三維CAD技術對機械設計的影響分析

臧凱

摘 要：CAD技術的開發與應用，在機械設計的發展中具有劃時代的意義。通過CAD技術的運用，將設計人員從繁重的勞動中解脫出來，不僅提高了設計的效率，還提高了設計的質量。而CAD技術從二維到三維的進化，對于機械設計的發展更是具有深遠的意義。文章對三維CAD技術和機械設計的含義進行了闡述，對三維CAD技術的發展狀況和對機械設計的影響進行了分析。

關鍵詞：三維CAD技術；機械設計；影響；分析

引言

作為一項技術性的工作，機械設計從產生到發展，已經具有幾百年的歷史，隨著經濟的發展，科學技術的進步，機械設計領域也發生了翻天覆地的變化?，F代社會對機械產品提出了更高的要求，對于機械設計的要求也日益增多，為了滿足這些要求，必然導致與之相關的技術以更快的速度發展和創新，因此，三維CAD技術也在不斷更新變化中得以快速發展。文章對三維CAD技術在機械設計中的應用以及對于機械設計的影響進行了簡要的分析。

1 機械設計和三維CAD技術的含義

1.1 機械設計的含義

機械設計顧名思義也就是指設計機械產品的工作領域，具體說來就是依據機械的使用要求，設想、分析并計算機械的運轉原理、整體構造、運轉模式、能量傳遞方式、每一個零件的尺寸、材質和形狀等等各種方面，并且將它們轉化成為具體的能夠作為制造依據的描述。

1.2 三維CAD技術的含義

我們通常所說的CAD，即計算機輔助設計，屬于先進制造技術的范疇。而三維CAD技術則是在CAD的基礎上，更加深化的、更深層次的、先進的計算機輔助設計技術。作為一項計算機技術，三維CAD技術也毫不例外，仍然由軟件和硬件兩部分組成。作為三維CAD技術的核心，軟件系統具有十分重要的作用，三維CAD技術所具有的功能都取決于軟件系統。而三維CAD技術的物質基礎則由硬件系統來承擔。

2 三維CAD技術的發展狀況

目前，我國的三維CAD技術已經獲得了很好的發展，無論是硬件方面還是軟件方面，都具有了較高的水準，幾乎不會出現錯誤，比較適應當前機械設計發展的需求?，F在經常采用的軟件如Pro/E、I-DEAS、UG、Solid-Works、Solid-Edge、CADAM、CADDS等，大多數軟件不僅能夠完成三維造型，還具有CAM、CAE等功能，遠遠超過了二維CAD技術。經濟的發展和科技的進步，促使計算機的質量和性能也日益提高，信息技術趨向智能化的處理方式，再加上多媒體技術的廣泛應用，三維CAD技術也進入了快速、穩定的發展階段，向著集成化、開放化、智能化的方向而發展。我國的三維CAD技術雖然已經取得了一定的成效，然而同世界上的發達國家相比較，還存在著一定的差距。此外，人們對于三維CAD技術的要求也越來越高，因此，對于三維CAD技術，需要進行更深入的研究，運用各種高新科技和技術手段，不斷提高三維CAD的技術水平，正確地把握三維CAD技術的發展趨勢，使其得到更加廣泛的應用。

3 三維CAD技術在機械設計中的應用及影響

3.1 三維CAD技術在機械設計中的應用

在機械設計中，應用三維CAD技術可以進行三維實體建模、模具的集成制造、工程分析、設計審查與評價、計算機輔助繪圖、工程數據庫的建立及操作、工程設計信息的處理、檢索和交換等方面。

3.2 三維CAD技術對于機械設計的影響

3.2.1 能夠縮短機械設計的周期

機械產品通常具有對稱性和相似性的特點，而則具有很強的可復制性和靈活行的優點，因此，在利用三維CAD技術來進行機械設計時，對于相似的零件，只需要對其中某些參數進行修改，而其他參數相同的部分就可以繼續沿用之前設計出的零件的參數，例如，可以利用相鄰零件的形狀和位置參數，加以適當的就該，就可以設計出全新的機械零件，這樣，就節省了很多時間，提高零件設計的效率。值得一提的是，通過采用快速重構的方式，可以非常有效地節省機械設計的計劃時間，把時間縮短到原來的三分之二，這就是三維CAD系統所具有的高度變型設計的功能。通過進行高度變形設計，可以在極短的時間內就設計出全新的機械產品，使機械設計的速度得以提升，縮短了機械產品從研發設計到投入生產的時間，即縮短了機械產品的生產周期。目前，機械行業的競爭非常激烈，早日設計出新產品并投產，就意味著早日獲得經濟效益。因此，利用三維CAD技術縮短機械設計的周期，具有非常深遠的意義。

3.2.2 方便直觀地裝配零件

在三維CAD系統中，資源查找器中的裝配路徑查找器具有記錄零件之間的裝配關系的功能，因此，在進行機械零件的裝配時，如果零件之間存在干涉現象，或是裝配不正確，通過資源查找器就可以對零件的裝配實施靜干涉檢查，這樣就可以及時發現錯誤，進而重新裝配或者修改設計，有效避免了全部設計完成后才發現錯誤，進而導致所有相關設計都要進行修改的可能性，因此，提高設計的效率的同時也保證了設計的正確性。此外，三維CAD系統還具有隱藏機械零件的功能，為了觀察內部零件的裝配結構，可以將外部零件隱藏，從而檢驗裝配是否達到要求。

3.2.3 方便直觀地修改零件

在某一機械零件設計完成的同時，通過查看零件環境中的資源查找器，就可以獲得完成該零件的所有指令，而這些指令包含了設計這個零件的相關信息，因此，只要對這些信息中的特定參數進行修改，就能夠完成對零件設計的修改，其操作非常簡單、靈活。而且這種修改不僅僅是在零件環境，在裝配環境也可以進行輕松的修改。通過選擇將要修改的零件，就可以轉入零件環境，從而完成零件修改的過程。

3.2.4 有利于提高機械設計的技術水平和產品質量

在機械產品的設計過程中，可以采用CAD設計方法進行優化設計，從而提高設計的技術水平，而在機械產品的生產過程中，則可以采用CIMS對產品進行生產制造，從而提高產品的質量。這也就是所說的機械設計與信息技術有機結合的生產方式。

3.2.5 有利于加強機械設計者的現代化設計意識

三維CAD技術給傳統的設計模式帶來了根本性的變革，是一種全新的、有著巨大發展潛力的、以高科技為背景的高端設計技術。三維CAD技術已經被廣大企業和設計人員所使用，因此，為了更好的掌握和運用這項高端的技術，必將促進設計人員努力學習理論知識，不斷積累實踐經驗，掌握最新的信息、技術、方法，同時，作為設計人員，還要以現代化的思維方式來進行設計，只有這樣，才能做到機械設計工作的與時俱進，而不是落后于時代。

4 結束語

制造業的飛速發展推動了機械設計的進步，而新興的三維CAD技術在機械設計領域的引入，則具有劃時代的意義。三維CAD技術不僅突破了傳統設計模式的限制，還引入了現代設計理念，因次，具有先進性和高科技性的特征，是推動機械制造業快速健康發展的重要保障。為了擺脫重制造、輕創造的局面，對三維CAD技術進行更深入的研究和應用勢在必行，從而使機械產品設計、制造的水平得到進一步的提升。

參考文獻

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