三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：作為計(jì)算機(jī)技術(shù)較早應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)，在隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，其設(shè)計(jì)手段也發(fā)生了革命性的變化。三維CAD技術(shù)的運(yùn)用將機(jī)械設(shè)計(jì)推向一個(gè)日漸成熟的高度。本文對(duì)三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)用進(jìn)行了一個(gè)簡(jiǎn)單的闡述，以促進(jìn)人們對(duì)三維CAD在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展優(yōu)勢(shì)與發(fā)展趨勢(shì)有一個(gè)更好的把握。

關(guān)鍵詞：三維CAD；應(yīng)用

前言

對(duì)于學(xué)機(jī)械的學(xué)生來說，機(jī)械設(shè)計(jì)是必須要學(xué)習(xí)的科目，也是必不可少的。機(jī)械制圖也是機(jī)械類學(xué)生必須要掌握的一個(gè)技術(shù)，高校對(duì)機(jī)械類學(xué)生的培養(yǎng)首先是通過機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)掌握設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，然后在通過學(xué)習(xí)手工制圖對(duì)機(jī)械零件和機(jī)械部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，手工制圖是學(xué)習(xí)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的基本功。但是手工制圖也是有缺陷的，因?yàn)樗淖鲌D的效率低，所以在實(shí)際的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中，一般都會(huì)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件CAD進(jìn)行制圖。但是有的時(shí)候利用二維CAD軟件進(jìn)行較復(fù)雜的圖形設(shè)計(jì)時(shí)，由于圖紙的復(fù)雜和規(guī)模大，就容易出現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)的缺漏等缺陷，也會(huì)影響加工人員對(duì)零部件的加工和制造。這就需要使用三維CAD軟件對(duì)機(jī)械零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，三維軟件具有智能化和簡(jiǎn)便化的特點(diǎn)，畫出三維圖后只需通過投影就能得到二維圖紙，非常的方便，利用三維CAD軟件進(jìn)行機(jī)械制圖也越來越常見。

1.三維CAD制圖的定義

通俗來講三維CAD制圖就是將機(jī)械零部件的三維結(jié)構(gòu)圖畫出來，它還能對(duì)設(shè)計(jì)出來的機(jī)械零件進(jìn)行有限元分析和模擬，分析零部件的應(yīng)力、變形，還能優(yōu)化設(shè)計(jì)。三維CAD軟件內(nèi)包含非常多的基本圖形文件庫(kù)和很多操作模塊，這些都使三維制圖變得非常方面，畫出三維圖后只需通過投影就能得到二維圖紙。設(shè)計(jì)出的三維機(jī)械零部件更加的直觀和簡(jiǎn)明，更容易被機(jī)械零部件加工人員看懂。現(xiàn)在設(shè)計(jì)的零部件有很多需要優(yōu)化，這些都需要利用三維CAD軟件進(jìn)行仿真和模擬來進(jìn)行優(yōu)化。學(xué)好三維CAD軟件也是一個(gè)最基本的技能。

2.三維CAD軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的使用

2.1.變量化與參數(shù)化設(shè)計(jì)的功能

大家都知道，利用二維CAD軟件進(jìn)行畫圖時(shí)，通常所畫的長(zhǎng)度、角度等經(jīng)過標(biāo)注后，如果尺寸需要改就只能重新畫，不能進(jìn)行智能的修改。但使用三維CAD軟件進(jìn)行作圖時(shí)，由于變量化和參數(shù)設(shè)置模塊的設(shè)計(jì)，如果有需要修改的尺寸，只需要雙擊該圖形就能進(jìn)行修改，使得作圖非常的方便。并且在三維CAD軟件里面，可以對(duì)畫好的機(jī)械零部件進(jìn)行裝配，這樣的話再通過將三維圖形進(jìn)行投影得到二維的裝配圖，并且也會(huì)自動(dòng)生成各種標(biāo)注。通過使用三維CAD軟件作圖能夠減少很多的時(shí)間和降低很多人力消耗，能很大程度地提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的效率，也能為公司創(chuàng)造更高的效益。

