AutoCAD三維技術在機械設計中的應用

文/王春艷 明亮，洛陽職業技術學院

信息化科技時代的到來，諸多先進的信息化技術、科學技術等不斷被研發出來，被應用到各個領域，旨在為各個行業提供相應的技術支撐，以促進行業經濟的進一步發展。新時期，AutoCAD三維技術成為現代機械制造行業之中必不可少的重要技術之一，是建立在二維AutoCAD技術基礎之上而研發出來的，實現了技術不斷革新，技術成熟度明顯增強，被廣泛的應用到機械設計之中，進而可大大提高機械設計水平，利于促進機械制造業經濟的全面發展。

1 AutoCAD三維技術的相關概述

AutoCAD三維技術具有先進性、智能性、開放性與集成性的特點，屬于一種輔助性的設計工具，且該工具形式為軟件，將此種技術應用到設計之中，能實現對設計對象的分析、修改與優化的目的。相較于傳統設計技術，AutoCAD三維技術的功能更為強大，操作起來更為簡單、便捷，設計處理更為精細，精度高，因此，被廣泛的應用到機械設計方面。在機械設計中應用AutoCAD三維技術，能大大提高產品的設計質量。以往的機械設計方法局限性很強，特別是部分流程需要進行人工操作時，就會導致在設計中產生比較大的偏差，如實體演示、人工繪圖等，一旦存在明顯的差異，就要對設計圖進行反復的修改，情況嚴重的需要進行重新設計，采取此種方法，會耗費大量的時間，設計難度也會逐步加大，設計精度不高，極易引發資源浪費現象，會對機械制造業的發展構成威脅。將AutoCAD三維技術應用其中，能及時解決與處理以往機械設計中所存在的問題，充分簡化了整個設計流程，且設計精度更高，同時能在短時間內獲取足夠的設計信息，能加快設計進度，以促進機械設計工作的高效開展，以求為機械制造提供良好的依據。

2 AutoCAD技術對機械設計所帶來的影響

2.1 AutoCAD豐富了機械設計功能

在機械設計當中最為常用的AutoCAD技術為繪圖，AutoCAD的繪圖功能異常強大，主要包括：平面繪圖功能，能用直線、線段、面等方式建立平面圖形；繪圖輔助工具，可以實現對象捕捉以及追蹤；圖形編輯，可以快速的對各種圖形進行多種處理，如拉伸、剪切、縮放等。其次，AutoCAD還允許用戶將文件保存為dxf格式。

2.2 AutoCAD技術提高了機械設計速度

在機械設計過程中，速度是影響效率的一個關鍵因素，AutoC AD技術能夠將復雜的三維模型較為快速的展現在設計者的面前，并且該技術中的高級計算功能使圖形計算及繪制得到快速提升。線段的延長、剪段及縮短能夠有效的減小工作強度和提高工作效率。在最近幾年當中AutoCAD技術得到了進一步的發展，同時機械設計方法也出現了新的變化，現階段機械設計在AutoCAD的輔助之下，使得大量的重復勞動得到簡化，設計人員工作重心逐漸向設計創新方面轉移。

3 在機械設計過程中對AutoCAD三維技術的實際運用

3.1 在機械設計過程中應用AutoCAD三維技術的不足

3.1.1 人員水平較低

由于AutoCAD三維技術本身的復雜性，因此，在對其進行操作的過程中，工作人員需要具有相應的能力和水平，如果工作人員無法保證對該項技術進行科學、準確的應用，就無法保證AutoCAD三維技術對機械設計工作所具有優勢的最大化呈現。但是現階段，大部分企業內部從事機械設計的工作人員，在工作經驗和水平方面均存在一定的欠缺，這也是導致設計成果始終無法得到有效提升的原因之一。

3.1.2 CAD部分作用的喪失

現階段，部分企業在對AutoCAD三維技術進行應用的過程中，在認知方面仍舊存在偏差，也就是說，部分人員將該項技術作為制圖軟件應用在日常設計的過程中，卻沒有從內部對該項技術進行剖析，對其所具有的設計輔助功能加以應用，在這種理念指導下開展設計工作的人員，必然無法將AutoCAD三維技術的全部作用進行呈現。

3.2 在機械設計過程中應用AutoCAD三維技術的優勢

3.2.1 直觀性

在裝配零件的過程中，資源查找器內部所對應的路徑查找器可以對零件裝配關系加以記錄，這樣做最突出的優勢就是，如果在裝配過程中出現某些問題，那么資源查找器能夠在第一時間對錯誤現象進行顯示，并配以相應的說明，為工作人員解決該問題提供科學的參考依據。另外，對于需要經由外部零件，才能完成對內部結構加以了解的機械而言，資源查找器還可以完成對外部零件的隱藏。在機器的裝配工作告一段落后，資源查找器可以根據不同運動對機械所具有的實際要求，通過檢驗的方式，保證設計活動可以與該機械在使用過程中所具有的實際要求相符合，同時對設計環節存在的問題進行修正，避免其不利影響的進一步擴大。

