三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用分析

熊宗團(tuán)

摘 要：三維CAD技術(shù)是全新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，在當(dāng)前很多行業(yè)中均有應(yīng)用。本文從機(jī)械設(shè)計(jì)角度分析三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，剖析三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用，掌握機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行原理，為后期機(jī)械設(shè)計(jì)提供參考?？偨Y(jié)未來機(jī)械設(shè)計(jì)中三維CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，旨在充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)計(jì)中三維CAD技術(shù)的真正價(jià)值。

關(guān)鍵詞：三維CAD技術(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 建模 CAE軟件

中圖分類號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2019）04（c）-0117-02

三維CAD技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中均有應(yīng)用，不僅為行業(yè)發(fā)展提供動(dòng)力，而且也提高了行業(yè)的技術(shù)性。機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)作為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ瑱C(jī)械設(shè)計(jì)與生活息息相關(guān)。機(jī)械設(shè)計(jì)中必須根據(jù)設(shè)計(jì)原理謀劃設(shè)計(jì)計(jì)劃，并且對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算與測(cè)量。三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供更多方便，并且保證機(jī)械設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

三維CAD技術(shù)利用過硬的技術(shù)與方便操作的計(jì)算機(jī)軟件，打破傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中的局限，從綜合設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、概念與結(jié)構(gòu)分析、整改設(shè)計(jì)等方面積極創(chuàng)新，提高機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)，為機(jī)械行業(yè)節(jié)省了很多設(shè)計(jì)成本。

1.1 合理規(guī)劃?rùn)C(jī)械設(shè)計(jì)周期

三維CAD技術(shù)使機(jī)械設(shè)計(jì)周期得以合理規(guī)劃，進(jìn)一步提升了機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用效率與設(shè)計(jì)效率，從而提升了機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)效率。尤其是機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新期間，將三維CAD技術(shù)應(yīng)用其中，幫助機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)部分零件設(shè)計(jì)與制造，有效提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性。三維CAD技術(shù)中，對(duì)于不能單獨(dú)設(shè)計(jì)的零件，則將之前的記錄信息錄入分析，得出最恰當(dāng)?shù)淖釉O(shè)計(jì)方案，不僅達(dá)到機(jī)械設(shè)計(jì)效率提升的目的，同時(shí)也增強(qiáng)了機(jī)械設(shè)計(jì)能力，為機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新提供機(jī)會(huì)。

1.2 機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)程被提高

機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用三維CAD技術(shù)，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中為其賦予渲染與著色功能，同時(shí)三維效果圖十分清晰立體，為機(jī)械設(shè)計(jì)人員觀察機(jī)械產(chǎn)品外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等提供了方便，并且也對(duì)最終設(shè)計(jì)方案的決定、設(shè)計(jì)計(jì)劃審批以及機(jī)械新產(chǎn)品開發(fā)等產(chǎn)生推動(dòng)作用。三維CAD技術(shù)主要以計(jì)算機(jī)為載體，擴(kuò)大機(jī)械設(shè)計(jì)人員的知識(shí)范圍，同時(shí)鍛煉機(jī)械設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)能力，提升設(shè)計(jì)人員觀察力、表達(dá)力，提高機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量[1]。

1.3 提高機(jī)械設(shè)計(jì)保管力度

三維CAD技術(shù)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在很大程度上提高了機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)材料保管的重視。通過計(jì)算機(jī)硬盤、軟盤方式，將三維CAD機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行存儲(chǔ)，按照?qǐng)D片、視頻等文件方式進(jìn)行歸類，并且還能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容過渡到光盤或者U盤等設(shè)備上，方便機(jī)械設(shè)計(jì)人員查看。以計(jì)算機(jī)掃描儀設(shè)備，在計(jì)算機(jī)界面尋找相關(guān)內(nèi)容，科學(xué)預(yù)防機(jī)械設(shè)計(jì)資料丟失或者資料破壞等，同時(shí)也杜絕了紙質(zhì)機(jī)械設(shè)計(jì)材料在存儲(chǔ)期間受潮或者丟失、蟲蛀等問題的發(fā)生。

1.4 一體化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

三維CAD技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供更多便利，作為先進(jìn)的信息技術(shù)類型，三維CAD技術(shù)包含多種設(shè)計(jì)與處理功能，在一定程度上幫助機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一體化設(shè)計(jì)。三維CAD技術(shù)運(yùn)用DXF輸出的方式，將機(jī)械設(shè)計(jì)文件實(shí)施共享，并且還可以共享其他CAM軟件。三維CAD技術(shù)是對(duì)平面設(shè)計(jì)繪圖功能的升級(jí)與豐富，為機(jī)械設(shè)計(jì)帶來更多方便，提高了機(jī)械產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)效率。

