淺談機(jī)械設(shè)計(jì)中三維動(dòng)畫創(chuàng)作與應(yīng)用

【摘?要】現(xiàn)階段三維動(dòng)畫在機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用上己經(jīng)得到了很大的成效，越來越多的機(jī)械設(shè)計(jì)人局己經(jīng)開始更加廣泛的使用三維動(dòng)畫技術(shù)作為設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)，所以在這項(xiàng)技術(shù)的未來發(fā)展中。相關(guān)的技術(shù)人員還應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的完善和優(yōu)化，才能夠讓這項(xiàng)技術(shù)更加推進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。基于此，本文將看重分析探討三維動(dòng)畫在機(jī)械設(shè)計(jì)中的創(chuàng)作與應(yīng)用，以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)制造;三維動(dòng)畫;創(chuàng)作;應(yīng)用

1機(jī)械設(shè)計(jì)中三維動(dòng)畫創(chuàng)作與應(yīng)用的優(yōu)勢

談起機(jī)械設(shè)計(jì)，人們印象中最熟悉的應(yīng)該就是手工機(jī)械繪圖了。沒錯(cuò)，在三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)軟件還未崛起的時(shí)候大部分都是使用這樣的方法，然而隨著三維設(shè)計(jì)軟件的快速發(fā)展和普及，這種現(xiàn)象已經(jīng)非常少見了。手工機(jī)械繪圖具有很大的局限性，有時(shí)候會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力和財(cái)力，并且制作和修改都較為困難。然而，運(yùn)用三維動(dòng)畫軟件將會(huì)變得更高效，設(shè)計(jì)師將不會(huì)受外界條件干擾，只需要一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一個(gè)三維軟件即可，而且使用三維動(dòng)畫比手工繪圖更加直觀，它可以將局部放大，從而觀察細(xì)節(jié)，并且發(fā)現(xiàn)錯(cuò)課后可以及時(shí)在現(xiàn)有模擬的圖紙上進(jìn)行改正，同時(shí)也便于創(chuàng)新。這樣不但節(jié)省了人力和物力，更重要的是還節(jié)省了資源。所有參與設(shè)計(jì)人員可以在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行同步交流，而不用對(duì)著圖紙面談，這對(duì)于機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是具有跨時(shí)代意義的。

2機(jī)械設(shè)計(jì)中三維動(dòng)畫創(chuàng)作應(yīng)用

2.1裝配圖和零件的建模

利用三維CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)工作是十分高效的，可以對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作進(jìn)行比較全面性的輔助，尤其是在設(shè)計(jì)中的裝配圖和零件的模型建造上被更加深刻的利用，也得到了非常好的設(shè)計(jì)效果，所以具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。設(shè)計(jì)人員在講行具體的操作過程中，會(huì)講行機(jī)械設(shè)計(jì)的線框、表面和實(shí)體的建模工作。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)的過程中還要對(duì)不同類型和樣式的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過三維CAD技術(shù)的應(yīng)用軟件將它們加入到整體的設(shè)計(jì)模型當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員還可以利用并、交和差等布爾運(yùn)算的方式加入到其中進(jìn)行計(jì)算。在對(duì)比較復(fù)雜的零件進(jìn)行改造的時(shí)候，由于零件拆分的過程非常困難，所以三維實(shí)體的模型就能夠有效的對(duì)零件進(jìn)行合理的拆分，從而形成新的零件基本體，在裝配圖和零件的設(shè)計(jì)完成之后，機(jī)械的整體模型建構(gòu)也就基本完成了。

2.2機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)

三維CAD技術(shù)不僅能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)中的裝配圖和零件進(jìn)行設(shè)計(jì)，也能夠?qū)C(jī)械產(chǎn)品中的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用三維CAD技術(shù)的應(yīng)用軟件，可以進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的整體模型構(gòu)建，還能夠通過動(dòng)畫播放的形式，讓機(jī)械模型更加立體的全面的呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員的面前，所以通過這種形式，設(shè)計(jì)人員就可以利用軟件進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)。

2.3三維實(shí)體建模分析

三維實(shí)體建模的過程，就是設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行產(chǎn)品制造、性能測試的過程。三三維實(shí)體構(gòu)思的過程中，設(shè)計(jì)人員需要使用計(jì)算機(jī)三維實(shí)體建模的方法，對(duì)產(chǎn)品的有限元進(jìn)行深入分析。在分析的過程中，技術(shù)人員需要將機(jī)械中的零部件進(jìn)行拆分，對(duì)比其設(shè)計(jì)尺寸與三維實(shí)體工藝編程之間的區(qū)別，最終調(diào)試出最佳的零部件組合方法。產(chǎn)品設(shè)計(jì)上在現(xiàn)代化的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)師運(yùn)用多種機(jī)械設(shè)計(jì)和制作手段方面的創(chuàng)新，綠色理念指導(dǎo)下的機(jī)械設(shè)計(jì)工作，需要設(shè)計(jì)人員從全局性的設(shè)計(jì)思維出發(fā)，最終落實(shí)到大型機(jī)械制造的局部。大型機(jī)械的生產(chǎn)的過程中，很容易出現(xiàn)由于部分零件損害，導(dǎo)致了整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)出現(xiàn)問題的情況。對(duì)于同一行業(yè)的不同品牌機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，相關(guān)部門一定要做好零配件產(chǎn)品的型號(hào)參數(shù)設(shè)計(jì)統(tǒng)一性設(shè)計(jì)。以三維鋼架結(jié)構(gòu)快速建模系統(tǒng)與生產(chǎn)為例，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)本公司的試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)為要求，確定初期的設(shè)計(jì)方案，對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品中的零部件表達(dá)方法和數(shù)據(jù)規(guī)模進(jìn)行整合分析。確定了最終的設(shè)計(jì)方案和模塊導(dǎo)入框架之后，技術(shù)人員需要依據(jù)同類型的建模零件實(shí)體、以及機(jī)械相關(guān)知識(shí)和相關(guān)資料進(jìn)行工藝特征設(shè)定。在三維裝備體建模及其干涉檢查的過程中，對(duì)具體的物理參數(shù)設(shè)計(jì)工程進(jìn)行計(jì)算和分析，保證輸出部分的設(shè)計(jì)文件和圖紙三維轉(zhuǎn)化誤差降低至最低水平。

