【摘?要】隨著我國經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，科學技術(shù)的不斷進步，機械工程的發(fā)展也取得了卓越的成績。尤其是計算機技術(shù)在機械設(shè)計中的推廣應(yīng)用，極大程度上推動了機械工程的改革進程，為機械設(shè)計提供了非常大的便利。本文根據(jù)筆者多年的研究經(jīng)驗，針對計算機三維CAD技術(shù)在機植設(shè)計中的意義、應(yīng)用以及仍存在的問題展開詳細的論述。

【關(guān)鍵詞】三維CAD技術(shù);機械設(shè)計;應(yīng)用;發(fā)展

三維CAD技術(shù)作為現(xiàn)代科學技術(shù)的重要表現(xiàn)形式，在化工、電子、紡織、機械、建筑等行業(yè)中具有極為廣泛的應(yīng)用，其中機械設(shè)計行業(yè)中的應(yīng)用比例最大。對此，筆者以三維CAD技術(shù)為主要研究內(nèi)容，對其在機械設(shè)計中的應(yīng)用進行簡要分析與著重探討。

1三維CAD技術(shù)的概述

三維CAD技術(shù)是CAD技術(shù)的重要組成部分，是在二維CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，有多個項目所組成，包括三維造型、仿真、三維轉(zhuǎn)二維、機構(gòu)運動分析、三維設(shè)計等等，在建模技術(shù)領(lǐng)域中具有極高的應(yīng)用價值"。三維CAD技術(shù)需要借助技術(shù)人員的綜合素養(yǎng)才能夠?qū)⑵浒l(fā)揮出最大的功效，因此，設(shè)計者要具有豐富的想象力、較強的創(chuàng)新能力，立足于幾何圖形對形狀性能要求的基礎(chǔ)上設(shè)計出符合人民群眾客觀需要的圖形，促使設(shè)計出來的圖形能夠朝著相對完美的方向發(fā)展。此外，在機械設(shè)計中應(yīng)用三維CAD技術(shù)可以強化機械產(chǎn)品的仿真度，對工程繪圖、產(chǎn)品設(shè)計中存在的質(zhì)量問題進行及時有效的解決，從而提高產(chǎn)品設(shè)計的效率和應(yīng)用的水平。因此，在現(xiàn)代化的社會背景下，設(shè)計者要加強對三維CAD技術(shù)的科學運用，以此來不斷提高設(shè)計工作的效率和質(zhì)量。

2三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1使得產(chǎn)品更加直觀形象

在機械設(shè)計中應(yīng)用三維CAD技術(shù)可以使得產(chǎn)品更加直觀形象。在機械設(shè)計中，設(shè)計者希望能夠通過技術(shù)來呈現(xiàn)具有立體化特征的實物，但是因受技術(shù)條件的影響，設(shè)計者難以在平面上展示出立體的效果，通常是在正投影形成的二維方法基礎(chǔ)上繪制出三維構(gòu)想圖。近年來，隨著科學技術(shù)水平的提升，三維CAD技術(shù)應(yīng)用則可以有效實現(xiàn)這一實際目標，對產(chǎn)品的裝配、運行過程進行模擬運作，使得機械產(chǎn)品的設(shè)計更加符合用戶的實際需求。

2.2增加設(shè)計的參數(shù)化、變量化含量

在機械設(shè)計中應(yīng)用三維CAD技術(shù)可以增加產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)化、變量化含量。在傳統(tǒng)CAD技術(shù)的應(yīng)用過程中，設(shè)計圖紙的修改是需要重新繪制的，并且需要通過固定尺寸的應(yīng)用來對幾何元素進行定義。然后，圖紙的應(yīng)用是需要多次修改方可生成，這種繁瑣的CAD制圖技術(shù)為機械設(shè)計工作帶來了不少麻煩，造成了大量時間的浪費。三維CAD技術(shù)的應(yīng)用則可以有效解決圖紙設(shè)計中的這一問題，根據(jù)產(chǎn)品的實際需要調(diào)整裝配中的某些參數(shù)，極大程度上提高了機械設(shè)計效率，減少了不必要的時間浪費。

2.3實現(xiàn)零部件的有限元分析及合理設(shè)計

在機械設(shè)計中應(yīng)用三維CAD技術(shù)可以實現(xiàn)零部件的有限元分析及合理設(shè)計。在傳統(tǒng)設(shè)計方法的應(yīng)用過程中，因技術(shù)本身的問題難以保證設(shè)計計算數(shù)據(jù)的精準客觀，極易增加機械產(chǎn)品應(yīng)用的危險性。三維CAD技術(shù)的應(yīng)用則可以對機械產(chǎn)品的零部件進行有限元分析，在有限元網(wǎng)絡(luò)中輸入產(chǎn)品零件的參數(shù)，可以更好地判斷產(chǎn)品的形狀、震動、受力變形等情況。如果所得出的數(shù)據(jù)不符合產(chǎn)品應(yīng)用的實際要求，則需要重新設(shè)計，使其符合生產(chǎn)應(yīng)用的實際要求。由此可見，三維CAD技術(shù)的應(yīng)用可以提高機械設(shè)計的效率，減少機械設(shè)計的成本投入，進一步強化了產(chǎn)品的可靠性。

