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【摘要】

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷的被運(yùn)用到社會(huì)生活中的方方面面，使得信息處理變得更加的智能化。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，相對(duì)于二維CAD，三維cad技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中具有更大的優(yōu)勢(shì)，三維CAD技術(shù)正在向著開放、集成、技能、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，在未來(lái)的發(fā)展中，有希望成為真正的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】

三維CAD技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用探究

三維CAD造型技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也叫作建模技術(shù)，是CAD技術(shù)的核心。隨著科技領(lǐng)域的拓展，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛的運(yùn)用到機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中，輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的相應(yīng)工作。目前國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)運(yùn)用最普遍CDA技術(shù)也從傳統(tǒng)的二維升級(jí)到三維，很多企業(yè)已經(jīng)將機(jī)械設(shè)計(jì)中的二維CAD技術(shù)轉(zhuǎn)換成三維CAD技術(shù)，使得三維CAD技術(shù)真正成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，有效的處理了機(jī)械設(shè)計(jì)中的復(fù)雜問題，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。本文通過介紹三維CAD技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和影響，結(jié)合分析三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況，認(rèn)為正確把握三維CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

1三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1在零件設(shè)計(jì)和裝配上通過三維CAD技術(shù)，有利于零件的設(shè)計(jì)和裝配，使得機(jī)械各個(gè)部分的設(shè)計(jì)和裝配的整個(gè)過程都非常的智能高效。比如，能夠簡(jiǎn)單快捷的在電腦上進(jìn)行新零件的設(shè)計(jì)，克服了傳統(tǒng)二維CAD技術(shù)的局限，使得機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了在原裝的機(jī)械中設(shè)計(jì)或者是通過相鄰的機(jī)械零部件設(shè)計(jì)，克服了單獨(dú)設(shè)計(jì)零件導(dǎo)致裝配失敗的問題。能夠通過動(dòng)漫演示零件造型的過程，了解相鄰部件與新的零件結(jié)合的情況，零件裝配不正確還能夠直接顯示，能夠直觀的了解到內(nèi)外部零件的裝配結(jié)構(gòu)。線框模型、表面模型和實(shí)體模型是實(shí)際工作中CAD的三維建模方法，對(duì)于一些比較簡(jiǎn)單的零部件，對(duì)其進(jìn)行改造，可以通過CAD技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，通過交并差等布爾運(yùn)算，最終確定其實(shí)體模型；對(duì)于一些比較復(fù)雜的零部件，對(duì)其進(jìn)行改造，必須先確定截面的輪廓，實(shí)踐中大多采用二維幾何元素構(gòu)造確定，然后可以考慮通過在三維實(shí)體造型中進(jìn)行拉伸或旋轉(zhuǎn)等方法，最終確定三維實(shí)體造型。在零件裝配完成后可以在電腦上生產(chǎn)實(shí)體裝配圖，進(jìn)行模擬機(jī)械運(yùn)動(dòng)，提前了解到機(jī)械是否達(dá)標(biāo)，及需要進(jìn)行整改的情況，避免成品出來(lái)以后又要返工。

1.2在生產(chǎn)效率上通過運(yùn)用三維CAD技術(shù)，可以有效減少機(jī)械設(shè)計(jì)上使用的時(shí)間，使得機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率得到明顯提高。整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)間縮短了三分之一，可以在保持原有的設(shè)計(jì)信息的基礎(chǔ)上，有效的對(duì)部分零件信息進(jìn)行整改，使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了3~5倍；其高度變型設(shè)計(jì)的能力，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行重構(gòu)，得出一個(gè)新的機(jī)械產(chǎn)品。

1.3在產(chǎn)品質(zhì)量上目前很多企業(yè)已經(jīng)擁有非常完善的數(shù)控加工技術(shù)，如果在實(shí)踐中再采用CAD/CAPP/CAM進(jìn)行機(jī)械零件加工，則能夠有效的提高了機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)含量和整體質(zhì)量。所以，設(shè)計(jì)人員如果能夠熟練掌握先進(jìn)的三維CAD計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)（如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)方針和優(yōu)化設(shè)計(jì)等），并將其運(yùn)用到機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，保證了機(jī)械產(chǎn)品的科技含量，使得機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)有了新發(fā)展。

