照實際需求，構建一套完整的機械模型。在開始應用三維CAD技術之前，先應用正投影的方式把模型的二維圖像繪制出來，之后再將二維圖像塑造成立體的三維模型。由于科學技術的發(fā)展，三維CAD技術也越來越成熟，因此各類三維輔助性的設計軟件也出現(xiàn)在大眾的視野中，這些設計輔助軟件的出現(xiàn)使得設計作品可以更加直觀地展現(xiàn)在用戶面前。

機械設計工作者應用三維CAD技術可以更加便利地檢驗設計作品是否符合相關設計需求，如果作品在設計的過程中存在問題，人們也能在第一時間發(fā)現(xiàn)，并且利用專業(yè)途徑對該漏洞進行改進，使設計出來的作品質(zhì)量更高，且性能更佳。

1.2實現(xiàn)參數(shù)化和變量化設計

進行三維設計工作的時候，設計工作人員必須要緊緊圍繞著思維觀念開展工作，同時要將參數(shù)設計以及變量化設計作為設計工作的重點。從傳統(tǒng)的設計模式中，如果需要對設計好的圖紙進行修改，往往需要將整張設計圖紙作廢重畫。這樣不僅要重新測量各零件的數(shù)據(jù)，加大了工作量，同時也增加了出錯的幾率，對于設計工作而言有很大的影響。為了有效縮短設計所用的時間，同時也可以對圖紙進行多次修改，保證設計作品的質(zhì)量，我們可以采用三維CAD技術完成機械設計工作。

2.在機械設計中三維CAD技術的應用

2.1模具的集成制造

由于科學技術的不斷進步、發(fā)展，制造行業(yè)技術也得到了明顯的提升，正是因為整個社會都在進步，設計人員的設計工作也必須要跟上時代的腳步。以傳統(tǒng)機床的制造作為切入點，將傳統(tǒng)機床朝數(shù)控機床的方向發(fā)展，使數(shù)字化和計算機成為制造業(yè)中心，只有滿足數(shù)字化、智能化要求的機械設備才是符合新時代發(fā)展的機械。

目前，能夠真正代表制造業(yè)已經(jīng)朝著現(xiàn)代化方向發(fā)展的標志主要表現(xiàn)在兩個方面，首先是數(shù)字化模具的使用，其次是激光快速成型技術的應用。多樣化模型的應用能夠保障軟件在開發(fā)的過程能夠更加符合實際情況的要求，模具的使用大多數(shù)情況下都是以數(shù)據(jù)庫作用基礎，并在此基礎之上完成數(shù)據(jù)應用以及數(shù)據(jù)管理的工作。

迄今為止模具CAD/CAM的激光快速成型技術已經(jīng)在社會上得到了大眾的認可，目前該技術在諸多領域中得到廣泛應用。但是三維CAD技術因為難以與仿真模型融合，所以在發(fā)展的過程中遇到了一些問題，因此我們可以將三維繪圖以及數(shù)控加工等幾項功能融合起來集中到一個軟件中。通過工程數(shù)據(jù)的應用，機械產(chǎn)品的設計必然能夠得到進一步的改進，機械生產(chǎn)的效率也能得到明顯提升。

2.2裝配圖的實體生成和零件的實體建模

生成實體裝配圖。完成了零件建模工作之后，將有關的零件放在機械對應的位置之上，然后嘗試運行機械，并對機械運行過程中出現(xiàn)的各類數(shù)據(jù)記錄下來并進行分析。同時根據(jù)不同零件的型號進行多次重復的操作，保證零件能夠在實際的運行環(huán)境中發(fā)揮作用，并且機械運行的各項指標得到了優(yōu)化。

零件的實體三維建模。從目前來看CAD是最常用的而一種建模手段，其建模的方式分為三種：1、表面建模；2、實體建模；3、線框模型。應用三維CAD技術形成一個三維立體模型是該技術應用領域的又一創(chuàng)新，該創(chuàng)新幫助機械設計人員能夠在實踐中驗證模型是否滿足設計要求。通過三維CAD軟件中的編輯功能，設計人員可以對機械進行全真模擬。同時，該軟件的應用還可以幫助設計人員找到機械設計過程中隱藏的問題，并且借助零件模擬運行的方式找到解決問題的方案。三維CAD軟件的應用使得機械設計工作變得更加簡單，設計的過程更加直觀。通過三維CAD軟件，機械中各部分零件被做成模型，并在計算機強大的計算能力幫助下，給設計人員提出一些行之有效的零件設計改進意見。

2.3對機械生產(chǎn)中的噪聲實現(xiàn)合理的控制

與其他類型的行業(yè)相比較，建設性的行業(yè)往往伴隨著一些噪音的問題出現(xiàn)，這些問題會對普通居民的生活帶來嚴重的困擾。根據(jù)這些問題有關研究數(shù)據(jù)顯示，機械和液壓泵工作的時候會發(fā)出大量噪聲，但是通過優(yōu)化機械構造可以幫助機械減少工作中發(fā)出的噪音，使機械在生產(chǎn)的過程中更加安靜。

在進行生產(chǎn)的過程中，如果產(chǎn)生的噪聲影響過大，那么會對周邊的人們帶來極為不利的影響。如果長期生活在噪聲如此大的環(huán)境當中，人們的健康會受到極大的威脅，所以減少噪聲帶來的影響是機械設計工作者非常重要的一項任務。只有生產(chǎn)噪音減小了，機械設備的生產(chǎn)才能擴大規(guī)模，產(chǎn)品的生產(chǎn)速度才能得到提升，制造業(yè)的發(fā)展才能有更廣闊的空間。

2.4 CAD軟件在機械產(chǎn)品設計環(huán)節(jié)中的應用

從目前的情況來看，中國的CAD系統(tǒng)在發(fā)展的過程中結合了很多數(shù)據(jù)分析的結果，同時對各項設計也進行了優(yōu)化。所以，現(xiàn)在制造出來的機械類產(chǎn)品是三維CAD技術應用之后，各類信息依然需要進行二次處理。只有這樣才能確保系統(tǒng)能夠得到全面提升，我國在機械領域的發(fā)展才能得到充分體現(xiàn)。目前的工作情況看來，如果工作人員要設計出質(zhì)量更優(yōu)的機械產(chǎn)品，那么一定要充分應用三維CAD技術，并盡可能提升三維CAD軟件的操作技術。對于企業(yè)的發(fā)展而言，如果產(chǎn)品的質(zhì)量得到保障，那么工作人員在操作機械的時候安全性也有了保證。從客戶的角度來看，機械類產(chǎn)品安全性才是最重要的考慮因素，因此在安全性設計方面，一定要多次驗證。

3.結語

三維CAD技術在不斷發(fā)展過程中，已經(jīng)經(jīng)歷了較長時間，現(xiàn)階段已經(jīng)基本較為完善，在產(chǎn)品設計上面也能夠更加直觀。三維CAD技術能夠進行參數(shù)化與變量化的設計，在對于零件設計過程中也能夠?qū)ζ溥M行分析與優(yōu)化設計。

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