三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的運用分析

熊宗團

摘? ?要：三維CAD技術(shù)是全新的計算機技術(shù)，在當前很多行業(yè)中均有應(yīng)用。本文從機械設(shè)計角度分析三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的運用優(yōu)勢，剖析三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的實際應(yīng)用，掌握機械設(shè)備的運行原理，為后期機械設(shè)計提供參考。總結(jié)未來機械設(shè)計中三維CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢，旨在充分發(fā)揮機械設(shè)計中三維CAD技術(shù)的真正價值。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù)? 機械設(shè)計? 建模? CAE軟件

中圖分類號：TH122? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）04（c）-0117-02

三維CAD技術(shù)在各個行業(yè)中均有應(yīng)用，不僅為行業(yè)發(fā)展提供動力，而且也提高了行業(yè)的技術(shù)性。機械設(shè)計行業(yè)作為推動我國經(jīng)濟發(fā)展的主要動力，機械設(shè)計與生活息息相關(guān)。機械設(shè)計中必須根據(jù)設(shè)計原理謀劃設(shè)計計劃，并且對機械結(jié)構(gòu)進行準確計算與測量。三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用，為機械設(shè)計提供更多方便，并且保證機械設(shè)計的準確性與設(shè)計質(zhì)量。

1? 三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中運用優(yōu)勢

三維CAD技術(shù)利用過硬的技術(shù)與方便操作的計算機軟件，打破傳統(tǒng)機械設(shè)計中的局限，從綜合設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、概念與結(jié)構(gòu)分析、整改設(shè)計等方面積極創(chuàng)新，提高機械設(shè)計質(zhì)量的同時，為機械行業(yè)節(jié)省了很多設(shè)計成本。

1.1 合理規(guī)劃機械設(shè)計周期

三維CAD技術(shù)使機械設(shè)計周期得以合理規(guī)劃，進一步提升了機械設(shè)計的應(yīng)用效率與設(shè)計效率，從而提升了機械行業(yè)的生產(chǎn)效率。尤其是機械設(shè)計創(chuàng)新期間，將三維CAD技術(shù)應(yīng)用其中，幫助機械設(shè)計實現(xiàn)部分零件設(shè)計與制造，有效提高設(shè)計準確性。三維CAD技術(shù)中，對于不能單獨設(shè)計的零件，則將之前的記錄信息錄入分析，得出最恰當?shù)淖釉O(shè)計方案，不僅達到機械設(shè)計效率提升的目的，同時也增強了機械設(shè)計能力，為機械產(chǎn)品創(chuàng)新提供機會。

1.2 機械產(chǎn)品進程被提高

機械設(shè)計中應(yīng)用三維CAD技術(shù)，在機械設(shè)計過程中為其賦予渲染與著色功能，同時三維效果圖十分清晰立體，為機械設(shè)計人員觀察機械產(chǎn)品外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等提供了方便，并且也對最終設(shè)計方案的決定、設(shè)計計劃審批以及機械新產(chǎn)品開發(fā)等產(chǎn)生推動作用。三維CAD技術(shù)主要以計算機為載體，擴大機械設(shè)計人員的知識范圍，同時鍛煉機械設(shè)計人員的設(shè)計能力，提升設(shè)計人員觀察力、表達力，提高機械設(shè)計質(zhì)量[1]。

1.3 提高機械設(shè)計保管力度

三維CAD技術(shù)技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用，在很大程度上提高了機械設(shè)計對材料保管的重視。通過計算機硬盤、軟盤方式，將三維CAD機械設(shè)計內(nèi)容進行存儲，按照圖片、視頻等文件方式進行歸類，并且還能夠?qū)C械設(shè)計內(nèi)容過渡到光盤或者U盤等設(shè)備上，方便機械設(shè)計人員查看。以計算機掃描儀設(shè)備，在計算機界面尋找相關(guān)內(nèi)容，科學(xué)預(yù)防機械設(shè)計資料丟失或者資料破壞等，同時也杜絕了紙質(zhì)機械設(shè)計材料在存儲期間受潮或者丟失、蟲蛀等問題的發(fā)生。

1.4 一體化設(shè)計的實現(xiàn)

三維CAD技術(shù)在機械產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，為機械設(shè)計提供更多便利，作為先進的信息技術(shù)類型，三維CAD技術(shù)包含多種設(shè)計與處理功能，在一定程度上幫助機械設(shè)計實現(xiàn)了一體化設(shè)計。三維CAD技術(shù)運用DXF輸出的方式，將機械設(shè)計文件實施共享，并且還可以共享其他CAM軟件。三維CAD技術(shù)是對平面設(shè)計繪圖功能的升級與豐富，為機械設(shè)計帶來更多方便，提高了機械產(chǎn)業(yè)設(shè)計與生產(chǎn)效率。