2 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

2.1 三維CAD技術(shù)與建模

機(jī)械設(shè)計(jì)中，建模的實(shí)現(xiàn)將機(jī)械設(shè)計(jì)更加直觀的呈現(xiàn)出來，并且全方面的觀察設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。建模設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)就依靠三維CAD技術(shù)，此技術(shù)通過框架在立體與表面的技術(shù)形式，幫助機(jī)械設(shè)計(jì)完成建模。建模形態(tài)多樣，各種簡(jiǎn)單圖形全部是三維CAD技術(shù)建模的選擇。當(dāng)然如果機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，則需要以布爾運(yùn)算的方式，將機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列組合，以此來應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的多樣化、層次化與復(fù)雜化。三維CAD技術(shù)建模具有靈活性與調(diào)整性特點(diǎn)，結(jié)合具體機(jī)械設(shè)計(jì)需要，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行重新運(yùn)算，由此來獲得最終想要的機(jī)械設(shè)計(jì)圖案。建模在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)現(xiàn)，不僅為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)，同時(shí)也為機(jī)械設(shè)計(jì)解決很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。

三維CAD技術(shù)建模過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)人員直接以計(jì)算機(jī)為載體進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，同時(shí)還能夠進(jìn)行性能測(cè)試。建模構(gòu)思期間，機(jī)械設(shè)計(jì)人員以三維實(shí)體建模方法，深入分析機(jī)械產(chǎn)品的有限元，將設(shè)計(jì)零部件拆分，對(duì)比具體的設(shè)計(jì)尺寸，認(rèn)清設(shè)計(jì)尺寸與實(shí)體編程存在的區(qū)別，由此總結(jié)出最理想的機(jī)械零部件設(shè)計(jì)與組合方法[2]。如三維鋼架結(jié)構(gòu)建模設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)人員結(jié)合生產(chǎn)要求，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)參數(shù)內(nèi)容確定初期設(shè)計(jì)方案。建模期間產(chǎn)品零部件的機(jī)械設(shè)計(jì)，需要與建模數(shù)據(jù)規(guī)模進(jìn)行整合，從而確定最佳機(jī)械設(shè)計(jì)方案。將設(shè)計(jì)模塊導(dǎo)入建模框架，參考同類建模零件與機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，設(shè)定詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)資料，完成三維鋼架建模工作。

2.2 三維CAD技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)方案

三維CAD技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)方案之間的運(yùn)用，主要從零部件角度出發(fā)。機(jī)械設(shè)計(jì)期間需要將基本零部件進(jìn)行重組與排列，從而形成全面、系統(tǒng)、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。三維CAD技術(shù)具備設(shè)計(jì)功能的同時(shí)，還具備編輯功能。機(jī)械設(shè)計(jì)人員只需要根據(jù)提前制定好的設(shè)計(jì)方案，在三維CAD技術(shù)編輯功能作用下將獨(dú)立部件進(jìn)行排列重組，即可獲得全新的機(jī)械設(shè)計(jì)方案。部分機(jī)械設(shè)計(jì)中，涉及到多樣零部件，并且零部件排列與組合十分復(fù)雜。對(duì)此三維CAD技術(shù)通過對(duì)零部件旋轉(zhuǎn)的方式，重新將零部件進(jìn)行組合，由此獲得新的零部件，根據(jù)新的零部件調(diào)整機(jī)械設(shè)計(jì)方案，獲得全新三維方案，保證機(jī)械設(shè)計(jì)方案內(nèi)容更科學(xué)，提高機(jī)械生產(chǎn)的質(zhì)量。機(jī)械設(shè)計(jì)方案制定過程中，必須科學(xué)應(yīng)用CAD軟件開發(fā)系統(tǒng)，以平面設(shè)計(jì)、立體設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)分析等方式，將設(shè)計(jì)方案的每個(gè)細(xì)節(jié)加以完善。

2.3 三維CAD技術(shù)與機(jī)械CAE軟件

機(jī)械設(shè)計(jì)中，CAE軟件主要用于機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化、機(jī)械方案對(duì)比、設(shè)計(jì)方案分析等，利用CAE軟件的分析，確定機(jī)械設(shè)計(jì)方案科學(xué)合理，規(guī)范機(jī)械設(shè)計(jì)方案內(nèi)容。將三維CAD技術(shù)與機(jī)械CAE軟件相結(jié)合，從建模方面出發(fā)，三維CAD技術(shù)負(fù)責(zé)完成建模設(shè)計(jì)，CAE軟件負(fù)責(zé)對(duì)建模設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)三維CAD技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)情況，保證整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)過程順利完成。

3 三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的發(fā)展空間

機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極應(yīng)用三維CAD技術(shù)，并且對(duì)該技術(shù)不斷學(xué)習(xí)與熟練掌握，全面挖掘三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的價(jià)值，使三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的發(fā)展空間得到擴(kuò)大，并且發(fā)展趨勢(shì)逐漸朝著規(guī)范化、智能化的方向轉(zhuǎn)變。應(yīng)用三維CAD技術(shù)過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)注意與實(shí)際設(shè)計(jì)需求相結(jié)合，確保三維CAD技術(shù)設(shè)計(jì)到位，并且充分發(fā)揮出三維CAD技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的重要性。

4 結(jié)語

綜上所述，三維CAD技術(shù)的應(yīng)用對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展、機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量提升等具有重要意義，將三維CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中普及，可以增強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)的規(guī)范性、安全性。挖掘三維CAD技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，從機(jī)械設(shè)計(jì)的建模、CAE軟件以及機(jī)械設(shè)計(jì)方案等方面科學(xué)應(yīng)用三維CAD技術(shù)，不斷完善實(shí)際應(yīng)用中的操作步驟，為機(jī)械設(shè)計(jì)未來發(fā)展與設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)造良好條件。

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