三维CAD技术在机械设计中的应用分析

浦嘉浚

摘 要：三维CAD技术以其高度的智能化、直观化的优势在机械设计方面具有广泛的应用，本文围绕三维CAD技术探讨了现代化设计在机械设计领域中的应用过程。

关键词：三维；CAD；机械设计；应用

1三维CAD技术在机械设计中的优势介绍

1.1减少机械设计周期

利用三维CAD技术中仿真以及虚拟情境的技术应用能够大幅度提升机械设计效率。同时在进行新产品迭代生产设计的过程中，往往只需要对系列产品更新的部分予以再设计即可，而不必像传统设计方式中对整个机械构建进行全部的绘制和设计，这种迭代式的设计理念较之传统的设计效率其优势不言而喻。其次利用好三维CAD技术能够实现快速零部件重构的产品设计，这对于新产品研发也是具有重大意义的。因此，三维CAD技术能够减少机械设计的周期，提升产品重构效率。

1.2使得机械设计过程更加直观

三维CAD设计不同于二维的CAD设计，其设计的部件使空间结构是连续的，不仅仅可以进行单独零部件的设计，还可以通过周围的零部件来设计构造新的零件，形成了体系化的设计过程，在零件设计的同时就充分的考虑到了转配过程，这是传统的CAD设计所不具备的优势；另外在动态零部件装配过程中，可以清晰地观察到整个设计模型的装配过程，同时还可将外部构建予以隐藏，更加清晰地了解当前零件的结构。这种动态化设计使得零件设计过程更加直观，对于创新设计的思路提升、零部件整体布局都有着积极的因素。

1.3提升机械设计质量

三維CAD是计算机技术与机械生产相融合的应用型技术，三维CAD在进行机械设计的时候能够利用其优秀的设计方法，通过综合运用有限元受力情况、零部件的虚拟化设计等功能有效提升了机械设计质量。再结合计算机辅助控制（CAM）等技术手段，极其方便地实现由设计、加工、装配等一系列机械制造过程的智能化控制，使得整个机械加工工序具有高度的一致性，从而提升整个机械制造的品控管理。因此，从提升机械设计质量的角度来看，三维CAD技术的有效应用具有重要的意义。

2三维CAD技术在机械设计中的应用分析

2.1零部件以及装配固件的CAD建模

在机械设计中，利用三维CAD技术构建零部件以及装配固件的数据模型是最为常用的应用方式。三维CAD技术可以实现零部件设计的参数化，避免了传统机械设计中固变量的设计形态，这种参数化的设计过程实现了基于装配环境的动态设计，一旦装配环境有所改变，软件可以相应地进行自动匹配，使得设计人员在适应不同设计环境时更加从容，而不必为尺寸改变而进行大量的重复性工作；其次，在进行零部件建模时可以利用软件将所要设计的零件放置在整体的结构布局中，提升零部件的建模完整性。使得机械设计工作在零部件以及装配固件数据模型动态化的构建，从而保障了设计的一致性要求，有效地提升了自动化设计的可用性。总之，利用三维CAD技术构建零部件以及装配固件的数据模型是常见的机械设计应用。

2.2在机械零部件的装配应用

三维CAD技术在机械零部件装配方面的应用同样是非常重要的。可以通过演示的方式将整个构建的零部件装配过程予以动态的展示，借助于这种动态装配展示，设计人员可以发现零部件在设计过程中的不足以及缺陷，同时也可以将装配过程进行优化设计，提升零部件的整体结构性。与装配相对应的分解过程在三维CAD技术应用中也是常见的，零部件的分解作为装配应用的逆过程，通过技术手段可以将特定零部件周围的其他部件进行隐藏处理，更加直观地观察该零部件在整个构件中的分布结构；这种动态的、兼顾局部和整体的装配应用方式，对于机械设计过程的系统性设计具有重要的意义。

2.3检验零部件设计问题

从上文论述的零部件数据模型的构建以及装配过程的应用中不难发现，三维CAD技术在机械设计中，检验零部件的设计问题方面同样具有极大的作用。利用三维CAD技术进行零部件检验，通常有两种途径，一方面是利用“资源查找器”进行查找，另一方面可以在装配动态演示过程中予以分析查找。无论是哪一种检验途径都可以精准定位错误零部件所分布的位置，实现自动查找，这种高度智能化、自动化的检验方式对于提升整个机械构建的设计成功率发挥着不可替代的作用。而这是传统的机械设计过程所不具备的优势。

除此之外，三维CAD技术结合CAM技术构建起来的设计、制造、装配一体化的生产线对于未来智能机械制造都具有极其重要的意义。

3结语

本文围绕三维CAD从技术优势以及设计应用两个方面探讨了三维CAD技术在机械制造方面的应用，主要包括零部件建模、机械装配展示以及零部件设计检验三个方面的内容，应用三维CAD技术有效地提升了零部件设计质量、缩短了设计周期，对于我国未来智能化机械制造具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]马波. 三维CAD技术在机械设计中的应用[J]. 电子测试，2016，23（06）：138，132.

[2]王维. 三维CAD技术在机械设计中的应用探讨[J]. 化工设计通讯，2016 ，42 （1） ：119-119.