2.2.設(shè)計(jì)零部件更直觀與易懂

當(dāng)進(jìn)行機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)和作圖時(shí)，作圖人員一般都希望直接作出三維的結(jié)構(gòu)圖。但是使用手工作圖只能畫出最簡(jiǎn)單的三維圖，當(dāng)遇到比較復(fù)雜的三維圖時(shí)，手工制圖就不能滿足要求了。這時(shí)機(jī)械制圖人員就會(huì)考慮到計(jì)算機(jī)輔助制圖軟件的應(yīng)用，機(jī)械制圖人員可以使用三維CAD軟件畫出任意形狀和規(guī)格的機(jī)械零部件，還可以在三維CAD軟件中對(duì)機(jī)械零部件進(jìn)行裝配。這樣所畫出的三維結(jié)構(gòu)圖就更直觀和易懂，再通過將三維圖形進(jìn)行投影得到二維的裝配圖，并且也會(huì)自動(dòng)生成各種標(biāo)注。

2.3.優(yōu)化機(jī)械零部件進(jìn)和進(jìn)行仿真

在以往的機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)時(shí)，一般都是根據(jù)理論公式對(duì)零部件的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)、規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是在實(shí)際的工況中和理論的計(jì)算值是有很大的差別的，設(shè)計(jì)出的零部件要么不能滿足強(qiáng)度要求，要么浪費(fèi)零部件的使用材料?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)零部件時(shí)一般可以使用三維CAD軟件進(jìn)行機(jī)械零部件在實(shí)際工況中的仿真和模擬，檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的零部件是否能夠達(dá)到使用要求，并且能夠模擬出滿足使用條件的最優(yōu)化形狀和尺寸。這樣就能夠大大的減少材料的使用和零部件的體積。

3.三維CAD軟件的發(fā)展方向

用戶的要求是在不斷地變化的，他們?cè)絹碓阶非笕SCAD軟件功能的多樣化和使用的簡(jiǎn)便化，這也促進(jìn)了三維CAD軟件向著以下幾個(gè)方面發(fā)展：1）集成化：用戶也一直追求三維CAD軟件的容積的最小化，希望在最小的容積里面實(shí)現(xiàn)最多的功能，這也要求CAD技術(shù)向集成化發(fā)展；2）規(guī)范化：現(xiàn)在用戶也在越來越多的使用CAD技術(shù)，為了是一個(gè)用戶是畫的圖能夠被另外的用戶所讀懂，這就要求要有一個(gè)規(guī)范的樣板來進(jìn)行規(guī)范；3）智能化：為了是三維CAD軟件和技術(shù)能夠更容易的被用戶所掌握的和使用，就要對(duì)它的框架結(jié)構(gòu)和界面進(jìn)行智能化的設(shè)計(jì)。

4.結(jié)論

將計(jì)算機(jī)軟件或者是計(jì)算機(jī)控制器應(yīng)用到機(jī)械制圖中已經(jīng)是一個(gè)不可阻擋的趨勢(shì)。我國(guó)在智能化制造上還要進(jìn)行不斷的努力和創(chuàng)新，這樣才能保證我國(guó)的制造業(yè)趕上國(guó)外的水平。三維CAD軟件的技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用也促進(jìn)了機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的發(fā)展。三維設(shè)計(jì)軟件的技術(shù)的使用功能也在不斷地發(fā)展和完善，這樣才能滿足用戶的使用要求，所以只有盡快將三維CAD軟件和技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)才能夠促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，才能夠保持我國(guó)制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，使我國(guó)在機(jī)械制造行業(yè)立于不敗之地。同時(shí)要了解三維CAD 軟件和技術(shù)發(fā)展的方向，能夠促進(jìn)更高版本的 CAD 軟件的發(fā)展和開發(fā)。

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