三维CAD技术对机械设计的影响分析

臧凯

摘 要：CAD技术的开发与应用，在机械设计的发展中具有划时代的意义。通过CAD技术的运用，将设计人员从繁重的劳动中解脱出来，不仅提高了设计的效率，还提高了设计的质量。而CAD技术从二维到三维的进化，对于机械设计的发展更是具有深远的意义。文章对三维CAD技术和机械设计的含义进行了阐述，对三维CAD技术的发展状况和对机械设计的影响进行了分析。

关键词：三维CAD技术；机械设计；影响；分析

引言

作为一项技术性的工作，机械设计从产生到发展，已经具有几百年的历史，随着经济的发展，科学技术的进步，机械设计领域也发生了翻天覆地的变化。现代社会对机械产品提出了更高的要求，对于机械设计的要求也日益增多，为了满足这些要求，必然导致与之相关的技术以更快的速度发展和创新，因此，三维CAD技术也在不断更新变化中得以快速发展。文章对三维CAD技术在机械设计中的应用以及对于机械设计的影响进行了简要的分析。

1 机械设计和三维CAD技术的含义

1.1 机械设计的含义

机械设计顾名思义也就是指设计机械产品的工作领域，具体说来就是依据机械的使用要求，设想、分析并计算机械的运转原理、整体构造、运转模式、能量传递方式、每一个零件的尺寸、材质和形状等等各种方面，并且将它们转化成为具体的能够作为制造依据的描述。

1.2 三维CAD技术的含义

我们通常所说的CAD，即计算机辅助设计，属于先进制造技术的范畴。而三维CAD技术则是在CAD的基础上，更加深化的、更深层次的、先进的计算机辅助设计技术。作为一项计算机技术，三维CAD技术也毫不例外，仍然由软件和硬件两部分组成。作为三维CAD技术的核心，软件系统具有十分重要的作用，三维CAD技术所具有的功能都取决于软件系统。而三维CAD技术的物质基础则由硬件系统来承担。

2 三维CAD技术的发展状况

目前，我国的三维CAD技术已经获得了很好的发展，无论是硬件方面还是软件方面，都具有了较高的水准，几乎不会出现错误，比较适应当前机械设计发展的需求。现在经常采用的软件如Pro/E、I-DEAS、UG、Solid-Works、Solid-Edge、CADAM、CADDS等，大多数软件不仅能够完成三维造型，还具有CAM、CAE等功能，远远超过了二维CAD技术。经济的发展和科技的进步，促使计算机的质量和性能也日益提高，信息技术趋向智能化的处理方式，再加上多媒体技术的广泛应用，三维CAD技术也进入了快速、稳定的发展阶段，向着集成化、开放化、智能化的方向而发展。我国的三维CAD技术虽然已经取得了一定的成效，然而同世界上的发达国家相比较，还存在着一定的差距。此外，人们对于三维CAD技术的要求也越来越高，因此，对于三维CAD技术，需要进行更深入的研究，运用各种高新科技和技术手段，不断提高三维CAD的技术水平，正确地把握三维CAD技术的发展趋势，使其得到更加广泛的应用。

3 三维CAD技术在机械设计中的应用及影响

3.1 三维CAD技术在机械设计中的应用

在机械设计中，应用三维CAD技术可以进行三维实体建模、模具的集成制造、工程分析、设计审查与评价、计算机辅助绘图、工程数据库的建立及操作、工程设计信息的处理、检索和交换等方面。

3.2 三维CAD技术对于机械设计的影响

3.2.1 能够缩短机械设计的周期

机械产品通常具有对称性和相似性的特点，而则具有很强的可复制性和灵活行的优点，因此，在利用三维CAD技术来进行机械设计时，对于相似的零件，只需要对其中某些参数进行修改，而其他参数相同的部分就可以继续沿用之前设计出的零件的参数，例如，可以利用相邻零件的形状和位置参数，加以适当的就该，就可以设计出全新的机械零件，这样，就节省了很多时间，提高零件设计的效率。值得一提的是，通过采用快速重构的方式，可以非常有效地节省机械设计的计划时间，把时间缩短到原来的三分之二，这就是三维CAD系统所具有的高度变型设计的功能。通过进行高度变形设计，可以在极短的时间内就设计出全新的机械产品，使机械设计的速度得以提升，缩短了机械产品从研发设计到投入生产的时间，即缩短了机械产品的生产周期。目前，机械行业的竞争非常激烈，早日设计出新产品并投产，就意味着早日获得经济效益。因此，利用三维CAD技术缩短机械设计的周期，具有非常深远的意义。

3.2.2 方便直观地装配零件

在三维CAD系统中，资源查找器中的装配路径查找器具有记录零件之间的装配关系的功能，因此，在进行机械零件的装配时，如果零件之间存在干涉现象，或是装配不正确，通过资源查找器就可以对零件的装配实施静干涉检查，这样就可以及时发现错误，进而重新装配或者修改设计，有效避免了全部设计完成后才发现错误，进而导致所有相关设计都要进行修改的可能性，因此，提高设计的效率的同时也保证了设计的正确性。此外，三维CAD系统还具有隐藏机械零件的功能，为了观察内部零件的装配结构，可以将外部零件隐藏，从而检验装配是否达到要求。

3.2.3 方便直观地修改零件

在某一机械零件设计完成的同时，通过查看零件环境中的资源查找器，就可以获得完成该零件的所有指令，而这些指令包含了设计这个零件的相关信息，因此，只要對这些信息中的特定参数进行修改，就能够完成对零件设计的修改，其操作非常简单、灵活。而且这种修改不仅仅是在零件环境，在装配环境也可以进行轻松的修改。通过选择将要修改的零件，就可以转入零件环境，从而完成零件修改的过程。

3.2.4 有利于提高机械设计的技术水平和产品质量

在机械产品的设计过程中，可以采用CAD设计方法进行优化设计，从而提高设计的技术水平，而在机械产品的生产过程中，则可以采用CIMS对产品进行生产制造，从而提高产品的质量。这也就是所说的机械设计与信息技术有机结合的生产方式。

3.2.5 有利于加强机械设计者的现代化设计意识

三维CAD技术给传统的设计模式带来了根本性的变革，是一种全新的、有着巨大发展潜力的、以高科技为背景的高端设计技术。三维CAD技术已经被广大企业和设计人员所使用，因此，为了更好的掌握和运用这项高端的技术，必将促进设计人员努力学习理论知识，不断积累实践经验，掌握最新的信息、技术、方法，同时，作为设计人员，还要以现代化的思维方式来进行设计，只有这样，才能做到机械设计工作的与时俱进，而不是落后于时代。

4 结束语

制造业的飞速发展推动了机械设计的进步，而新兴的三维CAD技术在机械设计领域的引入，则具有划时代的意义。三维CAD技术不仅突破了传统设计模式的限制，还引入了现代设计理念，因次，具有先进性和高科技性的特征，是推动机械制造业快速健康发展的重要保障。为了摆脱重制造、轻创造的局面，对三维CAD技术进行更深入的研究和应用势在必行，从而使机械产品设计、制造的水平得到进一步的提升。

参考文献

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[2]温月祥.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].湖南农机，2011（07）.

[3]陈骏志，李园，等.分析三维CAD技术在机械设计中的应用[J].科技视界，2013（18）.