2? 三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的運用

2.1 三維CAD技術(shù)與建模

機械設(shè)計中，建模的實現(xiàn)將機械設(shè)計更加直觀的呈現(xiàn)出來，并且全方面的觀察設(shè)計結(jié)構(gòu)。建模設(shè)計的實現(xiàn)就依靠三維CAD技術(shù)，此技術(shù)通過框架在立體與表面的技術(shù)形式，幫助機械設(shè)計完成建模。建模形態(tài)多樣，各種簡單圖形全部是三維CAD技術(shù)建模的選擇。當然如果機械設(shè)計結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，則需要以布爾運算的方式，將機械設(shè)計結(jié)構(gòu)進行排列組合，以此來應(yīng)對機械設(shè)計結(jié)構(gòu)的多樣化、層次化與復(fù)雜化。三維CAD技術(shù)建模具有靈活性與調(diào)整性特點，結(jié)合具體機械設(shè)計需要，對設(shè)計內(nèi)容進行重新運算，由此來獲得最終想要的機械設(shè)計圖案。建模在機械設(shè)計中的實現(xiàn)，不僅為機械設(shè)計提供了設(shè)計依據(jù)，同時也為機械設(shè)計解決很多結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。

三維CAD技術(shù)建模過程中，機械設(shè)計人員直接以計算機為載體進行產(chǎn)品設(shè)計，同時還能夠進行性能測試。建模構(gòu)思期間，機械設(shè)計人員以三維實體建模方法，深入分析機械產(chǎn)品的有限元，將設(shè)計零部件拆分，對比具體的設(shè)計尺寸，認清設(shè)計尺寸與實體編程存在的區(qū)別，由此總結(jié)出最理想的機械零部件設(shè)計與組合方法[2]。如三維鋼架結(jié)構(gòu)建模設(shè)計，機械設(shè)計人員結(jié)合生產(chǎn)要求，將實驗設(shè)計參數(shù)進行統(tǒng)計，根據(jù)參數(shù)內(nèi)容確定初期設(shè)計方案。建模期間產(chǎn)品零部件的機械設(shè)計，需要與建模數(shù)據(jù)規(guī)模進行整合，從而確定最佳機械設(shè)計方案。將設(shè)計模塊導(dǎo)入建模框架，參考同類建模零件與機械設(shè)計知識，設(shè)定詳細的機械設(shè)計資料，完成三維鋼架建模工作。

2.2 三維CAD技術(shù)與機械設(shè)計方案

三維CAD技術(shù)與機械設(shè)計方案之間的運用，主要從零部件角度出發(fā)。機械設(shè)計期間需要將基本零部件進行重組與排列，從而形成全面、系統(tǒng)、科學(xué)的設(shè)計方案。三維CAD技術(shù)具備設(shè)計功能的同時，還具備編輯功能。機械設(shè)計人員只需要根據(jù)提前制定好的設(shè)計方案，在三維CAD技術(shù)編輯功能作用下將獨立部件進行排列重組，即可獲得全新的機械設(shè)計方案。部分機械設(shè)計中，涉及到多樣零部件，并且零部件排列與組合十分復(fù)雜。對此三維CAD技術(shù)通過對零部件旋轉(zhuǎn)的方式，重新將零部件進行組合，由此獲得新的零部件，根據(jù)新的零部件調(diào)整機械設(shè)計方案，獲得全新三維方案，保證機械設(shè)計方案內(nèi)容更科學(xué)，提高機械生產(chǎn)的質(zhì)量。機械設(shè)計方案制定過程中，必須科學(xué)應(yīng)用CAD軟件開發(fā)系統(tǒng)，以平面設(shè)計、立體設(shè)計、曲面設(shè)計以及數(shù)據(jù)分析等方式，將設(shè)計方案的每個細節(jié)加以完善。

2.3 三維CAD技術(shù)與機械CAE軟件

機械設(shè)計中，CAE軟件主要用于機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化、機械方案對比、設(shè)計方案分析等，利用CAE軟件的分析，確定機械設(shè)計方案科學(xué)合理，規(guī)范機械設(shè)計方案內(nèi)容。將三維CAD技術(shù)與機械CAE軟件相結(jié)合，從建模方面出發(fā)，三維CAD技術(shù)負責完成建模設(shè)計，CAE軟件負責對建模設(shè)計進行分析，及時發(fā)現(xiàn)三維CAD技術(shù)應(yīng)用不當情況，保證整個機械設(shè)計過程順利完成。

3? 三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的發(fā)展空間

機械設(shè)計人員應(yīng)積極應(yīng)用三維CAD技術(shù)，并且對該技術(shù)不斷學(xué)習(xí)與熟練掌握，全面挖掘三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的價值，使三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的發(fā)展空間得到擴大，并且發(fā)展趨勢逐漸朝著規(guī)范化、智能化的方向轉(zhuǎn)變。應(yīng)用三維CAD技術(shù)過程中，機械設(shè)計應(yīng)注意與實際設(shè)計需求相結(jié)合，確保三維CAD技術(shù)設(shè)計到位，并且充分發(fā)揮出三維CAD技術(shù)對機械設(shè)計的重要性。

4? 結(jié)語

綜上所述，三維CAD技術(shù)的應(yīng)用對機械設(shè)計發(fā)展、機械產(chǎn)品質(zhì)量提升等具有重要意義，將三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中普及，可以增強機械設(shè)計的規(guī)范性、安全性。挖掘三維CAD技術(shù)的應(yīng)用價值，從機械設(shè)計的建模、CAE軟件以及機械設(shè)計方案等方面科學(xué)應(yīng)用三維CAD技術(shù)，不斷完善實際應(yīng)用中的操作步驟，為機械設(shè)計未來發(fā)展與設(shè)計技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)造良好條件。

參考文獻

[1] 牛辰，張貴林.三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的實踐運用探討[J].南方農(nóng)機，2018（16）：40-41.

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[3] 田煒.三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，2016（3）：577-580.