三维CAD技术在机械设计中的应用

三维CAD技术在机械设计中的应用

作者：朱艳琼 杨树生 李辉 王晶星 来源：《科技创新与应用》2017年第15期

摘 要：随着社会的快速发展，各项科学技术也得到迅猛发展。如今，电子计算机技术已经广泛应用于人们的生活和工作中，给人们的生活和工作带来便利。目前，三维CAD技术被广泛应用于机械设计当中，提高了机械设计效率和质量，以更好地实现机械设计目标。三维CAD技术实际上是以三维模型作为应用基础的，三维CAD技术正在不断发展和完善，三维CAD技术也被人们称之为建模技术。

关键词：三维CAD技术；机械设计；应用

三维CAD技术包括以下内容：一是三维设计，二是三维造型，三是图样的档案管理，四是仿真，五是三维向二维转换，六是分析机构运动。成熟的三维CAD技术可以满足图形的设计要求，使机械设计达到相应指标。三维CAD技术的应用可以增强机械设计人员的创新意识，提高自身的创新能力，更好的保证机械产品的质量。 1 三维CAD技术在机械设计中的应用优势 1.1 机械产品的外观更加形象

三维CAD技术在机械设计中的应用优势体现在以下几个方面：一是机械产品的外观更加形象，美观；二是可以实现机械产品的变量化设计；三是可以实现机械产品的参数设计；四是可以针对机械产品的零部件实行优化设计。在传统的机械设计模式下，设计人员会把设计图画在纸上，但是纸上的机械产品不具有立体效果，如果机械设计人员在开展机械设计的过程中应用三维CAD技术就可以让机械设计图纸更加立体，更加直观。直观的机械产品图纸也方便设计人员对机械产品设计展开检查，实现机械设计产品的模拟生产和运行，缩短机械设计与现实生活之间的距离。

1.2 实现机械产品的变量化设计

在传统的机械设计模式下，设计人员如果在设计环节出现问题，需要修改就必须重新开始绘制机械设计图，不仅加大了设计人员的工作量，也浪费了机械设计成本，降低了机械设计的效率。在机械设计的过程中必定会出现多次修改的情况，很难一次性完成机械设计任务，三维CAD技术在机械设计中的应用不仅可以实现设计变量的自动修改，还可以缩短机械设计周期，降低机械设计成本。在设计机械产品零部件的过程中，三维CAD技术的应用可以实现机械零部件有限元的自动分析，机械设计人员只需要在有限元系统内部输入零部件的相应参数，三维CAD技术就会对机械零部件的受力等情况进行分析研究。如果在机械设计的过程中出现

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零部件参数和实际要求不相符的情况，三维CAD技术会重新对机械零部件的参数进行计算，提高了机械零部件的质量和可靠性，进而提高了机械产品的质量和可靠性。 2 三维CAD技术在机械设计中的应用 2.1 三维CAD技术应用于机械建模进程

既然三维CAD技术在机械设计中的应用可以让设计过程更加直观，三维CAD技术才被广泛应用于机械设计中。三维CAD技术在机械建模进程中的应用主要包括以下内容：一是表面方式，二是框架方式，三是立体方式。三维CAD技术中包含机械设计所需要的以下几种图形：一是椭圆形，二是圆形，三是圆柱形。如果在机械设计中需要结构比较复杂的形状，就需要采用布尔运算，把系统内部自带的图形重新排列，结合机械设计的实际需求来展开布尔运算，提高机械设计的效率。比如，机械设计人员在设计央视大楼的过程中，就需要使用三维CAD技术，并借助其他画图软件的帮助，对大楼的模型进行构建，为后期大楼的施工奠定基础。

2.2 三维CAD技术在方案形成中的应用

随着社会的快速发展，各项科学技术也得到迅猛发展，生产制造业的发展进程也在不断加快，传统的人工机械设计模式已经无法满足机械设计的实际需求，三维CAD技术逐渐取代了传统的人工机械设计模式，机械设计从机床向数控机床转变。如今，我国的生产制造业正向着数字化发展。目前，三维CAD技术被广泛应用于方案形成中，更好地保证了设计方案的合理性。

2.3 三维CAD技术在农业机械设计中的应用

研究表明，三维CAD技术也广泛应用于农业机械设计中。比如，三维CAD技术已经广泛应用于收割机设计中，收割机的机械设计是以分离装置为设计起点，结合三维CAD系统的实际情况展开收割机设计工作，并对收割机的内部参数进行细分，并合理制定收割机设计方案，把收割机内部的数据联系在一起，实现数据的共享，提高数据的利用率。 2.4 三维CAD技术在机械CAE中的应用

机械CAE的主要作用就是可以优化机械设计结构，并对机械设计中的数据进行比对分析，最终确定机械设计方案，并对机械设计方案的合理性进行准确评估。三维CAD技术在CAE中的应用可以对设计模型的结构进行调整，保证机械设计的顺利开展。CAE的功能包括以下几个：一是寿命预估，二是工程数据分析，三是强度设计评价，四是仿真动力学，五是结构优化设计。三维CAD技术在CAE中的应用可以有助于CAE功能的实现。 3 三维CAD技术在机械设计中的发展趋势分析

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在新形势下，三维CAD技术在机械设计中的发展趋势有：一是智能化，二是规范化，三是集成化，四是虚拟网络化。其中，智能化实际上就是对机械产品进行参数设计，并优化机械产品的结构。在实际设计的过程中，三维CAD技术的应用可以推动机械设计的步伐，三维CAD技术不仅仅是机械设计的工具，三维CAD技术还可以把多种数据结合在一起，提高机械产品质量。三维CAD技术在机械设计中的应用不仅规范了数据交换的格式，也规范了数据模型。但是，三维CAD技术在参数化模型传输的过程中还存在一些问题，国家相关部门需要加大三维CAD技术的研究力度。三维CAD技术可以把以下因素结合在一起：一是数据库，二是计算机硬件，三是计算机网络，四是外围设备。三维CAD技术并非是独立存在的，三维CAD技术需要与其他技术结合在一起开展机械设计。 4 结束语

如今，三维CAD技术已经开始取代传统的机械设计模式和理念，被广泛应用于机械设计中，三维CAD技术在机械设计中的应用不仅提高了机械设计的效率，还可以更好地保证机械产品的质量，降低机械设计成本。但是，三维CAD技术并不是独立存在的，在开展机械设计的过程中，三维CAD技术需要与其他技术结合在一起，实现机械设计任务。传统的机械设计是在图纸上完成的，如果在设计的过程中出现错误就需要重新开始绘制图纸，延长了机械设计的周期，增加了机械设计的成本。三维CAD技术在机械设计中的应用可以让机械设计过程更加直观和立体，即便是在设计的过程中出现错误，三维CAD系统会对设计参数进行自动调节，并生成机械设计方案，保证机械设计方案的合理性。但是，在机械设计中，我国应用三维CAD技术的时间比较短，经验不够丰富，导致三维CAD技术在应用的过程中还存在一些问题，国家相关部门还需要加大三维CAD技术的研究力度。 参考文献

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