計算機三維輔助在機械設計中的應用

陳立鵬　（1.福州大學,福州　350116;　2.湄洲灣職業技術學院,福建　莆田　351254）

計算機三維輔助在機械設計中的應用

陳立鵬1,2
（1.福州大學,福州350116;2.湄洲灣職業技術學院,福建莆田351254）

摘要：隨著我國機械設計與制造領域技術的不斷發展，計算機技術逐漸被廣泛的應用到了機械設計制造的過程中。其中，三維輔助設計越來越廣泛的應用到現代機械設計之中，已經成為企業贏得市場的制勝法寶。本文通過闡述CAD技術在我國應用現狀，以及CAD技術的優勢，同時指出三維設計技術是計算機輔助設計的發展必然趨勢。

關鍵詞：CAD技術；機械設計；應用；發展前景

0　引言

隨著我國計算機應用技術的不斷發展，計算機技術逐漸延伸到了社會發展的各個領域并發揮著重要的作用。其中，CAD技術已經廣泛應用于機械設計領域，CAD技術在機械設計中的應用改變了傳統設計方式的誤差性大且效率低的問題，為我國研制高精密度機器與設備奠定了堅實的基礎。隨著CAD技術的不斷發展，CAD技術在機械設計中的應用也越來越重要。它不僅提高了機械設計產品的生產效率與生產質量，還為中國創造提供了有力的保障。

1　CAD技術概況

CAD，即ComputerAidedDesign（計算機輔助設計）的簡稱，CAD技術發展的歷程較為短暫，但是CAD技術為社會各個領域的發展提供了先進技術，CAD技術的應用具有跨時代的意義。CAD技術是利用計算機完成產品設計中的計算、分析、模擬、制圖、編制技術文件等工作，CAD技術相比較傳統的手工工藝和工作方式方法更為先進，它可以避免人為的計算錯誤、精度錯誤等，還可以完成人工不能完成的其他各項工作。在機械設計與制造的過程中，CAD技術的應用適應了當前產品需提高設計質量，快速更新換代的需求，CAD已廣泛應用于設計與制造的各個領域，各種CAD軟件的功能越來越完善，越來越強大。

2　我國CAD技術的應用現狀

隨著信息化、高智能化社會的不斷發展，社會分工和勞動也產生了巨大的變化。在信息化社會中，計算機技術成為較為典型的代表之一，計算機技術的應用給我們傳統的工作帶來了革命性的變革，計算機輔助設計與制造技術成為各個行業發展競相追求的工作方式。在機械設計與制造領域，CAD技術的應用改變了傳統的機械設計的模式。CAD技術在機械設計與制造的圖形繪制方面有著其他軟件不具備的優點，CAD技術不僅可以優化設計方案，并提高了設計效率，解決了傳統設計領域的難點和不足，縮短了機械設計周期，CAD技術得到了廣泛的使用和認可。

2.1二維CAD應用

二維CAD軟件已經成為設計師進行設計的一種主要工具，計算機中有很多繪圖軟件，如CAD、ΡROE等，都可以代替設計師的手工繪圖，同時對繪圖數據進行精細分析，提高繪圖質量，提高工作效率。但要CAD軟件是一個技術科技密集型產品，需要大量技術服務和支持，如果開發者在技術上缺乏創新，很難保證CAD技術的應用效果。

2.2三維CAD應用前景廣闊

隨著CAD技術應用水平的提高，三維造型軟件開始嶄露頭角，機械設計中的三維實體造型是一件既繁瑣又勞力勞神的工程，但如果借助計算機對造型數據進行處理分析，三維實體造型就能快速、清晰地呈現在設計師面前。

2.3國內CAD技術存在的不足

國內二維CAD系統仍然占據著市場上的主要份額，盡管目前我國的三維CAD就軟件有了嶄露頭角的態勢，但其穩定性和功能與國外同類產品相比還存在差距，依舊發展不足，缺乏創新。對于CAD技術理論的研究仍有待于進一步提高，CAD軟件開發者缺乏對模型建立的理論和算法研究，只有對于理論正確的理解和認識，才有實現技術上重大的突破和創新。同時CAD技術的深化應用需要巨大的投資，企業管理模式和業務流程也需要深入的變革。

3　計算機三維輔助在機械設計中的優點分析

3.1縮短了機械設計周期

采用三維CAD技術，更利于體現復雜的幾何造型，解決了機械設計中復雜的幾何造型問題，通過布爾運算等軟件功能，對簡單圖形的組合、重組、加工、導入、導出，自動生成直觀易操作的截交線。不但縮減了工作量，而且提高了設計和生產效率，在用三維CAD系統進行新機械的開發設計時，只需對其中部分零部件進行重新設計和制造，使機械設計的效率進步了3～5倍。同時，三維CAD系統借由其豐富的機械元件參數數據庫，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產品。

3.2提高機械產品的設計質量

隨著現代機械產品與計算機通信技術功能上的融合程度越來越高，機械設計過程中采用三維CAD設計已經成為一種趨勢，也是未來機械設計的“必由之路”。一是在機械設計過程中采用三維CAD設計可以提高生產效率，二是在機械設計過程中采用三維CAD設計可以提高產品的設計水平，保證了產品的設計質量。三是在機械設計過程中采用三維CAD設計可以與大型數字化現代設備相得益彰，提高中國創造能力。在機械零件加工方面由于計算機輔助設計技術的配合，更加真實、準確、充分、全面地表達設計意圖，提高了產品的整體設計質量品質。

3.3便于零件設計與裝配

在機械設計與制造的過程中使用三維CAD系統，可以設計出相對較為高精密的零件，零件的合格率較高。另外，在機械設計過程中使用三維CAD系統可以快速、準確地設計出符合要求的圖形與所需零件。使用三維CAD系統，還可以在機械設計過程中利用相鄰零件的位置及外形來設計新零件，這種設計方案與設計方法能夠確保新零件和相鄰零件之間的有機融合，改變了傳統零件設計過程中的不足之處。另外，在裝配過程中，資源查找器中的裝配路徑查找器可清楚地看到內部的裝配結構，及時對設計進行更改，非常方便。

4　我國CAD在機械設計中的發展前景

隨著中國機械行業的不斷壯大，整個產品的整體設計，單憑二維技術是不夠的，從二維到三維是CAD一個不可逆轉的趨勢。隨著信息化與智能化的不斷發展，三維CAD三維技術正向著開放、集成、技能和標準化的方向發展。在機械設計過程中，智能CAD技術是CAD技術不斷深化的必然結果，雖然目前的三維CAD設計過程中仍然離不開設計師的輸入操作，未來智能CAD技術在解決此問題的方向上將引進人工智能AI以及專家指導ES系統，為機械設計過程中的三維CAD技術的發展開辟了新的發展方向，使智能CAD技術在機械設計中的發展達到一個新的水平。

參考文獻：

[1]鞏鄭.計算機三維輔助軟件在機械設計中的應用[J].機電信息,2014(18).

[2]倪卉蘭.三維CAD技術在機械設計中的應用[J].科技致富向導,2014(20).