现代机械设计中三维CAD技术优势与应用

黄淑芳

（江西新余国科科技有限公司，江西 新余 338000）

三维CAD技术在计算机技术的大力支持下，获得了迅猛发展，并被广泛应用到各个行业领域当中，尤以机械设计行业最为显著，三维CAD技术在现代机械设计应用中表现出极大的优势，且发挥着不可替代的作用。

1 三维CAD技术

三维CAD技术，是基于计算机辅助设计的一种更深层次新兴技术，由核心的软件系统与物质基础的硬件系统两个重要部分构成，在制造技术中极具先进性。同时，三维CAD技术具有直观性、安全性的特点。从目前的发展情况来看，三维CAD技术发展势态非常好，较高水准的硬件条件可确保设计过程中的零差错，而在软件方面也能够满足及适应现阶段的发展需求。

2 现代机械设计中三维CAD技术的优势

由于三维CAD技术具有直观性、安全性的特点，该技术在现代机械设计行业中应用得十分广泛，表现出较大的优势。

2.1 方便直观的进行机械零件设计

在三维CAD技术的辅助下，该技术的直观性特点方便了设计者进行机械零件的设计，可确保设计过程基本上不会出现差错。首先在装配机械零件的过程中，利用资源查找器可清晰、直观的显示出各零件之间的装配关系，进而提高了零件装配的速度与精确度。同时，在机械产品装配完成后，还可利用三维CAD技术来进行检验和运动仿真，以帮助设计者精准检验零件装配是否达标。其次，在修改机械零件的过程中，由于在装配过程中资源查找器已经记录了零件装配的全过程，并在计算机上列出了零件制成的所有指令，所以当设计者需要修改零件时，只需在相对应的指令上操作即可，方便而快捷。

2.2 设计周期缩短且保证质量

计算机三维CAD系统中具有较强且多样的功能性，能够满足设计者多方面的设计需求。在三维CAD系统设计中，设计者可根据相邻零件的形状与位置，来设计新的机械零件，且大部分的零件可以保留样本。因而，当设计者进行新机械设计开发时，可直接使用之前的基础零件样本，然后重新设计与制作一些关键的零部件，提高机械零件设计的效率。同时，三维CAD系统拥有高度变型的设计功能，利用快速重构原理与方式来进行新机械的设计，从而能够在极短时间内设计出一个全新的机械产品。此外，三维CAD技术采用先进的设计方法，并结合信息技术、CIMS对产品进行设计和生产制造，这不仅实现了机械设计周期的缩短，而且还保证了设计产品的质量。

2.3 数据安全性的保障

三维CAD技术为机械设计者提供了一个计算机作业的平台，机械设计的全过程都在计算机上操作，设计的所有图样、数据、资料全部保存在计算机系统当中，从而避免了传统图纸作业过程中，相关资料的丢失及设计过程中资料使用时的不方便。同时，设计者还可以加密保存与维护，在计算机系统中的机械设计资料，以防止病毒或外人的恶意侵害。在三维CAD技术的支持下，利于保障现代机械设计中的数据安全性，以减少不必要的损失。

3 现代机械设计中三维CAD技术的应用分析

现代机械设计中，三维CAD技术的应用贯穿于整个设计过程，从机械零件实体建模、生成实体装配图、模具的集成制造三个过程，来分析技术的应用。

3.1 机械零件实体建模过程中的应用

鉴于三维CAD技术具有直观性、立体性的优点，计算机三维CAD系统为机械零件的实体建模提供了三种模型，即线框模型、表面模型、立体模型。在三维CAD技术软件中，一般会自带一些简单的图形，如圆形、楔形体、圆柱体、立方体等，设计者可以利用系统功能中的布尔运算，将自带的图形进行一系列的排列组合及运算，以构造出一些复杂多样性的结构，最终在结合设计者的心中想法来设计出心中的图案。在经过一系列操作之后，设计者根据机械设计方案来进行机械零件的实体建模，进而得出机械产品零件的三维实体模型。

3.2 生成实体装配图过程中的应用

在完成机械零件的试图建模之后，就要生成实体装配图。在这个过程当中，设计者可通过三维CAD技术软件的三维编辑功能来完成，根据设计方案将各个独立性的机械部件进行排列组合，尤其是那些复杂零部件在分析其所在坐标及运动位置后，进行合理排列组合，以获得新的部件。而后，利用三维CAD系统中的数据分析、曲面造型、立体构筑等功能进行机械零部件的装配，最终完成实体装配图的生成，从而确保机械设计方案的顺利形成，便于设计方案的进一步实施。

3.3 模具集成制造过程中的应用

机械设计的最后一道程序便是模具的集成制造，根据设计方案来制造与生产出实际的机械产品。当然，在机械产品的模具集成制造过程中同样离不开三维CAD技术的辅助与支持，机械设计工作人员结合利用模具CAD技术与模具激光快速成型技术来进行模具集成制造。设计工作人员通过三维CAD系统中的多个功能模块来构建工程数据库，充分结合三维CAD技术与机械CAE软件，以保证机械实体造型的合理性、可行性，最终促进模具集成制造的顺利进行。

［1］贾春玉.CAD技术在机械制造业的推广应用［J］.信息技术，2001，（02）:5-6.

［2］杨海荣.现代机械设计的创新方法研究［J］.机电信息，2011，（18）:161-162.