三维CAD在机械设计的运用

【摘 要】三维CAD技术由于其高效、方便等卓越的特点现已广泛的应用在机械设计当中,大大的提高了机械设计的效率和质量.本文先简要介绍了三维CAD的有关理论知识,然后分别从设计建模、绘制机械图两个方面对三维CAD的应用进行分析阐述,并分析了三维CAD在机械设计中的发展趋势及未来的应用前景.

【关 键 词】三维CAD；机械设计；运用

一、三维CAD技术的概念及特点

CAD全拼为ComputerAidedDesign,也就是辅助计算机设计技术,又分为二维CAD和三维CAD,三维CAD是CAD技术的核心,它主要通过使用计算机的计算功能和强大的图形处理功能帮助设计人员设计并且分析工件,它更立体、直观而且可以形成三视图.随着计算机技术的快速发展,三维CAD技术也广泛的应用在了机械设计当中.三维CAD的特点也很多,这也注定了其在机械设计中被争相运用的原因.在当前社会,三维CAD主要具有以下几个特点：

（1）容易使用,减少工作时间,效率高.对于长期致力于机械设计的设计人员来说,在对新机械进行开发和设计时,不再像以前一样从头开始,而只需要对某一部分零件重新制造,绝大多数的零件都会自动继承以前设计的信息,节省了大量的设计时间,也使效率有了显著地提高.

（2）三维CAD设计的机械图更立体直观.以往在图纸上绘制机械图时,呈现出来的都是平面图形,没有立体感,三维CAD很好的解决了这一问题,它能够让我们更清晰的看出机械图上的缺陷,并且也方便对设计图的改正,使得制作出来的设计更切合实际.

（3）确保数据不丢失.三维CAD技术使用计算机辅助设计,直接上传到网上或存储在硬盘上,不再使用图纸,避免了图纸受潮等造成数据丢失而且对于数据的保存也较图纸更便捷.

二、机械设计的现状

最初,工程师们都是通过图纸来表达各自的设计思想,也是通过图纸来和工程人员更好的交流和讨论.但是随着我国科技的不断发展,计算机也融入了我们的工作和生活当中,机械设计的要求已经超出了在图纸上绘图的能力范围,所以现在已经基本转向了计算机绘制.日前还主要以CAD的二维绘图为主,它结束了手绘的时代,降低了工程师们的工作量,提高了工作效率,也为企业大大的提高了经济收入.如今,CAD技术也慢慢地朝着三维CAD技术过渡,有些大中型企业已经开始使用三维CAD技术,并为公司取得了巨大的收益.但是,还有很多企业只是利用三维CAD做出三维效果图,但是实质上还停留在平面上,并没有对空间进行设计,没有利用好三维CAD在二维CAD基础上新创建的功能,还需工程师继续深入研究此软件.

三、三维CAD在机械设计的运用

自从三维CAD技术进入人们的视线,他便以迅雷不及掩耳之势被广泛深入的应用在各个行业当中,如工业,农业以及医疗等.特别是在机械设计方面,通过使用三维CAD绘图能够更方便更形象的设计机械图,提高了工作效率,降低了工作量.

1.在设计建模中的运用及优点

在我们设计实体建模的过程中,对简单的工件来说,我们可将其拆分成几个基本体,如球体,立方体,圆柱体,圆锥体等,这些基本体在三维CAD中都直接存在,三维CAD技术通过计算机的强大的计算功能,将系统本身存在的这些基本体进行一系列的排列组合,根据工程师的要求构造出其想要的图形,三维CAD能够确保设计建模快速有效的完成.三维CAD的优点就是立体形象,使用三维CAD的设计建模能让人更清晰仔细的了解工件的结构,并且他提供三视图,能够从不同角度充分了解工件,方便工程师们进行检查并加以修改.

2.在绘制机械图中的运用及优点

在整个设计的基本工件完成以后,接下来要做的就是对这些工件加工组合,经过一系列的排列组合,不断的改正就完成了机械设计.三维CAD的编辑功能可以将原来互不相关没有任何联系的工件根据工程师原有的设计,进行排列和组合,对于其中一些比较复杂的工件,其不能拆分成三维CAD中自带的基本体,我们可以首先定义它的截面轮廓,然后使用拉伸等方法得到新的“基本体”,再使用差,并等运算得到我们想要的三维立体图形.三维CAD的在设计新部件时可以与相邻的部件配合绘图,降低了单一设计部件不能成功装配的机率.在资源查找器中对部件回放功能也可以把整个的设计过程通过动画的形式播放出来,让人一目了然.另外,三维CAD可以对工件的变量和参数进行设计,普通的二维CAD并没有这种功能,如果要对机械图进行修改就必须重画,而工程师在实际设计过程中都是要经过多次修改才能完成,这就浪费了大量的人力和物力,同时也降低了工作效率.三维CAD能够自动修改因为某一部件尺寸的变化而引起的变化,就算其中的工件尺寸出现变化,它也能相应的调整其他的工件来适应这个工件的尺寸,这就意味着改变某些参数也不用再对整个机械设计图重画.大大的降低了修改的工作强度,节省了时间,提高了工作速度,也节省了存储空间.

四、三维CAD在机械设计的发展趋势及未来的应用前景

虽然在机械设计当中应用三维CAD应经大大的提高了工作效率,减少了工作量,并且也增加了企业的经济收益,但是,随着科技的不断进步,人们对其要求也越来越高,所以,三维CAD在机械设计中正向着网络化,智能化,规范化发展.

1.三维CAD的网络化

如今的社会是网络化社会,企业的发展也离不开网络.机械设计只是企业生产中的一小部分,还包括零部件采购,产品的销售,售后等,这就促使三维CAD技术不能只停留在单机模式,要像网络化转变,三维CAD通过在虚拟的空间里建模,更能让设计者发现设计中存在的问题,三维CAD的网络化发展将是未来我们努力的一个很重要的方向.

2.三维CAD的智能化

现在我们所使用的CAD技术还是通过人来控制计算机中的软件来实现一些复杂的操作,在此过程中,工程师们把自己的经验编入到程序中使其具有分析和辨认的能力,表面上看具有一定的智能,但是若想要更大的减轻我们的工作量,我们需要联合人工智能的有关知识让CAD可以自己调用经验和有关知识,具备相应的学习和辨认的能力.

3.三维CAD的规范化

我们设计的机械图的好坏主要就是看它是否切合实际,也就是我们这里说的规范化.对于三维CAD技术,我们不能只追求它的功能,更重要的是要考虑它是否和实际紧密联系,只有联系实际才能构造出真正合格的产品,才能为企业创造利益.

从发展趋势来看,三维CAD技术在未来有着很好的应用前景,不仅是在机械设计的运用上,三维CAD技术将会在生活当中也占据着重要的地位,并且能够给我们的生活带来极大的方便,在建模和设计图形成的过程得更形象,更智能,减少人们的工作量,节省更多的时间.

三维CAD技术,即计算机辅助设计技术,由于其具备直观形象,使用方便快捷,节省工作时间,确保数据不丢失等特点,在现实生活中有着广泛的应用,特别是在机械设计方面.在机械设计的设计建模和机械图形成过程中利用其优势发挥着很重要的作用,虽然它自身还存在一些不足,但是随着计算机技术的不断发展,人工智能技术的不断深入,其发展前景也很美好,只要我们根据三维CAD的发展趋势不断地探索,三维CAD会在机械设计的运用上彰显出更大的作用,也会为企业创造更大的利润,为我国经济社会的快速发展做出贡献.