探索和研究三维CAD技术对机械设计的影响

杨启文　张丽芳　李勇　白瑞冬　张志宏　武瑞清

摘 要：随着我国科学技术的快速发展，经济水平的迅速提升。三维CAD技术在机械设计过程中起到了不可小觑的巨大作用。目前三维CAD技术已被机械设计领域得到广泛的认可和应用。很大程度上解决了传统机械设计中难以解决的问题，使我国机械设计人员在机械设计领域的工作效率和准确性得到了很大程度的提高。文章针对三维CAD在机械设计领域的优缺点进行分析，并对三维CAD在机械设计领域中的未来发展方向进行探索和研究。

关键词：三维CAD 技术 机械领域 应用与前景展望

中图分类号：TH122；TP391 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）11-0-01

目前，我国社会朝向信息化、数字化的方向发展，极大的提高了我们的生活水平。我们要通过不断地学习，积极接受新鲜事物，才能跟上社会的发展。从机械行业的角度来说，机械设计人员要大胆地进行机械产品的创新，不断地优化机械设计才能顺应社会发展的潮流。而三维CAD技术的广泛应用则正为机械设计的进步提供了强有力的动力，为机械设计提供了非常大的便利。

一、三维CAD技术的概述

三维CAD技术是整个CAD技术的重要组成部分，可以实现对产品的三维建模。CAD 三维实体模型能够直接建立反映产品真实几何形状。机械设计师在设计时可以将更多的时间和精力去构想头脑中所要设计的机械产品的空间结构以及尺寸要素等。[1]三维CAD 技术在机械设计领域的应用过程中，不仅极大地推动了我国机械设计领域的发展，完善了我国传统机械设计中的不足，同时其自身的功能也在此过程中也得到不断的完善。

二、优点

1.用三维CAD软件在机械设计过程中实现参数化和变量化设计

机械设计师在进行产品的三维设计过程中，主要考虑两大方面，分别是参数化设计与变量化设计。在传统的机械设计过程中，若图纸中不小心画错需要进行修改时，由于图中的几何要素都是由标准型尺寸来确定的，故修改需要对整个图进行重新绘图。在实际绘图过程中，机械设计人员需要多次修改来保证作品的完整性，因而使整个过程变得成本高、耗时长。而现在三维CAD技术能够实现参数化和变量化，对有关尺寸的修改可以自动进行，从而大大提高了机械设计人员的工作效率，同时也大大提高了所设计出产品的质量。

2.用三维CAD软件在机械设计过程中可实现零部件的有限元分析以及合理设计

传统的设计方法难以保证在设计计算时数据的准确度，进而增加了所设计出产品在实际生活中危险性。而现在三维CAD技术能够实现对零部件展开有限元分析，通过对所设计出产品的形状、振动以及受力变形、应力集中等情况的分析，可以有效提高所设计出机械产品的可靠性。

3..用三维CAD软件所设计出的产品更加形象直观

机械设计师在进行机械设计的过程中，最想在脑海里想到的便是立体的实体，但由于设计方法等因素的限制，机械设计师很难在图纸上画出三维立体图。但随着CAD技术的不断发展，绘制出机械设计师脑海中的立体的实体已经能够得以实现。在机械设计过程中，通过使用三维CAD技术可以更加形象直观的将设计者所构思的作品展现出来。

三、三维CAD 技术在机械设计中的具体应用

1.机械实体产品的装配图的生成以及机械零件的实体建模

（1）机械实体产品的装配图的生成。机械设计师通过三维CAD软件的三维编辑功能来完成对机械零件的实体建模，机械设计师通过针对性的数据资料，按照不同零件的型号在三维CAD软件里进行组装。

（2）机械零件的实体三维建模。在三维CAD软件中最常见的三种建模方式为线框模型、表面建模以及实体建模。[2]三维CAD软件中涵盖了大量的建模体系，例如三维CAD软件所包含的六种基本体系分别是环状体、锥形体、圓柱体、球体、圆椎体、立方体。零件能够划分为多个基础性结构，因而机械设计师对机械零件实体建模变得更加方便快捷。

2.机械模具的集成制造

在科技突飞猛进的当下，机械制造行业正朝向数字化的方向发展。目前机械制造业的发展技术有模具CAM/CAD和激光快速成型系统。通过使用三维CAD软件中的三维绘图、模拟仿真、以及图形编辑等功能模块来完成对机械模块的建模。

结束语

随着我国科技的不断进步，三维CAD 技术在我国机械设计中的应用越来越受到我国机械设计师的喜爱，三维CAD 技术对机械产品的设计效率和质量都有显著提高。但我国与发达国家还有一定的差距，先进的技术是发展生力的强大动力，我们应该与时俱进，加大对CAD 技术的学习应用和发展。

参考文献

[1]李孟克，党建国，孙旺，范浩东.探索和研究CAD对机械设计的影响[J].科技创新与应用，2017，（第18期）.

[2]李长城.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].中国科技投资，2018，（第2期）.

作者简介：杨启文（1998-），男，汉族，学士，研究方向为车辆工程。

张丽芳（1995-），男，汉族，学士，研究方向为机械设计制造及其自动化。

李勇（1995-），男，汉族，学士，研究方向为机械设计制造及其自动化。

白瑞冬（1996-），男，汉族，学士，研究方向为机械设计制造及其自动化。

张志宏（1997-），男，汉族，学士，研究方向为机械设计制造及其自动化。

武瑞清（1995-），男，汉族，学士，研究方向为机械设计制造及其自动化。