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[摘 要]随着社会整体的不断进步，计算机技术的普遍使用其智能水平的提升，三维CAD技术的发展也越来越集成化和标准化。三维CAD技术是当前机械设计与制造行业当中的一项关键性的技术，同时三维CAD技术应用水准的高低将对实践的生产与制造工作形成直接的影响。在大数据时代里，掌握和发展三维CAD技术对机械设计尤为重要，企业也应针对三维CAD技术做好相应的研发和应用措施。 文章介绍了三维CAD技术的概念，分析了机械设计中应用三维CAD技术的重要意义，探讨了三维CAD技术在机械设计中的具体应用。
[关键词]三维CAD技术;机械设计;应用
中图分类号：TP391.72;TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0376-01
引言
三维CAD技术是以计算机技术和电子技术为基础的，是一种模型模拟建造技术，被广泛运用于建筑、服装、纺织、化工、轻工和汽车、船舶、飞机、机械等各个方面，其中，机械制造方面应用尤为重要。在机械设计中应用三维CAD技术，不仅可以充分发挥物力、人力的效用，有效降低生产整体成本，还能够大幅度的提高机械产品的质量，保证机械产品运用的安全。
一、三维CAD技术的概念
CAD技术中最重要的组成部分就是三维CAD技术。三维CAD技术主要是以三维模型作为模板，经历多年的研发才逐渐演变成现在的三维CAD技术。在进行三维CAD技术研发的过程中，只要合理的设计三维结构，那么在设计二维模型时，就提供了便利。三维CAD技术也叫做建模技术，三维CAD技术的功能包含在五个方面：第一，对三维造型进行合理的设计;第二，三维仿真功能;第三，具备图样档案统一收集和管理的功能;第四，可以将三维模型转换为二维模型的功能;第五，对机构运动进行充分分析的功能。为了保证三维CAD技术应用在各个领域中，使其功能得到充分的发挥，就需要满足两方面的需求：第一，几何图形的性能需求;第二，几何图形的烈性需求。三维CAD技术不仅可以满足设计师的想象力得到充分的发挥，同时也能激发设计师的创作灵感。三维CAD技术在机械设计中的应用，不仅可以使产品的虚拟设计和仿真设计呈现最理想的状态，同时也能有效地保证产品的设计的整体效果以及工程制图的整体效果。
二、机械设计中应用三维CAD技术的重要意义
1、实现零部件的优化设计和有限元分析
传统的设计方法无法保证设计计算时的数据与实际工作数据的高度接近，很容易使零部件的可靠性降低，增大机械设计的危险系数，尤其是受力较为复杂的零件数据。应用三维CAD技术可以实现对零部件的有限元分析，对输入到有限元网络中重要零部件可以进行进一步的振动分析、受力变形分析、形状优化分析。当分析结果与实际要求存在差异的情况时，就需要对设计作品继续重新的设计、计算，直到与实际要求相一致为止。利用这种技术乐意提高机械设计产品的可靠性，提高机械设计工作的效率以及产品的安全系数，有效的降低材料成本的浪费。
2、实现机械的变量化设计和参数化设计
传统的CAD技术在修改画图的时候，可能需要重新绘制，对几何图形的元素用固定尺寸进行定义，如果想要生成完整的设计作品，就会需要多次进行修改，从而为增大了设计阶段的工作量，使产品在设计阶段浪费更多不必要的时间。二维CAD技术虽然具有部分参数化功能，但是在机械设计中想要达到完美的参数化设计效果却非常困难。而使用三维CAD技术中的变量化模块、参数化模块，可以实现自动修改零件设计中的尺寸变化，装配在装配环境基础上进行的参数化设计，即使有零件发生变化，该技术也会自行做出相应的调整，大大减少了设计人员的工作量、工作时间，提高了机械设计工作的效率。
3、增强机械设计作品的直观形象性
