三維CAD技術在機械設計中的應用分析

浦嘉浚

摘 要：三維CAD技術以其高度的智能化、直觀化的優勢在機械設計方面具有廣泛的應用，本文圍繞三維CAD技術探討了現代化設計在機械設計領域中的應用過程。

關鍵詞：三維；CAD；機械設計；應用

1三維CAD技術在機械設計中的優勢介紹

1.1減少機械設計周期

利用三維CAD技術中仿真以及虛擬情境的技術應用能夠大幅度提升機械設計效率。同時在進行新產品迭代生產設計的過程中，往往只需要對系列產品更新的部分予以再設計即可，而不必像傳統設計方式中對整個機械構建進行全部的繪制和設計，這種迭代式的設計理念較之傳統的設計效率其優勢不言而喻。其次利用好三維CAD技術能夠實現快速零部件重構的產品設計，這對于新產品研發也是具有重大意義的。因此，三維CAD技術能夠減少機械設計的周期，提升產品重構效率。

1.2使得機械設計過程更加直觀

三維CAD設計不同于二維的CAD設計，其設計的部件使空間結構是連續的，不僅僅可以進行單獨零部件的設計，還可以通過周圍的零部件來設計構造新的零件，形成了體系化的設計過程，在零件設計的同時就充分的考慮到了轉配過程，這是傳統的CAD設計所不具備的優勢；另外在動態零部件裝配過程中，可以清晰地觀察到整個設計模型的裝配過程，同時還可將外部構建予以隱藏，更加清晰地了解當前零件的結構。這種動態化設計使得零件設計過程更加直觀，對于創新設計的思路提升、零部件整體布局都有著積極的因素。

1.3提升機械設計質量

三維CAD是計算機技術與機械生產相融合的應用型技術，三維CAD在進行機械設計的時候能夠利用其優秀的設計方法，通過綜合運用有限元受力情況、零部件的虛擬化設計等功能有效提升了機械設計質量。再結合計算機輔助控制（CAM）等技術手段，極其方便地實現由設計、加工、裝配等一系列機械制造過程的智能化控制，使得整個機械加工工序具有高度的一致性，從而提升整個機械制造的品控管理。因此，從提升機械設計質量的角度來看，三維CAD技術的有效應用具有重要的意義。

2三維CAD技術在機械設計中的應用分析

2.1零部件以及裝配固件的CAD建模

在機械設計中，利用三維CAD技術構建零部件以及裝配固件的數據模型是最為常用的應用方式。三維CAD技術可以實現零部件設計的參數化，避免了傳統機械設計中固變量的設計形態，這種參數化的設計過程實現了基于裝配環境的動態設計，一旦裝配環境有所改變，軟件可以相應地進行自動匹配，使得設計人員在適應不同設計環境時更加從容，而不必為尺寸改變而進行大量的重復性工作；其次，在進行零部件建模時可以利用軟件將所要設計的零件放置在整體的結構布局中，提升零部件的建模完整性。使得機械設計工作在零部件以及裝配固件數據模型動態化的構建，從而保障了設計的一致性要求，有效地提升了自動化設計的可用性。總之，利用三維CAD技術構建零部件以及裝配固件的數據模型是常見的機械設計應用。

2.2在機械零部件的裝配應用

三維CAD技術在機械零部件裝配方面的應用同樣是非常重要的。可以通過演示的方式將整個構建的零部件裝配過程予以動態的展示，借助于這種動態裝配展示，設計人員可以發現零部件在設計過程中的不足以及缺陷，同時也可以將裝配過程進行優化設計，提升零部件的整體結構性。與裝配相對應的分解過程在三維CAD技術應用中也是常見的，零部件的分解作為裝配應用的逆過程，通過技術手段可以將特定零部件周圍的其他部件進行隱藏處理，更加直觀地觀察該零部件在整個構件中的分布結構；這種動態的、兼顧局部和整體的裝配應用方式，對于機械設計過程的系統性設計具有重要的意義。

2.3檢驗零部件設計問題

從上文論述的零部件數據模型的構建以及裝配過程的應用中不難發現，三維CAD技術在機械設計中，檢驗零部件的設計問題方面同樣具有極大的作用。利用三維CAD技術進行零部件檢驗，通常有兩種途徑，一方面是利用“資源查找器”進行查找，另一方面可以在裝配動態演示過程中予以分析查找。無論是哪一種檢驗途徑都可以精準定位錯誤零部件所分布的位置，實現自動查找，這種高度智能化、自動化的檢驗方式對于提升整個機械構建的設計成功率發揮著不可替代的作用。而這是傳統的機械設計過程所不具備的優勢。

除此之外，三維CAD技術結合CAM技術構建起來的設計、制造、裝配一體化的生產線對于未來智能機械制造都具有極其重要的意義。

3結語

本文圍繞三維CAD從技術優勢以及設計應用兩個方面探討了三維CAD技術在機械制造方面的應用，主要包括零部件建模、機械裝配展示以及零部件設計檢驗三個方面的內容，應用三維CAD技術有效地提升了零部件設計質量、縮短了設計周期，對于我國未來智能化機械制造具有非常重要的意義。

參考文獻：

[1]馬波. 三維CAD技術在機械設計中的應用[J]. 電子測試，2016，23（06）：138，132.

[2]王維. 三維CAD技術在機械設計中的應用探討[J]. 化工設計通訊，2016 ，42 （1） ：119-119.