三维CAD技术在机械设计中的运用分析

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　　摘 要：三维CAD技术是全新的计算机技术，在当前很多行业中均有应用。本文从机械设计角度分析三维CAD技术在机械设计中的运用优势，剖析三维CAD技术在机械设计中的实际应用，掌握机械设备的运行原理，为后期机械设计提供参考。总结未来机械设计中三维CAD技术的发展趋势，旨在充分发挥机械设计中三维CAD技术的真正价值。
　　关键词：三维CAD技术 机械设计 建模 CAE软件
　　中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）04（c）-0117-02
　　三维CAD技术在各个行业中均有应用，不仅为行业发展提供动力，而且也提高了行业的技术性。机械设计行业作为推动我国经济发展的主要动力，机械设计与生活息息相关。机械设计中必须根据设计原理谋划设计计划，并且对机械结构进行准确计算与测量。三维CAD技术在机械设计中的应用，为机械设计提供更多方便，并且保证机械设计的准确性与设计质量。
　　1 三维CAD技术在机械设计中运用优势
　　三维CAD技术利用过硬的技术与方便操作的计算机软件，打破传统机械设计中的局限，从综合设计、优化设计、概念与结构分析、整改设计等方面积极创新，提高机械设计质量的同时，为机械行业节省了很多设计成本。
　　1.1 合理规划机械设计周期
　　三维CAD技术使机械设计周期得以合理规划，进一步提升了机械设计的应用效率与设计效率，从而提升了机械行业的生产效率。尤其是机械设计创新期间，将三维CAD技术应用其中，帮助机械设计实现部分零件设计与制造，有效提高设计准确性。三维CAD技術中，对于不能单独设计的零件，则将之前的记录信息录入分析，得出最恰当的子设计方案，不仅达到机械设计效率提升的目的，同时也增强了机械设计能力，为机械产品创新提供机会。
　　1.2 机械产品进程被提高
　　机械设计中应用三维CAD技术，在机械设计过程中为其赋予渲染与着色功能，同时三维效果图十分清晰立体，为机械设计人员观察机械产品外观、内部结构等提供了方便，并且也对最终设计方案的决定、设计计划审批以及机械新产品开发等产生推动作用。三维CAD技术主要以计算机为载体，扩大机械设计人员的知识范围，同时锻炼机械设计人员的设计能力，提升设计人员观察力、表达力，提高机械设计质量[1]。
　　1.3 提高机械设计保管力度
　　三维CAD技术技术在机械设计中的应用，在很大程度上提高了机械设计对材料保管的重视。通过计算机硬盘、软盘方式，将三维CAD机械设计内容进行存储，按照图片、视频等文件方式进行归类，并且还能够将机械设计内容过渡到光盘或者U盘等设备上，方便机械设计人员查看。以计算机扫描仪设备，在计算机界面寻找相关内容，科学预防机械设计资料丢失或者资料破坏等，同时也杜绝了纸质机械设计材料在存储期间受潮或者丢失、虫蛀等问题的发生。
　　1.4 一体化设计的实现
　　三维CAD技术在机械产业中的应用，为机械设计提供更多便利，作为先进的信息技术类型，三维CAD技术包含多种设计与处理功能，在一定程度上帮助机械设计实现了一体化设计。三维CAD技术运用DXF输出的方式，将机械设计文件实施共享，并且还可以共享其他CAM软件。三维CAD技术是对平面设计绘图功能的升级与丰富，为机械设计带来更多方便，提高了机械产业设计与生产效率。
　　2 三维CAD技术在机械设计中的运用
　　2.1 三维CAD技术与建模