3.2.2 便捷

AutoCAD三維技術可以在對機械進行設計的過程中，能夠通過對相鄰零件所處的位置以及形狀加以改進的方式，完成對零件構造的更改。這種方式不僅便捷、有效，還能夠提升新零件與原有零件所具有的契合程度，從根本上杜絕不同零件之間由于契合程度存在問題，最終影響裝備效果的情況出現。除此之外，設計人員還可以將零件的造型過程，通過動圖的形式呈現在資源查找器之中，這樣做能夠提高工作人員在對設計的全過程加以分析時的準確程度。

3.2.3 有效

在對機械進行設計的過程中合理應用AutoCAD三維技術，還可以縮短設計周期，提升設計效率。在對新機械進行開放式設計的過程中，對該項技術進行合理應用，可以精簡不必要的設計流程，并且通過重新對部分零件加以設計的方式，保證設計活動的高效完成。除此之外，對于絕對多數零件來說，AutoCAD三維技術都與能夠通過對相關信息的合理運用，保證設計質量與效率的提升。

3.3 在機械設計過程中應用AutoCAD三維技術的發展

機械設計工作的目的并不僅僅是通過對某一個或幾個零件進行剖析，完成對機械的設計和生產，而是從整體的角度出發，通過對設計全部流程的考慮，保證機械整體的系統化和科學化。由此可以看出，依賴二維技術的傳統設計理念，已經無法滿足當今社會的要求。因此，將AutoCAD三維技術引入機械設計的相關領域，是社會發展的必然趨勢和結果。

4 機械設計AutoCAD技術應用策略分析

4.1 應用AutoCAD改善機械產品造型

由于硬件設備的不完善，AutoCAD在發展的初期主要是以二維建模作為主，這種設計方法導致大部分設計者腦海中的三維圖形都無法得到有效實現。但是，隨著硬件技術的迅速發展，計算機水平迅速提升，三維圖形的建模已成為現實。通過三維模型，工程師可以從更形象的角度對機械產品的外觀形狀進行觀察，并通過邏輯分析對其造型進行優化設計，同時結合具體的工作原理對產品進行更改，有效改善機械產品造型。

4.2 應用AutoCAD實現產品優化設計

AutoCAD技術作為代替勞動力繪圖的輔助人機交互式繪圖技術，他不僅具輔助功能，還是對設計師腦海中的產品的結構及性能的優化設計，其可應用內部應用程序對產品進行各細節的分析和優化設計，最終完成產品設計。在機械工程師在使用AutoCAD技術進行機械設計的過程當中不能單純的使用AutoCAD進行相關圖紙的繪制，同時還需要利用AutoCAD內部的各種輔助功能對產品進行優化設計，從而提升產品性能，進一步滿足實際使用需求?，F階段許多針對AutoCAD的二次開發軟件已經較為成熟，工程師在使用傳統AutoCAD技術的同時，還需要進一步學習這些二次開發軟件，進一步對機械產品進行優化設計。

4.3 應用AutoCAD進行機械產品結構計算

基于AutoCAD技術的建模方式主要有三種：線性建模、面性建模、體式建模，這些建模方式存在于很多CAD軟件中，從而有效的提高了生產效率。在應用較為廣泛的AutoCAD二次開發軟件當中，大型零件可拆卸為單一零件，同時運用布爾運算應用程序進行運算，得出單一三維模型。需要繪制出的零件可使用AutoCAD中的立方體、圓柱體、球體、環狀體、楔形體及圓錐體6種基本體系進行結構性的分析及計算。隨著AutoCAD技術的發展以及二次開發的完善，AutoCAD在機械產品結構計算中的應用必然就得到不斷的提升。

4.4 應用AutoCAD實現智能化機械設計

當前階段智能化與信息化發展已經成為各行各業的發展趨勢，對于機械行業來說也不例外，雖然AutoCAD使得機械設計突破了傳統手工繪圖的局限性，但是還沒有真正實現信息化智能化機械設計。但是AutoCAD目前正朝著智能化與信息化的方向發展，基于信息系統的AutoCAD設計技術逐漸趨于完善，在未來AutoCAD必將成為智能化機械設計的重要工具。

5 結束語

本文通過分析CAD技術的功能和作用，以及CAD技術在機械工藝設計中的應用作用的探究，對CAD技術在機械工藝設計有十分重要的促進作用。

[1]蔡葛明,雍照章,王華.CAD技術在機械工藝設計中的應用研究[J].機械工程師,2016(01):218-220.

[2]張為民.電火花線切割CAD/CAM集成系統關鍵技術研究[D].浙江大學,2017.