三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

浦嘉浚

摘 要：三維CAD技術(shù)以其高度的智能化、直觀化的優(yōu)勢(shì)在機(jī)械設(shè)計(jì)方面具有廣泛的應(yīng)用，本文圍繞三維CAD技術(shù)探討了現(xiàn)代化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用過(guò)程。

關(guān)鍵詞：三維；CAD；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)介紹

1.1減少機(jī)械設(shè)計(jì)周期

利用三維CAD技術(shù)中仿真以及虛擬情境的技術(shù)應(yīng)用能夠大幅度提升機(jī)械設(shè)計(jì)效率。同時(shí)在進(jìn)行新產(chǎn)品迭代生產(chǎn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，往往只需要對(duì)系列產(chǎn)品更新的部分予以再設(shè)計(jì)即可，而不必像傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式中對(duì)整個(gè)機(jī)械構(gòu)建進(jìn)行全部的繪制和設(shè)計(jì)，這種迭代式的設(shè)計(jì)理念較之傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率其優(yōu)勢(shì)不言而喻。其次利用好三維CAD技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速零部件重構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，這對(duì)于新產(chǎn)品研發(fā)也是具有重大意義的。因此，三維CAD技術(shù)能夠減少機(jī)械設(shè)計(jì)的周期，提升產(chǎn)品重構(gòu)效率。

1.2使得機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程更加直觀

三維CAD設(shè)計(jì)不同于二維的CAD設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的部件使空間結(jié)構(gòu)是連續(xù)的，不僅僅可以進(jìn)行單獨(dú)零部件的設(shè)計(jì)，還可以通過(guò)周圍的零部件來(lái)設(shè)計(jì)構(gòu)造新的零件，形成了體系化的設(shè)計(jì)過(guò)程，在零件設(shè)計(jì)的同時(shí)就充分的考慮到了轉(zhuǎn)配過(guò)程，這是傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)所不具備的優(yōu)勢(shì)；另外在動(dòng)態(tài)零部件裝配過(guò)程中，可以清晰地觀察到整個(gè)設(shè)計(jì)模型的裝配過(guò)程，同時(shí)還可將外部構(gòu)建予以隱藏，更加清晰地了解當(dāng)前零件的結(jié)構(gòu)。這種動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)使得零件設(shè)計(jì)過(guò)程更加直觀，對(duì)于創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量

三維CAD是計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械生產(chǎn)相融合的應(yīng)用型技術(shù)，三維CAD在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)候能夠利用其優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)綜合運(yùn)用有限元受力情況、零部件的虛擬化設(shè)計(jì)等功能有效提升了機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。再結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助控制（CAM）等技術(shù)手段，極其方便地實(shí)現(xiàn)由設(shè)計(jì)、加工、裝配等一系列機(jī)械制造過(guò)程的智能化控制，使得整個(gè)機(jī)械加工工序具有高度的一致性，從而提升整個(gè)機(jī)械制造的品控管理。因此，從提升機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量的角度來(lái)看，三維CAD技術(shù)的有效應(yīng)用具有重要的意義。

2三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

2.1零部件以及裝配固件的CAD建模

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，利用三維CAD技術(shù)構(gòu)建零部件以及裝配固件的數(shù)據(jù)模型是最為常用的應(yīng)用方式。三維CAD技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)零部件設(shè)計(jì)的參數(shù)化，避免了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中固變量的設(shè)計(jì)形態(tài)，這種參數(shù)化的設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了基于裝配環(huán)境的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，一旦裝配環(huán)境有所改變，軟件可以相應(yīng)地進(jìn)行自動(dòng)匹配，使得設(shè)計(jì)人員在適應(yīng)不同設(shè)計(jì)環(huán)境時(shí)更加從容，而不必為尺寸改變而進(jìn)行大量的重復(fù)性工作；其次，在進(jìn)行零部件建模時(shí)可以利用軟件將所要設(shè)計(jì)的零件放置在整體的結(jié)構(gòu)布局中，提升零部件的建模完整性。使得機(jī)械設(shè)計(jì)工作在零部件以及裝配固件數(shù)據(jù)模型動(dòng)態(tài)化的構(gòu)建，從而保障了設(shè)計(jì)的一致性要求，有效地提升了自動(dòng)化設(shè)計(jì)的可用性?？傊?，利用三維CAD技術(shù)構(gòu)建零部件以及裝配固件的數(shù)據(jù)模型是常見(jiàn)的機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用。

2.2在機(jī)械零部件的裝配應(yīng)用

三維CAD技術(shù)在機(jī)械零部件裝配方面的應(yīng)用同樣是非常重要的?？梢酝ㄟ^(guò)演示的方式將整個(gè)構(gòu)建的零部件裝配過(guò)程予以動(dòng)態(tài)的展示，借助于這種動(dòng)態(tài)裝配展示，設(shè)計(jì)人員可以發(fā)現(xiàn)零部件在設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足以及缺陷，同時(shí)也可以將裝配過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升零部件的整體結(jié)構(gòu)性。與裝配相對(duì)應(yīng)的分解過(guò)程在三維CAD技術(shù)應(yīng)用中也是常見(jiàn)的，零部件的分解作為裝配應(yīng)用的逆過(guò)程，通過(guò)技術(shù)手段可以將特定零部件周圍的其他部件進(jìn)行隱藏處理，更加直觀地觀察該零部件在整個(gè)構(gòu)件中的分布結(jié)構(gòu)；這種動(dòng)態(tài)的、兼顧局部和整體的裝配應(yīng)用方式，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)具有重要的意義。

2.3檢驗(yàn)零部件設(shè)計(jì)問(wèn)題

從上文論述的零部件數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建以及裝配過(guò)程的應(yīng)用中不難發(fā)現(xiàn)，三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中，檢驗(yàn)零部件的設(shè)計(jì)問(wèn)題方面同樣具有極大的作用。利用三維CAD技術(shù)進(jìn)行零部件檢驗(yàn)，通常有兩種途徑，一方面是利用“資源查找器”進(jìn)行查找，另一方面可以在裝配動(dòng)態(tài)演示過(guò)程中予以分析查找。無(wú)論是哪一種檢驗(yàn)途徑都可以精準(zhǔn)定位錯(cuò)誤零部件所分布的位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)查找，這種高度智能化、自動(dòng)化的檢驗(yàn)方式對(duì)于提升整個(gè)機(jī)械構(gòu)建的設(shè)計(jì)成功率發(fā)揮著不可替代的作用。而這是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程所不具備的優(yōu)勢(shì)。

除此之外，三維CAD技術(shù)結(jié)合CAM技術(shù)構(gòu)建起來(lái)的設(shè)計(jì)、制造、裝配一體化的生產(chǎn)線對(duì)于未來(lái)智能機(jī)械制造都具有極其重要的意義。

3結(jié)語(yǔ)

本文圍繞三維CAD從技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及設(shè)計(jì)應(yīng)用兩個(gè)方面探討了三維CAD技術(shù)在機(jī)械制造方面的應(yīng)用，主要包括零部件建模、機(jī)械裝配展示以及零部件設(shè)計(jì)檢驗(yàn)三個(gè)方面的內(nèi)容，應(yīng)用三維CAD技術(shù)有效地提升了零部件設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短了設(shè)計(jì)周期，對(duì)于我國(guó)未來(lái)智能化機(jī)械制造具有非常重要的意義。

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