三维CAD技术在机械设计中的应用研究

陆爱华

摘 要：经济进步的前提下，科技随之走入快速前行的阶段，计算机技术成为人们在工作、生活中的必备工具，在降低人们的劳动量的同时，使之脑力的消耗减少，也能提升工作的整体效率。机械设计中，三维CAD技术的应用对施工起着较为重要的效用，也是目前技术人员探究的新内容。实际施工中，外界诸多的因素都对三维CAD技术的使用有着一定的影响，也易在设计操作中出现一些漏洞，需要相关人员寻找到相应的解决措施，旨在改进三维CAD技术的应用效果，提升机械工程的整体质量。

关键词：三维CAD技术;机械设计;应用研究

新时期下，三维CAD技术有着较好的发展前景，不仅将其应用于医疗和建筑等领域，更受到机械设计行业的青睐。CAD技术涉及供暖、空气调节及通风等内容，是机械工程中的重要部分，以使产品展现出自身的价值。三维CAD技术在机械设计中的应用，使产品设计的形式发生一定的程度变革，凭借其优势使研制新产品原本的周期得到缩短，还能提升设计的水准，使产品的功能性增强，最终推进工业领域的稳步前行。三维CAD技术开始在机械设计中得到较为广泛地应用，是机械制造企业在新时期下提升自身竞争实力的新途径。目前，部分机械制造企业对于先进的三维CAD技术缺少全面性的认知，故需对该技术的应用进行深入地探讨，旨在提升机械设计的质量和整体的安全性。

一、三维CAD技术概述

三维CAD技术是借助三维模型，制作出相应的模板，在此基础上再通过长时间的发展而逐步演变成的，又称之为：建模技术，在机械设计方面的应用最为突出，属于设计的中心环节。

首先，三维CAD技术可以将预想的画面以图像技术的方式转变为具象化，直观且立体地展现出设计者的创造思维。

其次，该技术还可以根据设计者的需求对其中的几何图形进行相应的调整和改进，使产品设计愈发精准，满足人们多样化的需求，有着一定的灵活性，是设计人员的得力助手。

再次，三维CAD技术通过几何模型的方式，让设计人员完成对各部件间科学且合理的配置，保证产品的质量和其安全的性能，使之在组合中展现出最好的状态，使机械设计的制作过程得到顺利的完成。

最后，三维CAD技术由原来的线框建方式逐渐演变为目前的三维方式，加快机械设计产品的更新速度，以跟时代进步潮流，是机械设计者应具有的新型能力。

二、三维CAD技术在机械设计中的应用策略

（一）机械零件建模中的应用

机械建模的过程中，需要多种模型结构的使用，CAD系统下有表面、线框和立体这三种模型供其使用。三维CAD系统中一般都有着较为基础的立方体、圆柱体、楔形体等图形结构，设计者可以借助布尔运算的方式，将这些结构进行灵活的组合和相应的搭配，对于设计者所独有的想法，也能够加入其中，使产品的设计有所创新，也趋于复杂化而增强其性能。设计者通过三维CAD技术将脑中的构想真实的展现，进行调整和相应的操作，可以让工作变得简单，使设计者能够较快地设计出机械产品，提升整体的工作效率。

（二）CAD模具的集成制作

我国机械制造业的生产已趋于科技化，三维CAD技术这类先进的设计制图手段成为机械领域的发展方向。设计人员利用CAD、CAM等快速成型的技术完成产品的设计，有着较为普遍的应用，是机械设计中的先进工具。三维CAD技术在机械设计中的应用，将曲面选型和仿真式的模式做到相应的结合，数控加工技术和三维绘图等形式也及时融入到相应的软件中，呈现了系统化。设计人员借助工程数据和技术需求，结合平台提供的资料，使不同的机械产品在设计中更为合理，提升设计数据的整体使用效率，保证机械产品的性能趋于全面化，而质量也得到相应的提升，满足人们多样化的需求。

（三）机械CAE软件的应用

对于产品结构的设计而言，为保证其彰显出合理性，需对相应的设计进行优化和调整，而这一操作可以由机械CAE软件来完成，根据设计图纸中的参数来进行后续的分析，通过对比来发现其中问题，及时进行相应的处理，使产品的设计更具有科学性。该软件还能够帮助设计人员对设计的方案进行判断，主要是体现在合理性方面，以提升设计方案的可行性，避免因设计不够合理而产生一系列的问题。为了使该软件能够凸显其真正的效用，需与三维CAD技术结合，在成功建模后才能展现二者的优势，做到互补并使设计方案可以成功的执行。

（四）检验机械零部件设计的应用

机械产品的组装过程中会用到多种不同的零部件并需要对每个细小的部件进行检查，三维CAD技术中所具有的数据播放功能可以代替人工检查的方式，直接将各个需要组装的零部件进行播放，模拟整个组装的过程，以完成对零部件的檢验，也能及时发现组装中可能出现的问题，尽快选对其进行处理。检查的过程中，工作人员可以通过三维CAD技术拥有的查找功能对有问题的或不符合相关标准的零部件进行有针对性地调整，缩短以往的寻找时间，继而提升零部件间的配合度，最大程度的避免因零部件不满足要求而影响机械的正常运转。与此同时，工作人员利用三维CAD技术快速且准确地找出零部件的质量问题，保证整个机械产品的高质量，更节约时间方面的成本，提升工作的效率。

（五）农业机械设计中的应用

农用收割机的设计中，借助三维CAD技术从轴流钉齿脱粒分离设备入手，结合数控加工的模块对该设备进行三维的处理，使之各零部件能够有效的分配，再进行后续各环节的设计，使复杂的机械产品设计方案可以顺利完成。设计人员还可以通过API等技术，区分出三维系统中不同的位置，使信息间的联系增强，有助于信息的共享。

结束语：

社会在进步，机械智能化已成为企业新的发展趋势，与此同时，三维CAD技术凭借其优势受到机械制造企业的青睐，故对其有着较高的要求。目前，三维CAD技术的应用中，逐渐凸显出一些问题，不够完善，加之相关人员对该技术的运用方面不熟悉，无法展现其实际效用，也增加后续应用的难度。机械制造企业应以长远的眼光看待三维CAD技术的应用，鼓励设计人员运用多种方式对新技术进行深入的探究，使之掌握程度逐渐提升，快速地完成对产品的设计，保证其功能和质量等满足人们多样化的需求，推进机械制造业的稳步前行。

参考文献：

[1]基于CAD在机械设计中应用的探索性研究[J].刘碧云.科学技术创新.2020（02）

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[3]三维CAD技术在机械设计中的应用探究[J].张飞飞.农机使用与维修.2019（12）

[4]CAD在机械设计中的应用及价值研究[J].于航.南方农机.2019（22）