基于數字化的三維機械制圖的發展分析

杜宇

【摘 要】進入新時代后，數字化成為工業生產的基本準繩，數字化的使用極大的提升了工業系統的穩定性，給工業化生產的效率提升開啟了新的時代。三維機械制圖是機械設計及制作中對于制造物品的藍圖設計，實現其數字化是發展的必然要求，因此本文在闡述了三維機械制圖基本內涵的基礎上，進一步分析了深入系統地論述了實現基于數字化的三維機械制圖的必要性與可行性等方面的內容，闡述了基于數字化的三維機械制圖是未來發展的必然趨勢。

【關鍵詞】數字化；三維機械制圖；可行性分析

0 前言

機械制圖涉及幾何圖學，是幾何學的應用和延伸，機械制圖在機械設計和制造方面極為重要，隨著CAD等相關技術的高速發展，以三維參數化相關的實體幾何圖形的設計標志著現代設計制造技術已經在涉及技術和形式上發生了深刻的變革，傳統的二維機械平面制圖以及不能夠滿足當前日益提升的要求，而以實體三維數字化制圖的技術成為未來發展的趨勢，因此本文詳細闡述了數字三維制圖的相關內容。

1 數字化三維機械制圖實現的必要性分析

1.1 現代制造業信息化發展的必然要求

傳統的制造業主要通過人工的方式來實現對相關的機械器件的設計，從而為進一步制造相關器件來提供依照的藍圖。而現代制造業的開啟主要的標志就是CAD技術的誕生。自CAD技術誕生以來的近七十年的時間里，其設計的方式經歷了從被動式圖形設計，到交互式圖形設計，進而到三維線框模型設計以及三維實體模型設計等發展過程，到如今已經形成了成熟的技術體系，成為現代制造業設計中不可缺少的技術手段。當前，現代制造業已經在絕大部分的應用中已經取代了傳統的制造業。當前，現代化制作業和當前最為流行的信息化技術緊密結合在一起，成為改善制造業相關缺陷的重要技術基礎。現代制造業的出現與伴隨著現在設計新理念的的發展緊密相連，其相互依托成為共同發展的基礎。當前設計理念從傳統的實用性為主的設計演化為虛擬設計、優化設計、可靠性設計等一系列現代設計方法，極大的豐富了現代設計的內容和技術，提升了設計的高耦合性。尤其是現代制造業的發展，精細的加工工藝成為保障機械制造的高性能體現的基礎。

1.2 機械制圖課程教學改革的迫切需要

機械制圖是高校課設的基礎課程之一，其主要是培養學生的空間設計能力，因此對于制造業這一和當前各行各業高度相關聯的行業來說，培養更多的具有相關能力的人極為重要。因此早在在上個世紀末，一些高校已紛紛開設了與實體造型的課程。高等學校作為培養人才的主要基地，因此需要和社會的相關需求相適應，才能夠使得培養的人才有用武之地，因此課程教學需要同社會與技術發展的前沿相聯系，但是由于教學和實際生產之間有不小的差距，導致在我國高校的機械制圖課程中采用的教學手段和方法大部分還停留在傳統手段上，并且教學的內容主要還是經典的投影理論以及制圖技法等，并結合基于CAD相關的技術軟件的計算機繪圖為主。但是這些教學的技術手段和教學內容主要還是二維制圖的基礎，但是三維制圖才是當前機械制造發展中的主流手段。雖然己有越來越多的高校開始使用三維參數化軟件進行數字化建模和教學，并取得了一定的成效，但是僅僅在這種基于表層的教學過程無法實現對當前學生培養已復核社會需求的發展。從目前來看，實現數字化的三維制度在高校教育中需求重視，從而培養更多的實體設計人才，以滿足社會的需求。

2 數字化三維機械制圖實現的可行性分析

2.1 實現數字化三維機械制圖的有利條件分析

當前實現數字化三維機械制圖是機械設計發展的需求和趨勢。而機械設計經過長時間的歷史積累，在技術手段上有了極大的提升，為數字化三維制圖的實現提供了相當多的有利條件。首先一個有利條件就是市場上己出現了一大批優秀的三維參數化實體設計軟件，這些軟件的出現為實現數字化三維制圖提供的基礎。目前相關軟件的越來越豐富，其性能也越來越強勁，比如Pro/Engineer Wildfire3.0這款軟件，其不僅可以方便地創建任意復雜的三維參數化實體模型，而且能為模型添加生產加工過程中所需的各種信息元素，實現了傳統的設計模式的性能極大提升。在一個有利條件就是目前美國機械工程協會已制定出一項新的標準實現了對典型的制圖相關元素實現配置到三維實體模型中的這一過程出具了詳細的規定，這樣為行業的標準化形成互通提供了保障，這樣實現了無障礙的行業技術研發，行業的規范化打下基礎，促進行業的快速發展。在一個就是現代制造業獲得的飛速發展的動力，因此在互聯網技術的結合下，其數字信息化程度越來越高，那么強大的競爭壓力就會促使能夠為商家提供更多利潤的數字化三維機械制圖進入到眼中，成為社會需求，從而為三維機械制圖提供發展的動力。除此之外，還有一個有利條件就是三維機械制圖相比于傳統的二維機械制圖，其不僅擁有更多的表現形式，并符合真實世界的具體形狀，使其如同實體的存在，并與設計師能夠有著充分發揮的基礎。近年來，隨著機械制造業的穩健發展，以及不斷提升的社會需求，成為推動數字化三維機械制圖發展重要推動力，當然相關的技術人員正在從一部分高校的培養中國年誕生，為未來相關設計的工作體用人才保障。

2.2 數字化三維機械制圖實現中需要解決的主要問題

雖然數字化三維機械制圖有著很多的優點，并且有著充分的發展有利條件，但是其如要具體推廣實現尚存一些問題亟待解決。首要的問題就是傳統的機械制圖理念由于悠久的歷史沉淀，導致其深入人心，固化在相關設計人員的心中，成為潛意識來住到了相關設計人員的設計行為，因此要在短時間內徹底改變這種現狀是比較困難的，需要一定的時間來實踐。再者就是，我國雖然在制造業方面取得了長足的進步，并在部分領域保持領先的優勢，但是從整體來看，我國制造業的整體技術水平相比一些發達國家來說有一定的差距，尤其是這些先進的機械制圖理念還沒有普惠到過我國的絕大多數的設計人員，因此推行數字化三維機械制圖相關技術理念還缺少擁有相關的技術本領的設計人員的參與，如要在我國推廣實現數字化三維制圖理念，首先需要培養相關人才，因此這是一個漫長的過程，短時間來實現是不實際的。這一個就是我國還沒有制定正式的三維機械制圖國家標準，因此這也會影響相關技術的發展和推廣。

3 結語

本文從數字化三維機械制圖的實現必要性和可行性進行了分析，其中對于必要性來說，數字三維機械制圖是現代制造業信息化發展的必然要求，是機械制圖課程教學改革的迫切需要，而從可行性來說從其有利條件和需要解決的問題入手，分析了其可行性。從這兩方面的分析和闡述，可以看出，數字化的三維機械制圖必將代替傳統的二維機械制圖。由于數字化的三維機械制圖有著眾多明顯的優勢，因此在未來的發展中，經典的二維制圖必將逐步退出歷史舞臺，而數字化的三維制圖必將迎來發展的生機。

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