　　机械设计中，建模的实现将机械设计更加直观的呈现出来，并且全方面的观察设计结构。建模设计的实现就依靠三维CAD技术，此技术通过框架在立体与表面的技术形式，帮助机械设计完成建模。建模形态多样，各种简单图形全部是三维CAD技术建模的选择。当然如果机械设计结构较为复杂，则需要以布尔运算的方式，将机械设计结构进行排列组合，以此来应对机械设计结构的多样化、层次化与复杂化。三维CAD技术建模具有灵活性与调整性特点，结合具体机械设计需要，对设计内容进行重新运算，由此来获得最终想要的机械设计图案。建模在机械设计中的实现，不仅为机械设计提供了设计依据，同时也为机械设计解决很多结构设计问题。
　　三维CAD技术建模过程中，机械设计人员直接以计算机为载体进行产品设计，同时还能够进行性能测试。建模构思期间，机械设计人员以三维实体建模方法，深入分析机械产品的有限元，将设计零部件拆分，对比具体的设计尺寸，认清设计尺寸与实体编程存在的区别，由此总结出最理想的机械零部件设计与组合方法[2]。如三维钢架结构建模设计，机械设计人员结合生产要求，将实验设计参数进行统计，根据参数内容确定初期设计方案。建模期间产品零部件的机械设计，需要与建模数据规模进行整合，从而确定最佳机械设计方案。将设计模块导入建模框架，参考同类建模零件与机械设计知识，设定详细的机械设计资料，完成三维钢架建模工作。
　　2.2 三维CAD技术与机械设计方案
　　三维CAD技术与机械设计方案之间的运用，主要从零部件角度出发。机械设计期间需要将基本零部件进行重组与排列，从而形成全面、系统、科学的设计方案。三维CAD技术具备设计功能的同时，还具备编辑功能。机械设计人员只需要根据提前制定好的设计方案，在三维CAD技术编辑功能作用下将独立部件进行排列重组，即可获得全新的机械设计方案。部分机械设计中，涉及到多样零部件，并且零部件排列与组合十分复杂。对此三维CAD技术通过对零部件旋转的方式，重新将零部件进行组合，由此获得新的零部件，根据新的零部件调整机械设计方案，获得全新三维方案，保证机械设计方案内容更科学，提高机械生产的质量。机械设计方案制定过程中，必须科学应用CAD软件开发系统，以平面设计、立体设计、曲面设计以及数据分析等方式，将设计方案的每个细节加以完善。
　　2.3 三维CAD技术与机械CAE软件
　　机械设计中，CAE软件主要用于机械结构优化、机械方案对比、设计方案分析等，利用CAE软件的分析，确定机械设计方案科学合理，规范机械设计方案内容。将三维CAD技术与机械CAE软件相结合，从建模方面出发，三维CAD技术负责完成建模设计，CAE软件负责对建模设计进行分析，及时发现三维CAD技术应用不当情况，保证整个机械设计过程顺利完成。
　　3 三维CAD技术在机械设计中的发展空间
　　机械设计人员应积极应用三维CAD技术，并且对该技术不断学习与熟练掌握，全面挖掘三维CAD技术在机械设计中的价值，使三维CAD技术在机械设计中的发展空间得到扩大，并且发展趋势逐渐朝着规范化、智能化的方向转变。应用三维CAD技术过程中，机械设计应注意与实际设计需求相结合，确保三维CAD技术设计到位，并且充分发挥出三维CAD技术对机械设计的重要性。
　　4 结语
　　综上所述，三维CAD技术的应用对机械设计发展、机械产品质量提升等具有重要意义，将三维CAD技术在机械设计中普及，可以增强机械设计的规范性、安全性。挖掘三维CAD技术的应用价值，从机械设计的建模、CAE软件以及机械设计方案等方面科学应用三维CAD技术，不断完善实际应用中的操作步骤，为机械设计未来发展与设计技术优化创造良好条件。
　　参考文献
　　[1] 牛辰，张贵林.三维CAD技术在机械设计中的实践运用探讨[J].南方农机，2018（16）：40-41.
　　[2] 刘果玲，李光梅.关于三维CAD技术在机械设计中的应用[J].电子制作，2018（8）：99-100.
　　[3] 田炜.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].工业技术创新，2016（3）：577-580.
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