三維CAD技術在機械設計中的應用分析

摘 要：隨著社會整體的不斷進步，計算機技術的普遍使用其智能水平的提升，三維CAD技術的發展也越來越集成化和標準化。在大數據時代里，掌握和發展三維CAD技術對機械設計尤為重要，企業也應針對三維CAD技術做好相應的研發和應用措施，對我國機械制造業的發展和進步具有重大意義。

關鍵詞：三維CAD技術；機械設計；應用

中圖分類號：TP391.72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 22-0000-01

CAD設計技術在機械、建筑、化工等方面有廣泛的應用領域，并對行業的發展和進步起到了舉足輕重的作用。了解三維CAD技術的發展和應用，有助于實現計算機自動化對提高機械創新設計水平和提升機械產品質量，從而達到技術和設計的和諧統一。

一、三維CAD技術

（一）CAD技術的簡介和發展

CAD技術，也稱計算機輔助設計，以實現計算機自動化或半自動化為目的，輔助設計人員通過計算機對數據、圖形進行精確迅速的計算分析，比較不同設計后得出最優設計結果的一種專業技術。其基本技術主要包括交互技術、圖形處理、建造實體等。設計人員通過CAD技術可以將繁重的計算和分析比較程序交由電腦完成，最后由設計人員選擇最優結果。在整個過程中，把人從繁重巨大的工作中解放出來，不但提高了工作效率，同時也提升了方案選擇的精確度。

（二）三維CAD技術

傳統的二維CAD相當于電子圖版，而三維CAD技術很大程度上突破了傳統二維在運動分析、尺寸、設計更新方面的不足，達到了真正意義的輔助設計。三維CAD的優勢主要表現在：配置更加直觀便利，提高機械設計效率和質量，更好的實現了自動化和智能化，達到了設計和產出的完美結合。

二、機械設計的現狀

我國現下很多企業和機械制造者還使用二維CAD技術設計，這種設計方式沒有突破傳統設計的形式。由于二維CAD技術本身存在的技術缺陷很多設計不能迅速精確的完成，如設計產品的更新問題。另外，由于技術的限制做出的實體圖還停留在平面設計的階段，并不能用作現實情況的分析和實驗，沒有真正意義上實現計算機對設計人員的輔助設計功能，加之很大一部分設計人員沒有經過系統完整的訓練和培訓，對CAD設計一知半解，諸多原因導致很難有創新的思維，造成機械設計的發展緩慢，不能形成質的飛躍。

三、三維CAD技術在機械設計中的應用前景

（一）三維設計圖形象直觀

在三維CAD技術的支持下，計算機可以將圖形用三維實體的表現方式直觀的展示給設計者，并通過動畫演示更加形象的表現其運行原理，這樣的話，整個機器裝配模型的結構大小、組件配置，運行程序都能一目了然，具有立體感強，動態效果逼真的特點，讓設計者可以及時有效地對設計產品進行調整和更改，已達到最優的設計成果。

（二）推進參數化和自動化

三維CAD設計技術的中心思想是參數化和自動化。三維CAD設計技術的改進使得小零部件可以跟隨整體圖形的改動而發生適當的變化以適應整體，通過系統提前建立起各個部分的相關參數和變量關系，使得圖形可以自動調整各個組成部分的結果和大小，這樣人性化的減少了設計者的工作量，改變了從前設計繁復效率低下的狀況，提高了設計效率的同時縮短了設計周期。

（三）推動機械產品創新型發展

采取三維CAD技術這種先進的設計方法，有助于優化機械產品設計的整個過程，通過產品的虛擬設計和分析創新機械產品。經過多種實驗進行有限元受力分析優化產品設計，很大程度是提升了機械設計的速度和質量，大幅度提高了工作效率，實現了生產資源和先進技術的合理配置。與此同時，三維設計技術突破了傳統設計形式，采用了先進的設計理念，改變了從前低效率、低質量的設計狀況，使得機械設計走上創新型發展的道路，提高產品的技術含量和核心價值，提高企業的自主創新能力和核心競爭力，為企業的長遠發展注入新鮮的血液，對機械制造業的創新型發展具有深刻的現實意義。

四、結束語

在今天經濟高速發展、社會生產力水平不斷提升的大背景下，機械制造業作為我國的重要產業也應緊跟時代的步伐，走創新型持續發展的道路，這就要求應用好CAD技術，并轉化為現實的生產力為社會服務。對于設計者，應提升對三維CAD的認知水平和應用能力，讓自己能夠獨立熟練地運用軟件提高自身的設計水平；對企業來說，在加大對三維CAD技術應用的引進力度的同時，引進CAD高科技設計人才，并對其進行系統全面的培訓，提高企業的工作效率和生產水平，采用先進現代化的設計理念，鼓勵設計創新，開發有競爭力的創新型產品，提高企業的自主創新能力和核心競爭力，全方位提升產品的質量和技術含量，完成質的飛躍。對國家來說，一方面應提倡和鼓勵自主創新，引導企業走自主研發的可持續發展之路，另一方面也要加大對CAD設計技術研究開發的投資，不斷深化和更新設計軟件，為機械設計提供便利。總的來說，把握好三維CAD技術的運用和其發展趨勢，對我國機械設計和產品開發制造創造新的價值。

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[作者簡介]李玲云（1970.09-），女，湖南衡陽人，任課教師，工程師，學士學位，研究方向：機械設計與制造。