三维CAD技术对机械设计的影响极其应用

摘 要：现代计算机技术在逐步的提高，网络信息的智能化处理技术在突飞猛进，三维CAD技术本身也正逐步成熟，CAD技术的飞速发展和普及使得越来越多的工程设计人员开始利用计算机进行产品的设计和开发，利用CAD技术设计图纸进行元件内外空间三维效果的预览以及三维演示动画及虚拟现实技术、仿真技术等更为复杂的设计服务。因此，正确地把握CAD技术的发展趋势对我国机械工程中的设计工作具有深远的意义。

关键词：三维；CAD技术；机械设计

前言

目前，世界计算机的技术发展在不断成熟，机械的设计水平也发生了翻天覆地的变化，机械设计是机械工程的重要环节之一，它对整个机械生产链起着至关重要的作用。而机械设计的水平和质量很大程度上都体现在三维CAD的技术处理上。文章将通过分析三维CAD技术对机械设计的影响以及在机械设计中的应用、指出三维技术对机械设计中的优势以及尚还存在的问题来说明三维CAD技术在机械设计中的应用。

1 三维CAD技术在机械设计中的优势

1.1零件设计更加方便

使用三维CAD技术，可以在装配环境下设计新的零件，也可以使用相邻零件的位置及形状来设计新零件，这样既方便又快捷，避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来，使人一目了然。

1.2在新的产品开发创新设计中三维CAD更具优势

运用传统设计方法进行机械产品的设计是件十分困难的事情，而三维CAD技术在方案设计时，充分利用专家系统，建立多种机构进行构型对比，立体感强、效果逼真，使创新设计有了科学的工具，更能激发设计人员的新颖构思。

1.3修改机械零件方便快捷

零件环境中有查找器，在完成机械零件造型时，资源查找器同时列出了完成该零件的所有命令，点击这些命令就可以很清楚地了解完成该零件的每个步骤，并能分解所有零件，单独的做修改。

2三维CAD技术对机械设计的影响

三维CAD 技术在机械设计中的特点及优势，从根本上改变了机械的设计方法，现代设计概念的引进，克服了传统二维设计的弊端，使机械设计发生了深刻的变化。具体表现以下几点：

2.1充分发挥机械设计的创新性

传统设计中，仿型设计、改型设计较多，仅是依靠对现有资料的借鉴，同时改变原有机械的尺寸，或者对引进的新产品做一些消化和吸收，再仿照生产，整个机械设计都是常规设计，没有进行创新，因此，产品很难突破本身的范围发生质的改变。而依靠三维CAD技术，可以使方案在设计阶段就充分利用专家系统及现代科技新理论，建立多种机构进行构型对比、设计创新，同时由于设计立体感强、效果逼真的特点，不断的激发设计人员的构思，最后设计出有技术含量的产品。

2.2打造信息化的制造过程

设计人员可以利用现代信息处理技术实现了数字化的机械设计，同时还可以运用三维CAD实现动感仿真以及虚拟组装。也就是说在产品完工之前甚至加工之前就找到问题，尽早解决问题。这样不仅提高了机械设计的质最和水平，也缩短了设计的时间。目前机械设计已经从以往的绘图发展到如今的虚拟制造、智能设计、三维建模以及CAD/CAE/CAM集成阶段。实现了设计和生产的一体化流程。

2.3为进一步实现制造过程全面信息化，打下坚实的基础

由于先进的信息处理技术不仅使设计过程全部计算机化，而且设计的产品在正式加工制造之前，即可利用三维设计技术实现虚拟组装及动态仿真，在产品正式加工前发现设计缺陷并进行改进，缩短了设计时间及过程，极大地提高了设计效率和设计质量。另外，随着信息高速公路的开通，信息传输技术已达到了一个新阶段，设计图纸甚至跨国传输、设计方案的实时异地讨论、异地现场修改都已成为现实。

3 三维CAD技术在机械技术中的运用

3.1零件与装配图的实体生成

零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种，即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中，都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中，系统提供了六种基本体系，即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件，可通过对其进行结构分析，将其分解成若干基本体，对基本体进行三维实体造型，之后对其进行交、并、差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。

3.2零部件设计检查

使用三维CAD系统，可以在装配环境中设计新零件，也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件，既方便又快捷。还可以保证新零件与相邻零件的精确配合，避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的全过程通过动画连续的演示出来，使人一目了然。

3.3零件与装配图的实体生成零件的实体建模

CAD的三维建模方法有线框模型、表面模型、实体模型。在很多的实体建模功能的CAD软件中，存在一些基本体系，如在AutoCAD的三维实体造型模块中，系统中就有6种体系，即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。针对一些简单的零部件，可以对其进行结构分析，把它拆分为若干个基本体，再进行三维实体造型，之后对其进行交、并、差等布尔运算，以此来得到实体模型。

4 结束语

三维CAD 技术逐渐代替传统二维设计的手段和设计方法，这就要求对从事机械设计的工作人员提出更高的要求，不仅要具备扎实的理论基础、丰富的经验、基本机械设计素质，还应具备熟练的计算机相关知识及科学的设计思想。CAD 设计技术在目前机械设计中已发挥了重要的作用，使机械设计提高到全新的阶段。总之，它的迅速发展必将能满足现代化机械设计越高的需求，为机械设计提供强有力的支持。

参考文献：

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