三維CAD技術在機械設計中的應用

摘 要：機械工程隨著計算機的快速發(fā)展中占據(jù)著非常重要角色。除此之外，在計算機三維CAD技術主管方面發(fā)展非常迅猛，CAD技術不單單能夠通過設計圖紙來達到預覽三維圖空間效果圖，并且在三維圖中演示動畫以及虛擬現(xiàn)實技術，仿真技術等都有相應的理論。本文章針對于機械CAD技術的典型特點、用途以及應用，對此技術做出深層次研究。

關鍵詞：三維CAD技術 機械設計 制造工程 計算機信息技術

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0000-00

1 在機械設計中，三維CAD技術所體現(xiàn)出的優(yōu)勢

1.1 機械設計產(chǎn)品的技術跟質(zhì)量含量都明顯提升

如今在組織生產(chǎn)、機械產(chǎn)品設計中人們會大量運用CAD、CIMS這兩個技術。三維CAD技術會依據(jù)產(chǎn)品的特點優(yōu)化設計、進行虛擬設計等前位的技術方法，根據(jù)這種方案會大幅度提高機械設計產(chǎn)品技術以及質(zhì)量。在大型公司若是加工像這樣的產(chǎn)品在不斷完善的情況下，再合理運用CAD 、CAPP、CAM這些軟件，會使得效果錦上添花。

1.2 機械設計產(chǎn)品的周期明顯縮短

要想使得復雜的幾何造型難題能夠很好地解決，那么在使用CAD軟件的時候就要通過布爾運算。它可以自行地組合許多結構復雜的幾何體，而且還能夠自行的生產(chǎn)相應的截交線以及相貫線，使得機械設計的花費時間減少、工作量減輕。我們在CAD軟件的幫助下，僅僅只需要重新設計便可以制造出元件的部分零件。這樣使得我們能夠使用它處理一系列機械設計加工以及處理等問題。此外，CAD還具備能夠高度扭轉(zhuǎn)的功能，我們可以利用這個功能設計出更多的全新的機械設計產(chǎn)品。

1.3 使得裝配零件更加的便利

配置零件的時候資源查找器儲存有零件以及零件之間相互裝配的信息。若是出現(xiàn)裝配不正確的時候，系統(tǒng)便會立即報警，出現(xiàn)提示。另外，系統(tǒng)的某些零件具備引藏的功能。例如當外部零件引藏時我們卻可以清晰的看清內(nèi)部的結構以及運轉(zhuǎn)情況。更為贊嘆的是，當完整的機器配置模型完工以后能夠通過提前演示來觀看機械的運轉(zhuǎn)情況，檢查是否正常。如果出現(xiàn)稍微的不正常情況時，便會出現(xiàn)報錯，這樣我們可以及時地進行修改。

2 在機械設計中，三維CAD技術所發(fā)揮出的運用

2.1 裝配圖和零件的實體建模

表面模型、線框模型以及實體模型是CAD三維技術建模方案的主要體現(xiàn)所在。大多數(shù)體系中都具備實體模型的CAD技術，例如在AutoCAD中三維實體模型便是集中解決“柱體”、“錐體”以及“環(huán)狀體”等結構。相對于簡單的零件，我們可以對它進行分割處理，將其分解成許多的基本模型，再將這些基本體進行三維組件，在布爾運算公式的幫助下得到清晰的三維實體模型圖。

2.2 對零部件進行設計、檢查

針對于三維CAD系統(tǒng)，不單單能夠在裝置的環(huán)境下設計以及制造新的零件，并且針對于相鄰的零件位置、形狀可以設計出新的零件。在這個條件下，它還能確保新零件的飽和度。另外，在資源查找器中找出“零件回收站”使用三維動畫技術可以將去全過程的構造展示出來，使人感受深刻。

