机械设计中三维CAD 技术的应用研究

郑美英

（辽宁工程职业学院，辽宁 铁岭 112000）

机械设计是一项具有较高的专业性，且涉及范围广、设计要求高的知识学科。近年来，随着我国社会经济的不断发展与科学技术快速进步，机械设计工作开展中所需要进行设计考虑的因素也越来越多，其设计要求也不断提高。其中，三维CAD 技术作为机械设计中最早应用实现的一项计算机应用技术，其在机械设计领域的应用实现，不仅有效的促进了机械设计的设计质量与效果的快速提升，而且取得了较为广泛的应用，对机械设计的快速发展起到了十分积极的推动作用。下文将通过对三维CAD 技术及其特点分析，结合三维CAD 技术在机械设计中的应用优势，对机械设计中三维CAD 技术的具体应用与完善策略进行研究，以供参考。

1 三维CAD技术的概念与特点分析

当前，三维CAD 技术的发展已经具备较为完善的技术条件和体系。三维CAD 技术也被称为是建模技术，它是以三维模型作为基础，在长期不断的发展与完善基础上，逐渐形成现有的三维CAD 技术体系。通常情况下，三维CAD 技术的主要内容包含仿真以及图样档案管理、三维造型与三维设计、三维与二维的转换、机构运行分析等，而一个相对完善的三维CAD 技术体系，其在几何图形及性能层面均有着较高的要求，并且只有在较高的要求与完善的技术体系支持下，才能够对三维CAD 技术在实际应用钟的各项需求满足进行支持，同时确保三维CAD 技术在实际应用钟的结构设计达到最优化的状态。三维CAD 技术在具体实践钟进行应用，不仅能够促进设计者的创造力与想象力得到充分发挥，而且能够使设计者的思维模式与整个设计环境进行有效融合，在虚拟性设计与仿真性设计的有效结合下，促进设计效果的最优化实现，对机械设计产品绘制钟存在的问题进行有效解决，从而不断提高机械设计的产品绘制质量和效果。此外，三维CAD 技术也是当前机械设计中应用的一项最为基础性技术。

2 三维CAD技术在机械设计中的应用优势分析

对机械设计中三维CAD 技术的应用优势，结合机械设计及其技术应用的实际情况，可以从以下几个方面进行分析。

（1）能够使机械设计的作品更加直观和形象，不断提升机械设计的质量和效果。机械设计工作开展中，是以实现立体性的模型构建为主要目的。传统的机械设计中，为实现上述设计目的，是通过正投影方式来实现二维方法绘制效果的三维模型转换。但是，随着三维CAD 技术的不断发展与逐步完善，采用计算机软件系统进行三维辅助性设计也成为现实。三维CAD 技术在机械设计中的应用，也能够促进设计产品的更加直观和形象的展现。即设计人员采用三维CAD 技术，进行产品的仿真性与虚拟性设计后，也能够利用三维CAD 技术对设计产品进行更加直观和形象的检验，从而对设计作品中存在的问题和不足及时发现，并在产品设计过程中利用专业软件对其进行模拟行调节与完善，最终促进产品设计的质量和效果得到提升。

（2）三维CAD 技术在机械设计中应用，还能够满足其参数化与变量化的设计需求，促进机械设计的技术水平不断提升。三维设计开展中，是以参数化设计和变量化设计为设计开展的基本思想和观念。其中，传统的机械设计中，需要进行设计图纸修改时，是通过对整个设计图纸进行重新绘制实现的，而对设计图纸中的几何元素均是利用标准型尺寸进行设计和确定。值得注意的是，一般情况下的机械产品设计，其设计开展中，均是由设计人员通过多次设计与修改完善，来实现其设计完整性保障，同时促进设计质量和效果的提升，这样一来进行设计开展所需的时间以及经济成本均比较高。而随着二维CAD 设计的应用实现，由于其本身已经具备相应的参数化设计性能，但是对装配环境的参数化设计实现难度相对较高，对设计应用以及设计质量和效果的提升存在着一定的不利影响。三维CAD 技术进行机械设计应用，能够通过其本身的参数化与变量化功能模块，对机械设计中有关设计产品的尺寸信息进行自动修改，同时根据设计结构实现装配环境的针对性转变，从而有效减少设计人员在设计过程中的工作数量，减少其设计修改所需的时间，促进设计质量和效率的有效提升。

3 三维CAD技术在机械设计中的应用

结合上述对三维CAD 技术及其在机械设计中的应用优势分析，根据机械设计的具体工作内容，对三维CAD 技术在机械设计中的应用，可以从以下几个方面进行简要分析。

（1）机械模具的集成制造中对三维CAD 技术的应用，机械设计是机械制造行业中有关作业开展的一项重要环节。随着我国社会经济的不断发展与各项制造技术的不断提升，现阶段，制造行业中有关设计人员的设计工作开展也逐渐向模具设计与制造的方向领域转变，以通过对工业生产中所需的模具构件的合理设计和制造，将其应用于工业生产中，从而促进工业生产的设计与制造水平及其作业开展的质量和效率提升，为工业化生产与发展提供更加充分的支持。值得注意的是，随着机械制造行业发展中，设计人员设计工作开展的模具化转变和发展，使得传统的机床制造行业发展也逐渐向着数控机床方向转变，而数字化和信息化渐渐成为当前我国制造行业发展的核心趋势。其中，制造行业的现代化发展中，模具和激光快速成型技术是其重要的技术形式，通过进行多样化的模型构件与分析应用，为机械制造与设计的统一开展提供了良好的技术条件和软件系统支持。因此，对机械设计来讲，三维CAD 技术在机械设计中的典型应用，即表现为对模具的设计与集成制造上。