3三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

3.1在機械CAE中的應(yīng)用

三維CAD技術(shù)在機械CAE中具有極高的應(yīng)用價值。機械CAE主要是對產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整，通過對比分析的方式來重新整合數(shù)據(jù)，進而保證機械設(shè)計方案的合理。同時，還需要對設(shè)計方案的應(yīng)用投入進行預(yù)測評估，如果發(fā)現(xiàn)其中存在問題則需要及時調(diào)整。三維CAD技術(shù)在機械CAE中的應(yīng)用，主要是指在產(chǎn)品設(shè)計模型形成之后，運用機械CAE軟件循序漸進、有步驟的開展定向分析，這對設(shè)計方案的順利實施具有極為重要的現(xiàn)實意義。

3.2在方案建模中的應(yīng)用

三維CAD技術(shù)在設(shè)計方案建模中具有極高的應(yīng)用價值，可以保證設(shè)計方案的直觀、立體。方案建模中應(yīng)用三維CAD技術(shù)的方式主要分為三種，分別是框架式、立體式、表面式，如果設(shè)計方案中有一些極為簡單的圖形，三維CAD技術(shù)則會在設(shè)計建模中自動生成。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機械方案建模，三維CAD技術(shù)會在布爾運算的基礎(chǔ)上對圖形進行重新排列組合，根據(jù)客戶的實際要求科學篩選，最后設(shè)計出符合用戶要求的滿意圖形，極大程度上提高了方案建模的效率，為后期設(shè)計方案的形成奠定了良好基礎(chǔ)。

3.3在方案形成中的應(yīng)用

三維CAD技術(shù)在設(shè)計方案形成中具有極高的應(yīng)用價值。三維CAD技術(shù)具有編輯功能，可以在機械產(chǎn)品零部件設(shè)計完成之后將其排列組合，為設(shè)計方案的完成提供必要條件。也就是說，在表面上來看這些零部件之間沒有什么必然聯(lián)系，但是借助三維CAD技術(shù)的編輯功能則可以根據(jù)設(shè)計者客觀需要來誠信排列。如果結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜則可以運用三維CAD技術(shù)的旋轉(zhuǎn)、對稱等方式優(yōu)化配置，有效提高了設(shè)計方案的成功率。此外，在方案形成中CAD/CAM軟件開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用也是必不可少的，運用平面設(shè)計、曲面造型等方式來對數(shù)據(jù)進行全面管理，使得設(shè)計方案更好地落實在實際工作中。

4三維CAD技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

4.1智能化

三維CAD技術(shù)會朝著智能化的方向發(fā)展。隨著科學技術(shù)研究程度的不斷深入，科學創(chuàng)新進程的加快，三維CAD技術(shù)會被設(shè)計者以編程的形式寫入計算機中，有計算機對三維CAD技術(shù)進行操控。同時，建立以三維CAD技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)管理信息中心，計算機根據(jù)各項參數(shù)的設(shè)置來辨識、判斷數(shù)據(jù)的準確客觀，極大程度上增強了三維CAD技術(shù)的智能化內(nèi)涵。

4.2規(guī)范化

三維CAD技術(shù)會朝著規(guī)范化的方向發(fā)展。三維CAD技術(shù)在功能拓展的基礎(chǔ)上，所設(shè)計出來的產(chǎn)品更加符合用戶的實際需要，能夠滿足日常生活的客觀需求，加強計算系統(tǒng)與生活實際之間的聯(lián)系，從而構(gòu)建保障三維CAD技術(shù)行業(yè)的規(guī)范機制。同時，在三維CAD技術(shù)的發(fā)展中要注重STEP體系的應(yīng)用，通過兩者的結(jié)合來解決參數(shù)化模型傳輸問題。

4.3虛擬網(wǎng)絡(luò)化

三維CAD技術(shù)會朝著虛擬網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。三維CAD技術(shù)以現(xiàn)代科學技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)工具為基礎(chǔ)，隨著社會進步發(fā)展，三維CAD技術(shù)也會向網(wǎng)絡(luò)化的方向變革，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的應(yīng)用領(lǐng)域更是會不斷拓展，通過建構(gòu)機械模型促使設(shè)計者了解方案中存在的不足，從而建立相應(yīng)的設(shè)計標準。

5結(jié)語

綜上所述，在信息化的時代背景之下，三維CAD技術(shù)得到了進一步的深化發(fā)展，并且廣泛應(yīng)用在我國各行各業(yè)中，為我國國民經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展打下了堅實穩(wěn)固的基礎(chǔ)，因此，在應(yīng)用重要對三維CAD技術(shù)給予關(guān)注，通過科學技術(shù)的創(chuàng)新投入來不斷發(fā)展該技術(shù)。

參考文獻：

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[2]李星.CAD/CAM技術(shù)在糧食機械設(shè)計制造中的應(yīng)用探討[J].科技風，2016（1）：50.

作者簡介：

朱家寶，男，遼寧省錦州市，本科，就讀于遼東學院化工與機械學院B1706機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)，學號：0612417027。研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化。

（作者單位：遼東學院化工與機械學院）