试论三维CAD技术在机械设计中的应用

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摘要：机械设计好坏是决定机械产品应用效果重要因素，想要保证机械设备的实际应用效率，就一定要保证机械设计的合理性。以往使用的机械设计技术无法对产品的各项参数进行有效的分析和优化，设计效果也无法直观的体现出来，影响设计人员对产品性能的考察。而三维CAD技术的应用，可以有效改善这些问题，同时，也为机械设计工作提供了新的发展方向，将三维CAD技术合理应用在机械设计中对机械设计行业有着重要意义。
关键词：三维CAD技术；机械设计；应用
一、三维CAD技术的概述
CAD技术在不断完善和创新的过程中，许多优秀技术不断形成，三维CAD技术是二维CAD技术在创新和变革的过程中出现的。三维CAD技术的组成部分有很多，其中有三维设计设计、造型、技术运营分析等等，在模型构建的应用中有着非常重要的作用，可以有效促进相关行业的发展。想要充分发挥出该技术的实际作用，需要有专业技术人员来应用，技术人员的技术水平和综合素质水平需要达到一定标准后才可以熟练应用三维CAD技术。同时，技术人员的思维能力和想象力要丰富，应用该技术时可以对图进行不断创新，根据人们的需求，作出优质的图形，充分满足人们的需要。在机械设施设计环节应用三维CAD技术，可以将机械设备的设计利用图形完美的展现出来，让企业可以更加真实的看到机械设备的各方面特点，如果产品在设计过程中出现问题，也可以在第一时间内将问题解决，在一定程度上提高设计方案的应用效率。设计工作者在工作期间，要对三维CAD技术进行详细的了解掌握，将其应用在图形设计中，可以有效提高设计人员的工作效率。
二、三维CAD技术在机械设计中的应用优势
1.产品更加直观形象。三维CAD技术的应用，由于其性质上的优势可以让机械设计将产品的特点和外形更加直观的表现出来，可以用三维CAD技术来进行产品事物的呈现。在以往的机械设计中，想利用平面图形展示产品的立体效果具有一定的困难，一般都是利用投影的方式将产品立体图形在平面上展现出来，而在最近几年。三维CAD技术的出现和应用，可以完成相关的设计操作。不但可以将产品的立体形象展现出来，还可以将机械产品的实际运作过程体现出来，机械生产厂家可以在掌握设备的实际运行情况后，及时对运作过程中的不足进行改进，同时也可以让用户了解到机械设备运作过程中的一些性能，加深对产品的了解，这种技术可以满足用户的需要。
2.增加设计的参数化含量。以前的CAD技术在实际应用时，如果想要对图形中每个位置进行修改，就需要技术人员根据实际情况来重新进行图纸的绘制，需要使用的辅助工具有很多，同时，还需要将其他为图形的尺寸固定好，进行反复绘制后才可以形成新的图纸，这种技术在应用的过程中花费的时间比较长，同时操作上还比较麻烦。而三维CAD技术的出现，可以有效改善这一问题，在实际应用的过程中，了解到图纸修改的实际数据，可以直接进行调整和修改，不用在进行图纸的反复绘制，节约了图纸设计时间，快速完成了相关工作。
3.实现零部件的有限元分析。三维CAD技术在应用过程中可以对零部件的实际应用效果进行合理的分析，首先需要掌握零部件的各项参数，将所得数据输入到有限元网络中，利用这项技术可以对零部件的整体进行分析，掌握零部件在实际应用过程中的变形情况和震动情况，分析零部件的各项参是否符合应用要求，如果不满足应用要求，就需要对零部件进完善和修改，直到应员工效果符合机械设备的需要。该项技术的应用有效提升零部件应用的合理性，减低了企业的建设成本。
三、三维CAD技术在机械设计中的应用
1.在机械CAE中的应用。机械CAE主要的工作内容就是在各种机械产品设计结构的基础上作出相关的调整，对产品的应用数据进行分析，再对数据进行重新组合，得出最合适的产品参数，让设计方案变得更加合理，符合实际需要。另外，机械CAE要对机械设计成本投入的合理性来进行审核评估，对设计方案中所有不合理的地方进行调整和修改。将三维CAD技术应用在其中，在产品模型在绘制完成后，机械CAE可以绘制图形进行全面的分析，对各项参数进行优化，这样才可以保证机械产品设计方案的顺利完成。
2.在方案建模中的应用。设计方案符合实际要求后，还需要按照设计方案来进行产品模型的创建，如果将三维CAD技术应用在模型的建设中，可以让建模工作操作更加方便，将设计方案变的更加立体，这样有助于产品模型各个角度的建设。三维CAD技术在方案建模的应用中表现形式有很多种，其中比较常见的方式有：框架式、立体式和表面式。通常在实际应用的过程中，该技术可以根据方案建模的难易程度来进行图形的生成，直接生成方案模型主要针对的是比较简单的设计方案。如果机械设计方案比较复杂，三维CAD技术可以对图形生成情况进行全面分析，并重新对数据进行组合，这样才可以为用户提供优质的设计图形，为方案建模节省了时间，对后续的产品建设打下了良好的基础。
3.在方案形成中的应用。三维CAD技术在应用的过程中有很多功能，可以对机械设方案中各个零部件的参数和组合形式进行编辑处理，为方案的设计、建模和方案的完成提供辅助性的作用，只有将各个零部件组合在一起，才可以实现整个设计的方案的完成。各种零部件在设计的过程中是互不相干的，利用三维CAD技术可以将任意两个零部件有机的组合在一起，跟根据不同的需求来对不同的零部件进行组合排列。对于结构比较复杂的零部件，也可以利用该技术中的旋转功能对零部件进行合理配置，这样可以对设计方案全方位考察。
4.三维CAD技术的未来发展趋势。（1）智能化。科学技术水平在不断提高的条件下，智能化的发展和建设是必然趋势，三维CAD技术也会与计算机技术相结合，可以利用计算机技术对三维CAD技术进行管理和控制，对技术中的数据信息进行有效的管理，形成一个专门的数据管理信息系统。利用计算机技术来对设计中的各项参数进行精准性的判断，可以实现计算机中对三维CAD技术的创新和完善，实现该项技术的智能化发展。（2）规范化。三维CAD技术在目前的应用过程中功能性比较强，应用的方面比较广，在今后的发展中，该技术可以在现有功能的基础上来进行功能的拓展，让应用该技术设计的机械产品和设计方案更加符合人们的生活需求，可以满足产品在实际应用中的各项需要，实现对該项技术的规范化管理，建立一个新型的三维CAD技术的应用模式。另外，在未来发展的过程中，该项技术还需要与STEP体系相结合，这样可以在一定程度上解决设计模型在传输上的问题。（3）虚拟网络化。三维CAD技术在实际应用中主要凭借着计算机网络技术和现代化的科学技术，在各项技术不断的发展过程中，该项技术的发展方向也一定与计算式网络发展的方向是一致的，三维CAD技术在发展的过程中也会逐渐应用在其他领域，将设计方案用模型展示出来，并通过模型来发现设计方案中的不足，以此是完善设计标准。
参考文献：
[1]马海涛.论三维CAD技术在机械设计中的应用[J].工程技术：引文版：00282-00282.
[2]沈丽.试论机械设计中三维CAD技术的应用[J].科技展望，2016，25（12）.