（2）机械设计中，在进行装配图的实体生成以及零件实体建模时，也有对三维CAD 技术的应用。其中，在机械设计的装配图实体生成环节，完成零件的实体建模与分析后，要想实现机械生产中机器向针对性位置上面的运转，就需要在机械运行设计与控制中对相应的针对性数据资料进行合理分析和应用，即根据不同零件的型号及其加工操作的具体要求，对其安装操作进行合理设置。而三维CAD 技术中的三维编辑功能在机械设计的装配图实体生成环节，就具有较好的适用性，能够实现机械设计的装配图实体生成工作需求。而在机械设计的零件实体建模分析环节，采用三维CAD 技术进行机械设计应用中，其最为常见的建模分析方式主要包含实体建模、线框建模和表面建模三种。由于三维CAD 技术软件系统中包含有较多的建模分析体系，比如，采用三维CAD 技术进行实体建模分析中，其基本性体系就包含球体、圆柱体、立方体、环状体、锥形体、圆锥体等。此外，采用三维CAD 技术软件系统中所包含结构进行机械设计的零件实体建模与分析应用，不仅具有较为突出的便捷性，而且通过对机械零部件进行多个基础性结构划分，能够实现机械零件的实体建模与分析，具有较好的应用效果。

总之，采用三维CAD 技术进行机械设计应用中，由于机械设计的类型与内容较为多样，为满足其设计要求，需要结合不同的应用情况，根据其机械设计的具体要求，对三维CAD 系统结构与功能进行合理的增加或减少，以促进其在机械设计中的专业性和适用性增强，从而提高机械设计的质量和水平。此外，三维CAD 技术系统的工作运行与操作运用难度相对较小，需要有关工作人员在对其技术系统的整体熟悉和准确掌握基础上，实现对软件系统及其具体设计中的各项信息与数据的准确把握，并结合自身的机械设计工作经验，对机械设计的质量和效果进行保证。

4 机械设计中三维CAD技术的应用策略

结合上述对三维CAD 技术及其应用优势的分析，根据三维CAD 技术在机械设计中的具体应用，为促进该技术在机械设计应用的进一步发展，应注意从以下几个方面，对其具体设计和应用进行准确把握。

首先，为促进三维CAD 技术在机械设计中的进一步发展和快速发展，应加强对三维CAD技术的应用进行不断改进和优化。三维CAD 技术在机械设计领域中的应用与发展时间相对较长，并且由于其具备较为突出的操作便捷、功能丰富、可控性较强、学习应用相对简单等特征优势，在实际应用中十分受欢迎。但是，需要注意的是，由于三维CAD 技术进行机械设计应用，在面临一些较为特殊的设计情况，也会存在一定的问题和不足，对其在机械设计实践中的推广应用存在一定的不利影响。针对这种情况，就需要加强三维CAD 技术的不断研究与创新，在促进三维CAD 技术及其软件系统的不断优化与改进完善基础上，使其在机械设计领域取得更好的应用和发展。

其次，为促进三维CAD 技术在机械设计中应用，还应加强对三维CAD 技术应用的控制和管理。随着现代信息技术的不断发展，各行业领域建设中对自动化建设的需求也越来越突出，同时对三维CAD 等技术的应用和发展也提出了更高的要求。在这种情况下，只有通过对三维CAD 技术程序的不断开发与研究，才能够促进其在具体实践中的更加广泛应用，从而通过技术革新推动有关行业领域的持续发展和进步。需要注意的是，在机械设计与工业自动化发展中，对三维CAD 技术的不断创新与研究应用，一方面，应加强对新技术与新方法的引进应用，即要求有关工业生产实践人员能够结合其生产开展的具体情况与技术条件，对其生产领域中对新型技术与生产手段的运用进行准确把握和及时反馈，并通过对技术运用经验的不断总结，来促进其技术研究与创新推进，从而更好的适应工业生产与发展中的各项技术需求，推动三维CAD 技术在机械设计及有关领域的更好应用。

最后，为促进机械设计中对三维CAD 技术的有效应用和发展，还应对机械设计的发展方向进行明确。稳定的技术因素是促进机械设计及有关行业发展的关键，为对技术的稳定性把握，则需要相应的技术形式有效匹配，同时对人为操作失误在技术应用中的不利影响进行合理控制。对于机械设计来讲，为促进三维CAD 技术在机械设计中的有效应用和发展，就需要不断提升三维CAD 技术的抗干扰能力，从而为机械设计及其自动化发展提供良好的技术支持。而信息化时代，对三维CAD 技术的抗干扰能力提升，则需要通过不断强化三维CAD 技术与现代信息技术等先进技术的有效融合运用，并将三维CAD 技术作为其技术研究与发展的重点，在对人工智能等现代化技术手段的合理引进和应用基础上，对三维CAD 技术及其应用发展中的不足进行有效弥补。

5 结语

总之，对机械设计中三维CAD 技术的应用进行研究，有利于促三维CAD 技术在应用优势在机械设计应用中充分发挥，从而不断完善与提升机械设计的质量和效果，满足新的社会经济与科学技术发展环境下机械设计的更高要求，推动机械设计的不断发展和进步，具有十分积极的作用和意义。