三維CAD技術在機械制圖中的應用

吳博

摘 要：隨著計算機的發展，在機械制圖領域，CAD即計算機輔助設計的應用推動了機械制圖新的發展。三維CAD技術是時代發展的必然產物，三維CAD技術與機械制圖工作的結合是一項系統性工作，同時還需要設計人員在具備專業知識的基礎上精通現代三維CAD技術的基礎原理與具體應用，只有這樣才能達到更好的設計效果，進一步促進我國各行業的生產水平。基于此，文章對三維CAD技術在機械制圖中的應用進行了分析與研究，以供參考。

關鍵詞：三維CAD;機械制圖;應用

在工科專業中，機械制圖是一門基礎課，也是屬于必修課，課程主要學習機械圖形的國家標準、作圖以及讀圖，培養學生良好的思維能力。對于以后學習有著重要的影響。在以往的教學手段中，主要是通過教具進行輔助教學，提高學習的直觀性。但是有著很大的缺點，教具數量有限、靈活性差等一系列原因，為了能夠解決這個問題，在機械制圖中加入CAD和Solidedge軟件教學方式，能夠很大的提高學生的空間思維能力，突出教學中的重點難點，并且能夠很好地激發學生的學習激情。

1.三維CAD技術簡介

作為機械制圖中的核心設計，三維技術也是CAD的核心技術，也叫建模技術。主要是將具體的物體和屬性轉化為計算機可輸入的具體的、精準的立體幾何形體的方法。三維設計主要由二維設計發展而來，它幫助設計師將腦海中的對未來事物的想象具體化，通過三維CAD技術用圖像表現出來，能夠充分的發揮出設計師的想像力和創造力。而且能夠讓設計師的設計能夠滿足幾何圖形形狀要求和性能要求，讓設計達到相應的標準要求，趨于完美。同時三維CAD技術也能進機械制圖的實現，能夠讓零部件處于最佳狀態，從而實現機械的制造。可以說，三維CAD技術的應用讓機械制圖實現質的飛躍。

2.三維CAD技術的應用優勢

2.1使得零件設計更加直觀

傳統的設計都是在紙面上進行的，這樣的結果之一就是不能夠直接的、立體的展示所要設計的東西，只能在設計師的腦海中形成物體的三維模型。三維CAD技術很好地解決了這一問題，在設計裝配圖的時候，三維技術能夠很好的展示每一個零件的位置和裝配過程，大大提高了裝配零件的精準度。當設計完成之后，可以通過仿真運動來進行檢驗，檢查各個裝配零件之間是不是有問題，如果出現問題，方便設計師進行修改，已達到基本標準。

2.2提高設計效率，降低設計周期

隨著三維CAD技術的普及使用，可以發現機械制圖的周期大大縮短了。設計者可以根據相鄰位置零件的形狀和性能，設計出符合要求的零件，在設計過程中，大部分的設計校本可以保留，方便在設計過程中得到校正，同時，在其他零件的設計中，如果可以使用的化可以調動相同的數據庫中的樣本，通過三維設計軟件，能夠極大地節省設計師的時間。三維設計軟件能夠讓設計的一些想法在計算機模型中實現良好的體現，提高設計效率的同時，給設計師的設計提供了更多的想法。

2.3數據保證

三維技術給設計師提供了一個良好的設計平臺，設計師的設計方案全部儲存在計算機中，整個設計過程和設計方案都得到了很好地保障，避免了傳統設計中的雜亂無章的問題，方便設計師進行查閱資料，校驗零件是否合格，設計師還可以通過加密的措施，防止自己的設計數據被他人惡意剽竊。相比于傳統的設計過程，三維CAD技術能夠很好地保存設計過程中出現的一些成果，為數據安全提供了一定的保障。

3.CAD技術在機械制圖中的應用

3.1在幾何畫法中的應用

在實際的機械制圖工作過程中，由于要在畫面中呈現出越來越多的元素，因此在進行頁面布局的時候，一定要利用相應的光學效果處理相應的點線面分布。CAD軟件技術可以通過輸入這些點位的坐標，創建出不同的視口，可以更加快捷高速地形成空間形式的點線面，直接反映出機械的相對空間位置，實現出立體的投影效果。同時在CAD軟件機械制圖過程中，可以通過實體功能來進行機械制圖三維立體的機械模型創建，利用著色面與著色線，選取三維模型中的面或者線，對其對應位置的投影特征和特點進行分析。

3.2在組合圖中的應用

機械制圖中很多都是有幾個不同的零件組成的組合體，但是在當前的CAD制圖軟件設計過程中，三維創建模型這一功能能夠實現整體結構的設計，最終確定造型平面，在此基礎上可以構建出相應的幾何結構，根據自身設計的需要對幾何體進行立體旋轉，直到確定所需要的正確方向，再將各基本幾何體移動到相應的位置，完成三維模型的構建。基于這種設計方法，即便涉及工作結構最為復雜、數量再多，設計人員也能夠在短時間之內迅速完成，極大地提高了自身的工作效率。

3.3在剖視圖中的應用

作為機械制圖中的常用表達零件類型的視圖表現形式之一，剖視圖能夠很好地展示零件的許多設計細節和設計過程，幫助設計人員設計基本的曲線或者投影燈較為復雜的形體模式，對于剖視圖中出現的一些難度較大的線條交叉或者重疊，可以通過CAD建立三維模型，直接對設計的平面進行整理和處理，借助三維視圖的方式多角度、多方位進行比較和觀察，能夠提供更為完備的數據作為研究基礎。

3.4在裝配過程中的使用

機械制圖不單單是每一個零件的設計和開發，更多的是一個一些具有完整功能的零件開發，這就需要把每一個零件進行組裝起來，形成一個具有完整功能的裝備。通過CAD軟件，能夠很好地讓每一個零件進行模擬，在裝配的基礎上進行基本的設計和修改，幫助設計者和使用人員全面地了解各裝配部件之間的結構和關系，了解機械裝配之間的動力傳輸途徑，分析不同機械結構和配件之間所產生的物理關系。

4.結語

利用三維模型的直觀性、形象性、易修改等特點，將三維建模技術與機械制圖的教學結合起來，可以使學生的空間想象能力、空間分析能力得到提高，可在使學生掌握知識的同時，實現教師與學生的良好互動，提高學生的學習效率和積極性，激發學生的創造力，有利于培養學生的創新能力，從而使學生的綜合素質得到進一步提高，使他們能更好地適應社會需要。CAD也很好地縮短產品開發和設計周期，當前CAD技術也要不斷進行創新和發展，實現機械制圖的自動化，提高工作人員的工作效率。軟件使用者要不斷加深自身的知識，加強對當代設計技術的有效利用，促進機械制圖工作水平的提高。

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