在进行作品设计的过程中，由于设计手段等的局限性，设计人员很难在平面图纸上完成立体图形的设计效果，三维构想通常是由二维方法（有正投影形成的）进行设计图的绘制。在CAD技术不断发展过程中，在计算机软件的帮助下，构想中的三维立体效果也不再是不可能完成的设计。同时三维CAD技术能够使机械设计作品更具生动形象性，有利于设计者对设计作用进行直观的检查，还可以在设计阶段实现模拟运转、模拟装配等工作，增加机械设计作品的实际适用性。
三、三维CAD技术在机械设计中的具体应用
1、应用于建模进程
研究可知，三维CAD技术的主要优势在于确保设计方案更为立体直观，所以该项技术可广泛应用在设计方案建模进程当中。基于三维CAD技术的建模方式涵盖有表面方式以及框架方式、立体方式三方面主要内容，同时，此技术普遍自带有设计方案中所需的椭圆形以及圆形、圆柱形等一些简单图形。针对复杂多变的结构形状，此项技术可基于布尔运算，排列组合系统自带图形，结合实际需求，基于计算，进而构筑设计人员所需要的图案，使得设计方案建模进程快速完成。譬如说，设计央视大楼图案时，采用AD技术，在其他类型设计软件的帮助下，历经一系列预算获取简单模型图案，努力为日后完成设计方案奠定扎实基础。实现零件实体建模之后，基于机器运动特定位置，结合机器实际运动进程当中涉及的对应资料，参考零件具体坐标实施装备工作，可利用三维CAD软件中的三维编辑功能完成实施此项工作进程。
2、应用于方案形成进程
近年来，伴随着科学技术水平的显著提升，制造行业生产技术获得深化改革，制图方式由传统人工设计转变为CAM/CAE/CAD技术应用，由普通机床趋向于数控机床及加工中心转变，目前制造行业发展方向主要为计算机数字化。做好方案中涉及的基本零部件设计工作之后，应加工重组零部件，历经排列组合，旨在优化完成设计方案。基于三维CAD技术的应用，利用其编辑功能，结合设计工作者设计意图，把原本互相独立且不存在有联系的部件排列组合在一起，就复杂程度部件，可采用现代化三维技术中涉及的旋转等模式获取新型更适应排列组合的新部件，尽可能便捷实现三维方案实施，充分确保设计方案高质完成。在设计方案形成进程当中可重点应用CAD/CAM软件开发系统，运用曲面造型以及平面设计、数据分析以及立体构筑等有效措施，统一管理应用具体数据，保障方案顺利开展。
3、应用于农业机械设计
实践证明，三维CAD技术同样适用于农业机械设计。譬如说设计联合收割机的进程中，可将轴流钉齿脱粒分离装置当作设计出发点，结合Motion works系统展开开发工作，参考数控加工模块Cam works加工设计三维系统，基于CAD技术或者是API技术等细化划分系统，完成各个部分之后最终自动生成实际方案。分离的各个部分主要是基于数据传输维持联系的，进而满足数据共享需求。
4、应用机械CAE软件
机械CAE软件的功能在于实现结构优化设计，合理对比分析设计方案中涉及的相关数据，进而形成有效合理的设计方案，认真评估评价对应方案，充分确保设计方案拥有较强合理性。在CAE软件中应用三维技术，主要表现为构筑良好模型结构，再通过使用CAE软件展开分析设计等各项步骤，确保各项方案设计的顺利实施及便捷完成。具体而言，CAE系统所拥有的主要功能包括寿命预估以及工程数据分析、强度设计评价以及仿真动力学、结构优化设计等多方面内容，唯有采用CAD技术有效解决造型问题之后，方可运用CAE系统解决机械的材料以及刚度、干涉、寿命、动态特性以及运动特性、结构合理性等各类问题。
结束语
计算机三维CAD技术的应用为我国的机械设计创造了进一步提升的空间，是我国追赶其他先进国家的机械水平的有效途径，因此，我们必须要高度重视计算机三维CAD技术在机械设计中的重要性，深入地挖掘该技术中潜在的功能，并分析目前三维CAD技术在我国机械设计方面的应用中的现状，找出合理的改进方案，使该技术的应用能够切实解决和完善我国机械设计中的问题和缺陷。
参考文献
[1] 何小强.浅谈三维CAD技术及在机械设计中的应用[J].中国机械，2014，（6）：158-158.