2三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的影響

三維CAD技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的影響主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：首先，創(chuàng)新性的發(fā)揮。創(chuàng)新是當(dāng)展的主題，機(jī)械設(shè)計(jì)也是必須要不斷追求創(chuàng)新的。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新性沒有那么突出，往往是要以仿型設(shè)計(jì)和改型設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，單純的是對(duì)現(xiàn)有材料的借鑒，對(duì)原有模型的改裝，屬于仿照生產(chǎn)，沒有創(chuàng)新、新穎的地方，產(chǎn)品設(shè)計(jì)沒突破性不高。單是，如果使用三維CAD技術(shù)，產(chǎn)品開發(fā)或者是設(shè)計(jì)人員可以在方案設(shè)計(jì)階段，就能夠充分運(yùn)用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)，構(gòu)建多個(gè)模型圖，設(shè)計(jì)出多個(gè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖，進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而通過動(dòng)漫進(jìn)行展示，最終選擇合適的產(chǎn)品，這樣能夠有效的激發(fā)設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新思維，促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)。其次，加強(qiáng)了設(shè)計(jì)員間的聯(lián)系。隨著三維CAD技術(shù)的推廣，產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作，單憑一個(gè)或幾個(gè)設(shè)計(jì)員來(lái)完成設(shè)計(jì)工作的情況已經(jīng)不存在，更多的是需要設(shè)計(jì)員團(tuán)結(jié)合作和溝通交流。最后，實(shí)現(xiàn)制造過程全面信息化，使得設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的一體化。通過三維CAD技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)虛擬組裝和動(dòng)態(tài)仿真，保證在產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)以前能夠有效的解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)瑕疵的問題，有效的提高了生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量，降低企業(yè)投資的成本，提高收益率，為將來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)圖樣生產(chǎn)的技術(shù)奠定技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)虛擬制造，最終促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的全面發(fā)展。

3三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1規(guī)范化設(shè)計(jì)上CAD三維技術(shù)使得設(shè)計(jì)的對(duì)象和設(shè)計(jì)的過程模式化、規(guī)范化發(fā)展，為現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)提供了一個(gè)新的發(fā)展平臺(tái)。在未來(lái)的發(fā)展中，數(shù)據(jù)模型應(yīng)采用STEP標(biāo)準(zhǔn)體系（與幾何數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)模型的思想將成新一代CAD系統(tǒng)的開發(fā)指南），將會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)模型的規(guī)范化(標(biāo)準(zhǔn)化)、數(shù)據(jù)交換格式的標(biāo)準(zhǔn)化、CAD資源的規(guī)范化等。從機(jī)械設(shè)計(jì)界的實(shí)際情況看，當(dāng)前學(xué)界的一個(gè)重難點(diǎn)問題（即參數(shù)化特征模型的傳輸）如能夠在實(shí)踐中有所突破，那么在STEP標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，必定能夠使得CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中更加規(guī)范化。

3.2智能化設(shè)計(jì)上隨著三維CAD技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，逐漸會(huì)提出智能化的需求，現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心是創(chuàng)新設(shè)計(jì)，智能設(shè)計(jì)在運(yùn)用知識(shí)和信息化的基礎(chǔ)上，能夠有效的把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合，使得軟件突破了傳統(tǒng)局限，除了能夠提供一些繪制的工具由人們?nèi)ナ褂靡酝猓€能夠?qū)⒄季€面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一起，通過三維CAD技術(shù)能，更大限度地將工程數(shù)據(jù)概念集成到數(shù)據(jù)模型中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

3.3集成化生產(chǎn)和設(shè)計(jì)上由于Internet的發(fā)展，CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中不是孤立存在的，通過與機(jī)械設(shè)計(jì)的各項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合，有利于實(shí)現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計(jì)，有效的設(shè)計(jì)和創(chuàng)造相結(jié)合。另外，隨著CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的不斷推廣運(yùn)用，如何構(gòu)造在Internet體系上的CAD/CAM集成化系統(tǒng)將會(huì)是人們追蹤的熱點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)下已有一些標(biāo)準(zhǔn)和互聯(lián)網(wǎng)中的構(gòu)架，如：解決異構(gòu)系統(tǒng)平臺(tái)的XML和XML-3D等，有利于建立集成化和協(xié)同化的環(huán)境。

4結(jié)語(yǔ)

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，要充分發(fā)揮好三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的作用，以促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展前景非常好，要清晰的認(rèn)識(shí)到三維CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探究。

參考文獻(xiàn)：

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作者：曹元?jiǎng)?單位：吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院