3 在機械設計中，三維 CAD 技術所體現(xiàn)的優(yōu)勢

3.1 提高機械產(chǎn)品的技術水平和質(zhì)量

依據(jù)三維CAD技術，如今我們想要提升機械設計的水平，大可以根據(jù)先進的機械設計來得到，而且在產(chǎn)品構造上面可以大力度的優(yōu)化，虛擬設計出現(xiàn)的問題也可以輕而易舉的解決。此外，我們可以利用信息技術和機械產(chǎn)品彼此融合的典型特點，加上三維CAD技術來合理的計劃生產(chǎn)以及相關的工作，這樣便也是為機械產(chǎn)品給以了一個全新的平臺。

3.2 促進零件裝配更方便、直觀

使用三維設計形象的時候以及設計工作人員再次設計零件時，我們可以通過對某些需要的產(chǎn)品進行復雜的三維設計或者三維實體設計，達到產(chǎn)品設計階段的模擬裝配以及運轉(zhuǎn)，使得更加接近實際操作規(guī)程。在這種情況下我們可以簡化我們的工作。

3.3 減少機械設計時間、提升機械設計效率

在三維設計工作中要數(shù)參數(shù)化設計以及完成變化量最為重要。在任何一種CAD軟件都不能滿足參數(shù)化的設計，但是在三維CAD的變量化以及參數(shù)化的軟件設計版塊中零件能夠自動的根據(jù)自身的比例來改變自身結構。一旦零件的尺寸以及形狀發(fā)生變化的時候相關聯(lián)的其他結構關系變化發(fā)生相應的變化，使得工作人員的工作量會大大減少，工作時間也會大大降低，提升生產(chǎn)效率。

4 CAD技術的發(fā)展趨勢

計算機技術的迅猛發(fā)展，從而使得系統(tǒng)的智能化也達到最佳狀態(tài)，三維CAD技術也逐漸向集成化、系統(tǒng)化以及智能化發(fā)展。

4.1 系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的發(fā)展體現(xiàn)在：計算機輔助設計資源的系統(tǒng)哈、交換格式的規(guī)范化和數(shù)據(jù)的標準化。數(shù)據(jù)模型設計最為主要運用的是STEP系統(tǒng)，伴隨著這個系統(tǒng)的標準不斷地快速發(fā)展以及完善，在它設計工程以及集合數(shù)據(jù)模型的想法逐步的成為三維CAD設計系統(tǒng)的重點實驗對象。只是單純的依靠原來的標準是不足以滿足三維CAD數(shù)據(jù)交換標準的。若是加強STEP標準體系那么這個問題可能會得到解決方案。

4.2 集成化

在三維CAD設計中有的人是僅僅它只僅僅的涉及到一個系統(tǒng)的事情，其實事情并非如此，在設計三維設計時，會帶動計算機信息數(shù)據(jù)庫、軟件、硬件以及圖形圖像處理等軟件運用。它是與計算機的輔助設計、輔助工藝流程策劃以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等關鍵性系統(tǒng)都是相互輔助的。隨著這樣的發(fā)展速度，如何在Internet上面構造三維CAD集成化系統(tǒng)會是未來專家的著重關注對象，異地設計三維圖案、協(xié)調(diào)設計以及并行工程等新概念會逐漸的發(fā)展，運用到實際生活中。

4.3 智能化

三維CAD設計的智能化體現(xiàn)在參數(shù)設計以及造型特征的應用上面。參數(shù)和特征應用使得這個軟件便于使用，三維CAD設計軟件才得以被不盡期數(shù)的數(shù)學模型充分的使用。

5 結論

在以日月新的計算機技術發(fā)展情況下，中國的制造業(yè)在不斷地強大，產(chǎn)品的設計創(chuàng)新便悄然注定中國的制造業(yè)將會朝哪個方向發(fā)展。除此之外，三維CAD技術在機械設計中的作用是不可忽視的，如今它得到廣泛的運用那么未來它必然是重點發(fā)展的對象，計算機在未來也會逐步的完善這個方面的功能使得它更好的服務大眾，這也就顯示著三維CAD設計會有一個明媚的未來。

參考文獻

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