[2] 魏粉妮，姚卫民.三维CAD在机械设计中的应用及发展[J].科技创新导报，2014，11（5）：37.
[关键词]三维CAD技术;机械设计;应用
中图分类号：TP391.72;TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0376-01
引言
三维CAD技术是以计算机技术和电子技术为基础的，是一种模型模拟建造技术，被广泛运用于建筑、服装、纺织、化工、轻工和汽车、船舶、飞机、机械等各个方面，其中，机械制造方面应用尤为重要。在机械设计中应用三维CAD技术，不仅可以充分发挥物力、人力的效用，有效降低生产整体成本，还能够大幅度的提高机械产品的质量，保证机械产品运用的安全。
一、三维CAD技术的概念
CAD技术中最重要的组成部分就是三维CAD技术。三维CAD技术主要是以三维模型作为模板，经历多年的研发才逐渐演变成现在的三维CAD技术。在进行三维CAD技术研发的过程中，只要合理的设计三维结构，那么在设计二维模型时，就提供了便利。三维CAD技术也叫做建模技术，三维CAD技术的功能包含在五个方面：第一，对三维造型进行合理的设计;第二，三维仿真功能;第三，具备图样档案统一收集和管理的功能;第四，可以将三维模型转换为二维模型的功能;第五，对机构运动进行充分分析的功能。为了保证三维CAD技术应用在各个领域中，使其功能得到充分的发挥，就需要满足两方面的需求：第一，几何图形的性能需求;第二，几何图形的烈性需求。三维CAD技术不仅可以满足设计师的想象力得到充分的发挥，同时也能激发设计师的创作灵感。三维CAD技术在机械设计中的应用，不仅可以使产品的虚拟设计和仿真设计呈现最理想的状态，同时也能有效地保证产品的设计的整体效果以及工程制图的整体效果。
二、机械设计中应用三维CAD技术的重要意义
1、实现零部件的优化设计和有限元分析
传统的设计方法无法保证设计计算时的数据与实际工作数据的高度接近，很容易使零部件的可靠性降低，增大机械设计的危险系数，尤其是受力较为复杂的零件数据。应用三维CAD技术可以实现对零部件的有限元分析，对输入到有限元网络中重要零部件可以进行进一步的振动分析、受力变形分析、形状优化分析。当分析结果与实际要求存在差异的情况时，就需要对设计作品继续重新的设计、计算，直到与实际要求相一致为止。利用这种技术乐意提高机械设计产品的可靠性，提高机械设计工作的效率以及产品的安全系数，有效的降低材料成本的浪费。
2、实现机械的变量化设计和参数化设计
传统的CAD技术在修改画图的时候，可能需要重新绘制，对几何图形的元素用固定尺寸进行定义，如果想要生成完整的设计作品，就会需要多次进行修改，从而为增大了设计阶段的工作量，使产品在设计阶段浪费更多不必要的时间。二维CAD技术虽然具有部分参数化功能，但是在机械设计中想要达到完美的参数化设计效果却非常困难。而使用三维CAD技术中的变量化模块、参数化模块，可以实现自动修改零件设计中的尺寸变化，装配在装配环境基础上进行的参数化设计，即使有零件发生变化，该技术也会自行做出相应的调整，大大减少了设计人员的工作量、工作时间，提高了机械设计工作的效率。
3、增强机械设计作品的直观形象性
在进行作品设计的过程中，由于设计手段等的局限性，设计人员很难在平面图纸上完成立体图形的设计效果，三维构想通常是由二维方法（有正投影形成的）进行设计图的绘制。在CAD技术不断发展过程中，在计算机软件的帮助下，构想中的三维立体效果也不再是不可能完成的设计。同时三维CAD技术能够使机械设计作品更具生动形象性，有利于设计者对设计作用进行直观的检查，还可以在设计阶段实现模拟运转、模拟装配等工作，增加机械设计作品的实际适用性。
