基于数字化的三维机械制图的发展分析

杜宇

【摘 要】进入新时代后，数字化成为工业生产的基本准绳，数字化的使用极大的提升了工业系统的稳定性，给工业化生产的效率提升开启了新的时代。三维机械制图是机械设计及制作中对于制造物品的蓝图设计，实现其数字化是发展的必然要求，因此本文在阐述了三维机械制图基本内涵的基础上，进一步分析了深入系统地论述了实现基于数字化的三维机械制图的必要性与可行性等方面的内容，阐述了基于数字化的三维机械制图是未来发展的必然趋势。

【关键词】数字化；三维机械制图；可行性分析

0 前言

机械制图涉及几何图学，是几何学的应用和延伸，机械制图在机械设计和制造方面极为重要，随着CAD等相关技术的高速发展，以三维参数化相关的实体几何图形的设计标志着现代设计制造技术已经在涉及技术和形式上发生了深刻的变革，传统的二维机械平面制图以及不能够满足当前日益提升的要求，而以实体三维数字化制图的技术成为未来发展的趋势，因此本文详细阐述了数字三维制图的相关内容。

1 数字化三维机械制图实现的必要性分析

1.1 现代制造业信息化发展的必然要求

传统的制造业主要通过人工的方式来实现对相关的机械器件的设计，从而为进一步制造相关器件来提供依照的蓝图。而现代制造业的开启主要的标志就是CAD技术的诞生。自CAD技术诞生以来的近七十年的时间里，其设计的方式经历了从被动式图形设计，到交互式图形设计，进而到三维线框模型设计以及三维实体模型设计等发展过程，到如今已经形成了成熟的技术体系，成为现代制造业设计中不可缺少的技术手段。当前，现代制造业已经在绝大部分的应用中已经取代了传统的制造业。当前，现代化制作业和当前最为流行的信息化技术紧密结合在一起，成为改善制造业相关缺陷的重要技术基础。现代制造业的出现与伴随着现在设计新理念的的发展紧密相连，其相互依托成为共同发展的基础。当前设计理念从传统的实用性为主的设计演化为虚拟设计、优化设计、可靠性设计等一系列现代设计方法，极大的丰富了现代设计的内容和技术，提升了设计的高耦合性。尤其是现代制造业的发展，精细的加工工艺成为保障机械制造的高性能体现的基础。

1.2 机械制图课程教学改革的迫切需要

机械制图是高校课设的基础课程之一，其主要是培养学生的空间设计能力，因此对于制造业这一和当前各行各业高度相关联的行业来说，培养更多的具有相关能力的人极为重要。因此早在在上个世纪末，一些高校已纷纷开设了与实体造型的课程。高等学校作为培养人才的主要基地，因此需要和社会的相关需求相适应，才能够使得培养的人才有用武之地，因此课程教学需要同社会与技术發展的前沿相联系，但是由于教学和实际生产之间有不小的差距，导致在我国高校的机械制图课程中采用的教学手段和方法大部分还停留在传统手段上，并且教学的内容主要还是经典的投影理论以及制图技法等，并结合基于CAD相关的技术软件的计算机绘图为主。但是这些教学的技术手段和教学内容主要还是二维制图的基础，但是三维制图才是当前机械制造发展中的主流手段。虽然己有越来越多的高校开始使用三维参数化软件进行数字化建模和教学，并取得了一定的成效，但是仅仅在这种基于表层的教学过程无法实现对当前学生培养已复核社会需求的发展。从目前来看，实现数字化的三维制度在高校教育中需求重视，从而培养更多的实体设计人才，以满足社会的需求。

2 数字化三维机械制图实现的可行性分析

2.1 实现数字化三维机械制图的有利条件分析

当前实现数字化三维机械制图是机械设计发展的需求和趋势。而机械设计经过长时间的历史积累，在技术手段上有了极大的提升，为数字化三维制图的实现提供了相当多的有利条件。首先一个有利条件就是市场上己出现了一大批优秀的三维参数化实体设计软件，这些软件的出现为实现数字化三维制图提供的基础。目前相关软件的越来越丰富，其性能也越来越强劲，比如Pro/Engineer Wildfire3.0这款软件，其不仅可以方便地创建任意复杂的三维参数化实体模型，而且能为模型添加生产加工过程中所需的各种信息元素，实现了传统的设计模式的性能极大提升。在一个有利条件就是目前美国机械工程协会已制定出一项新的标准实现了对典型的制图相关元素实现配置到三维实体模型中的这一过程出具了详细的规定，这样为行业的标准化形成互通提供了保障，这样实现了无障碍的行业技术研发，行业的规范化打下基础，促进行业的快速发展。在一个就是现代制造业获得的飞速发展的动力，因此在互联网技术的结合下，其数字信息化程度越来越高，那么强大的竞争压力就会促使能够为商家提供更多利润的数字化三维机械制图进入到眼中，成为社会需求，从而为三维机械制图提供发展的动力。除此之外，还有一个有利条件就是三维机械制图相比于传统的二维机械制图，其不仅拥有更多的表现形式，并符合真实世界的具体形状，使其如同实体的存在，并与设计师能够有着充分发挥的基础。近年来，随着机械制造业的稳健发展，以及不断提升的社会需求，成为推动数字化三维机械制图发展重要推动力，当然相关的技术人员正在从一部分高校的培养中国年诞生，为未来相关设计的工作体用人才保障。

2.2 数字化三维机械制图实现中需要解决的主要问题

虽然数字化三维机械制图有着很多的优点，并且有着充分的发展有利条件，但是其如要具体推广实现尚存一些问题亟待解决。首要的问题就是传统的机械制图理念由于悠久的历史沉淀，导致其深入人心，固化在相关设计人员的心中，成为潜意识来住到了相关设计人员的设计行为，因此要在短时间内彻底改变这种现状是比较困难的，需要一定的时间来实践。再者就是，我国虽然在制造业方面取得了长足的进步，并在部分领域保持领先的优势，但是从整体来看，我国制造业的整体技术水平相比一些发达国家来说有一定的差距，尤其是这些先进的机械制图理念还没有普惠到过我国的绝大多数的设计人员，因此推行数字化三维机械制图相关技术理念还缺少拥有相关的技术本领的设计人员的参与，如要在我国推广实现数字化三维制图理念，首先需要培养相关人才，因此这是一个漫长的过程，短时间来实现是不实际的。这一个就是我国还没有制定正式的三维机械制图国家标准，因此这也会影响相关技术的发展和推广。

3 结语

本文从数字化三维机械制图的实现必要性和可行性进行了分析，其中对于必要性来说，数字三维机械制图是现代制造业信息化发展的必然要求，是机械制图课程教学改革的迫切需要，而从可行性来说从其有利条件和需要解决的问题入手，分析了其可行性。从这两方面的分析和阐述，可以看出，数字化的三维机械制图必将代替传统的二维机械制图。由于数字化的三维机械制图有着众多明显的优势，因此在未来的发展中，经典的二维制图必将逐步退出历史舞台，而数字化的三维制图必将迎来发展的生机。

【参考文献】

[1]邹泽昌，陈忠士.基于三维数字化技术的机械制图教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2014（10）：98-99.

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