三維CAD技術在機械設計中的應用

摘要：作為計算機技術較早應用領域的機械設計，在隨著現代信息技術的發展，其設計手段也發生了革命性的變化。三維CAD技術的運用將機械設計推向一個日漸成熟的高度。本文對三維CAD技術在機械設計的運用進行了一個簡單的闡述，以促進人們對三維CAD在機械設計領域的發展優勢與發展趨勢有一個更好的把握。

關鍵詞：三維CAD；應用

前言

對于學機械的學生來說，機械設計是必須要學習的科目，也是必不可少的。機械制圖也是機械類學生必須要掌握的一個技術，高校對機械類學生的培養首先是通過機械設計的學習掌握設計理論和設計規范標準，然后在通過學習手工制圖對機械零件和機械部件進行設計，手工制圖是學習圖紙設計的基本功。但是手工制圖也是有缺陷的，因為它的作圖的效率低，所以在實際的圖紙設計中，一般都會采用計算機輔助設計軟件CAD進行制圖。但是有的時候利用二維CAD軟件進行較復雜的圖形設計時，由于圖紙的復雜和規模大，就容易出現一些標準的缺漏等缺陷，也會影響加工人員對零部件的加工和制造。這就需要使用三維CAD軟件對機械零部件進行設計，三維軟件具有智能化和簡便化的特點，畫出三維圖后只需通過投影就能得到二維圖紙，非常的方便，利用三維CAD軟件進行機械制圖也越來越常見。

1.三維CAD制圖的定義

通俗來講三維CAD制圖就是將機械零部件的三維結構圖畫出來，它還能對設計出來的機械零件進行有限元分析和模擬，分析零部件的應力、變形，還能優化設計。三維CAD軟件內包含非常多的基本圖形文件庫和很多操作模塊，這些都使三維制圖變得非常方面，畫出三維圖后只需通過投影就能得到二維圖紙。設計出的三維機械零部件更加的直觀和簡明，更容易被機械零部件加工人員看懂。現在設計的零部件有很多需要優化，這些都需要利用三維CAD軟件進行仿真和模擬來進行優化。學好三維CAD軟件也是一個最基本的技能。

2.三維CAD軟件在機械設計中的使用

2.1.變量化與參數化設計的功能

大家都知道，利用二維CAD軟件進行畫圖時，通常所畫的長度、角度等經過標注后，如果尺寸需要改就只能重新畫，不能進行智能的修改。但使用三維CAD軟件進行作圖時，由于變量化和參數設置模塊的設計，如果有需要修改的尺寸，只需要雙擊該圖形就能進行修改，使得作圖非常的方便。并且在三維CAD軟件里面，可以對畫好的機械零部件進行裝配，這樣的話再通過將三維圖形進行投影得到二維的裝配圖，并且也會自動生成各種標注。通過使用三維CAD軟件作圖能夠減少很多的時間和降低很多人力消耗，能很大程度地提高圖紙設計的效率，也能為公司創造更高的效益。

2.2.設計零部件更直觀與易懂

當進行機械零部件的設計和作圖時，作圖人員一般都希望直接作出三維的結構圖。但是使用手工作圖只能畫出最簡單的三維圖，當遇到比較復雜的三維圖時，手工制圖就不能滿足要求了。這時機械制圖人員就會考慮到計算機輔助制圖軟件的應用，機械制圖人員可以使用三維CAD軟件畫出任意形狀和規格的機械零部件，還可以在三維CAD軟件中對機械零部件進行裝配。這樣所畫出的三維結構圖就更直觀和易懂，再通過將三維圖形進行投影得到二維的裝配圖，并且也會自動生成各種標注。

2.3.優化機械零部件進和進行仿真

在以往的機械零部件的設計時，一般都是根據理論公式對零部件的強度和結構、規格進行設計的，但是在實際的工況中和理論的計算值是有很大的差別的，設計出的零部件要么不能滿足強度要求，要么浪費零部件的使用材料。現在設計零部件時一般可以使用三維CAD軟件進行機械零部件在實際工況中的仿真和模擬，檢驗所設計的零部件是否能夠達到使用要求，并且能夠模擬出滿足使用條件的最優化形狀和尺寸。這樣就能夠大大的減少材料的使用和零部件的體積。

3.三維CAD軟件的發展方向

用戶的要求是在不斷地變化的，他們越來越追求三維CAD軟件功能的多樣化和使用的簡便化，這也促進了三維CAD軟件向著以下幾個方面發展：1）集成化：用戶也一直追求三維CAD軟件的容積的最小化，希望在最小的容積里面實現最多的功能，這也要求CAD技術向集成化發展；2）規范化：現在用戶也在越來越多的使用CAD技術，為了是一個用戶是畫的圖能夠被另外的用戶所讀懂，這就要求要有一個規范的樣板來進行規范；3）智能化：為了是三維CAD軟件和技術能夠更容易的被用戶所掌握的和使用，就要對它的框架結構和界面進行智能化的設計。

4.結論

將計算機軟件或者是計算機控制器應用到機械制圖中已經是一個不可阻擋的趨勢。我國在智能化制造上還要進行不斷的努力和創新，這樣才能保證我國的制造業趕上國外的水平。三維CAD軟件的技術的開發和應用也促進了機械零部件設計的發展。三維設計軟件的技術的使用功能也在不斷地發展和完善，這樣才能滿足用戶的使用要求，所以只有盡快將三維CAD軟件和技術應用到機械制造行業才能夠促進我國的經濟發展，才能夠保持我國制造業的競爭力，使我國在機械制造行業立于不敗之地。同時要了解三維CAD 軟件和技術發展的方向，能夠促進更高版本的 CAD 軟件的發展和開發。

參考文獻：

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