三、三维CAD技术在机械设计中的具体应用
1、应用于建模进程
研究可知，三维CAD技术的主要优势在于确保设计方案更为立体直观，所以该项技术可广泛应用在设计方案建模进程当中。基于三维CAD技术的建模方式涵盖有表面方式以及框架方式、立体方式三方面主要内容，同时，此技术普遍自带有设计方案中所需的椭圆形以及圆形、圆柱形等一些简单图形。针对复杂多变的结构形状，此项技术可基于布尔运算，排列组合系统自带图形，结合实际需求，基于计算，进而构筑设计人员所需要的图案，使得设计方案建模进程快速完成。譬如说，设计央视大楼图案时，采用AD技术，在其他类型设计软件的帮助下，历经一系列预算获取简单模型图案，努力为日后完成设计方案奠定扎实基础。实现零件实体建模之后，基于机器运动特定位置，结合机器实际运动进程当中涉及的对应资料，参考零件具体坐标实施装备工作，可利用三维CAD软件中的三维编辑功能完成实施此项工作进程。
2、应用于方案形成进程
近年来，伴随着科学技术水平的显著提升，制造行业生产技术获得深化改革，制图方式由传统人工设计转变为CAM/CAE/CAD技术应用，由普通机床趋向于数控机床及加工中心转变，目前制造行业发展方向主要为计算机数字化。做好方案中涉及的基本零部件设计工作之后，应加工重组零部件，历经排列组合，旨在优化完成设计方案。基于三维CAD技术的应用，利用其编辑功能，结合设计工作者设计意图，把原本互相独立且不存在有联系的部件排列组合在一起，就复杂程度部件，可采用现代化三维技术中涉及的旋转等模式获取新型更适应排列组合的新部件，尽可能便捷实现三维方案实施，充分确保设计方案高质完成。在设计方案形成进程当中可重点应用CAD/CAM软件开发系统，运用曲面造型以及平面设计、数据分析以及立体构筑等有效措施，统一管理应用具体数据，保障方案顺利开展。
3、应用于农业机械设计
实践证明，三维CAD技术同样适用于农业机械设计。譬如说设计联合收割机的进程中，可将轴流钉齿脱粒分离装置当作设计出发点，结合Motion works系统展开开发工作，参考数控加工模块Cam works加工设计三维系统，基于CAD技术或者是API技术等细化划分系统，完成各个部分之后最终自动生成实际方案。分离的各个部分主要是基于数据传输维持联系的，进而满足数据共享需求。
4、应用机械CAE软件
机械CAE软件的功能在于实现结构优化设计，合理对比分析设计方案中涉及的相关数据，进而形成有效合理的设计方案，认真评估评价对应方案，充分确保设计方案拥有较强合理性。在CAE软件中应用三维技术，主要表现为构筑良好模型结构，再通过使用CAE软件展开分析设计等各项步骤，确保各项方案设计的顺利实施及便捷完成。具体而言，CAE系统所拥有的主要功能包括寿命预估以及工程数据分析、强度设计评价以及仿真动力学、结构优化设计等多方面内容，唯有采用CAD技术有效解决造型问题之后，方可运用CAE系统解决机械的材料以及刚度、干涉、寿命、动态特性以及运动特性、结构合理性等各类问题。
结束语
计算机三维CAD技术的应用为我国的机械设计创造了进一步提升的空间，是我国追赶其他先进国家的机械水平的有效途径，因此，我们必须要高度重视计算机三维CAD技术在机械设计中的重要性，深入地挖掘该技术中潜在的功能，并分析目前三维CAD技术在我国机械设计方面的应用中的现状，找出合理的改进方案，使该技术的应用能够切实解决和完善我国机械设计中的问题和缺陷。
参考文献
[1] 何小强.浅谈三维CAD技术及在机械设计中的应用[J].中国机械，2014，（6）：158-158.
[2] 魏粉妮，姚卫民.三维CAD在机械设计中的应用及发展[J].科技创新导报，2014，11（5）：37.