馬金紅

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

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù)；機械設(shè)計；建模技術(shù)；參數(shù)化

0.前言

設(shè)計者在利用三維CAD技術(shù)在應(yīng)用過程中，能夠通過仿真性設(shè)計與虛擬性設(shè)計，將設(shè)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(shè)計質(zhì)量。在現(xiàn)階段設(shè)計人員設(shè)計過程中，三維CAD技術(shù)是基礎(chǔ)性技術(shù)之一。

1.機械技術(shù)在三維CAD技術(shù)的運用優(yōu)勢

1.1設(shè)計作品更加直觀形象

在完成機械設(shè)計任務(wù)的時候，第一步就是按照實際需求，構(gòu)建一套完整的機械模型。在開始應(yīng)用三維CAD技術(shù)之前，先應(yīng)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(shù)的發(fā)展，三維CAD技術(shù)也越來越成熟，因此各類三維輔助性的設(shè)計軟件也出現(xiàn)在大眾的視野中，這些設(shè)計輔助軟件的出現(xiàn)使得設(shè)計作品可以更加直觀地展現(xiàn)在用戶面前。

機械設(shè)計工作者應(yīng)用三維CAD技術(shù)可以更加便利地檢驗設(shè)計作品是否符合相關(guān)設(shè)計需求，如果作品在設(shè)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(shè)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(shè)計

進行三維設(shè)計工作的時候，設(shè)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(shè)計以及變量化設(shè)計作為設(shè)計工作的重點。從傳統(tǒng)的設(shè)計模式中，如果需要對設(shè)計好的圖紙進行修改，往往需要將整張設(shè)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(shè)計工作而言有很大的影響。為了有效縮短設(shè)計所用的時間，同時也可以對圖紙進行多次修改，保證設(shè)計作品的質(zhì)量，我們可以采用三維CAD技術(shù)完成機械設(shè)計工作。

2.在機械設(shè)計中三維CAD技術(shù)的應(yīng)用

2.1模具的集成制造

由于科學技術(shù)的不斷進步、發(fā)展，制造行業(yè)技術(shù)也得到了明顯的提升，正是因為整個社會都在進步，設(shè)計人員的設(shè)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(shè)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(shù)的應(yīng)用。多樣化模型的應(yīng)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(chǔ)，并在此基礎(chǔ)之上完成數(shù)據(jù)應(yīng)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(shù)已經(jīng)在社會上得到了大眾的認可，目前該技術(shù)在諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。但是三維CAD技術(shù)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(yīng)用，機械產(chǎn)品的設(shè)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(guān)的零件放在機械對應(yīng)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(yīng)用三維CAD技術(shù)形成一個三維立體模型是該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的又一創(chuàng)新，該創(chuàng)新幫助機械設(shè)計人員能夠在實踐中驗證模型是否滿足設(shè)計要求。通過三維CAD軟件中的編輯功能，設(shè)計人員可以對機械進行全真模擬。同時，該軟件的應(yīng)用還可以幫助設(shè)計人員找到機械設(shè)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(yīng)用使得機械設(shè)計工作變得更加簡單，設(shè)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(shè)計人員提出一些行之有效的零件設(shè)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(shè)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(guān)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(gòu)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(shè)計工作者非常重要的一項任務(wù)。只有生產(chǎn)噪音減小了，機械設(shè)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(shè)計環(huán)節(jié)中的應(yīng)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(jié)合了很多數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，同時對各項設(shè)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(shù)應(yīng)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(lǐng)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(shè)計出質(zhì)量更優(yōu)的機械產(chǎn)品，那么一定要充分應(yīng)用三維CAD技術(shù)，并盡可能提升三維CAD軟件的操作技術(shù)。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(shè)計方面，一定要多次驗證。

3.結(jié)語

三維CAD技術(shù)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(shè)計上面也能夠更加直觀。三維CAD技術(shù)能夠進行參數(shù)化與變量化的設(shè)計，在對于零件設(shè)計過程中也能夠?qū)ζ溥M行分析與優(yōu)化設(shè)計。

【參考文獻】

[1]秦聰.三維CAD技術(shù)在機械制圖教學中的應(yīng)用[J].內(nèi)江科技，2015，36（4）：56+66.

[2]徐小軍，唐根順，易聲耀，等.三維CAD軟件在機械類課程中的輔助教學實踐初探[C].圖學教育研究，北京：國防科學技術(shù)大學，2014，19（5）：459-461.

[3]崔松華.CAD/CAM技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用研究[J].考試周刊，2014，68（35）：99-100.

[4]陳駿志，李園，洪策.分析三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技視界，2013（18）：56-56.

[5]李善華.論CAD在機械設(shè)計中的應(yīng)用及機械制造技術(shù)的新發(fā)展[J].絲路視野，2017（9）：152-152.