2.4方案形成時(shí)的應(yīng)用

當(dāng)機(jī)械設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)零部件就緒狀態(tài)下，對(duì)這些基礎(chǔ)零部件實(shí)施加工、重組，并采取有效的排列組合，便可得到一套較為完整的機(jī)械設(shè)計(jì)方案。對(duì)于三維CAD技術(shù)來說，其自身擁有編輯功能，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，可依據(jù)設(shè)計(jì)原來方案，做到對(duì)一個(gè)個(gè)單獨(dú)部件的排列組合。若是零部件太多繁雜，則設(shè)計(jì)人員必須采用該技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)方式來得到和排列組合相對(duì)應(yīng)的新部件，從而高效、高質(zhì)量的完成一套完成三維方案的制定。此外，在機(jī)械設(shè)計(jì)方案制定中，還需對(duì)ACD/CAM軟件開發(fā)系統(tǒng)的運(yùn)用做到有效關(guān)注。該系統(tǒng)可通過平面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、曲面造型及立體構(gòu)筑等多種途徑完成數(shù)據(jù)的應(yīng)用和管理，進(jìn)而保證機(jī)械設(shè)計(jì)方案得以順利完成與實(shí)施。

3技術(shù)未來發(fā)展趨勢

（1）向智能化發(fā)展當(dāng)前CAD技術(shù)已經(jīng)有了一定的智能化內(nèi)容，但在社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，未來CAD技術(shù)將更快的向智能化發(fā)展。在三維CAD技術(shù)的應(yīng)用中都是通過計(jì)算機(jī)操作來實(shí)現(xiàn)的，將人們?cè)趯?shí)踐過程中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)編入到程序中，建立起完善的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，同時(shí)不斷的提升計(jì)算機(jī)的辨別能力，真正的實(shí)現(xiàn)智能化建設(shè)。（2）向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展CAD技術(shù)是依靠網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)來進(jìn)行發(fā)展的技術(shù)。在未來社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展下，CAD技術(shù)也會(huì)逐漸的向網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變。同時(shí)CAD技術(shù)當(dāng)中的虛擬空間模式比較明顯，通過虛擬空間的模型建立能讓人們更加直觀的看到設(shè)計(jì)中所存在的問題和優(yōu)勢，并對(duì)此提供相應(yīng)的參數(shù)，幫助進(jìn)行設(shè)計(jì)的變更。這說明了三維CAD技術(shù)的虛擬網(wǎng)絡(luò)化的重要作用將在未來展現(xiàn)出更好的一面。（3）向規(guī)范化發(fā)展三維CAD技術(shù)的規(guī)范化主要指的是，CAD技術(shù)不再是只追求功能上的強(qiáng)大，同時(shí)也會(huì)與實(shí)際的情況來進(jìn)行結(jié)合，保證CAD技術(shù)的開發(fā)和研究能得到真實(shí)的應(yīng)用，使CAD技術(shù)行業(yè)得到規(guī)范化。此外，在進(jìn)行使用的過程中還應(yīng)重視其對(duì)STEP體系的應(yīng)用，將二者相結(jié)合，使參數(shù)向模型轉(zhuǎn)化中所存在的問題得到快速的解決。

4結(jié)束語

總而言之，三維動(dòng)畫是計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的一種新時(shí)代產(chǎn)物，它是在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)虛擬的世界，設(shè)計(jì)師要在這個(gè)三維世界中按照所要設(shè)計(jì)對(duì)象的形狀和尺寸從而設(shè)計(jì)出一個(gè)模型，接著根據(jù)設(shè)計(jì)要求去模擬模型的運(yùn)動(dòng)軌跡、虛擬攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)和其他動(dòng)畫參數(shù)，最后為模型賦上其所要求的材質(zhì)，并打上燈光。在機(jī)械設(shè)計(jì)中有效應(yīng)用三維動(dòng)畫可以切實(shí)提升工作效率，因此有必要在以后的工作中得到我們進(jìn)一步研究探析。

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作者簡介：

解巍偉，男，安徽省六安市，本科，就讀于遼東學(xué)院化工與機(jī)械學(xué)院B1706機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)，學(xué)號(hào)：0612417003。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

（作者單位：遼東學(xué)院化工與機(jī)械學(xué)院）