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[摘 要]随着社会的快速发展，各项科学技术也得到迅猛发展。如今，电子计算机技术已经广泛应用于人们的生活和工作中，给人们的生活和工作带来便利。目前，三维CAD技术被广泛应用于机械设计当中，提高了机械设计效率和质量，以更好地实现机械设计目标。三维CAD技術实际上是以三维模型作为应用基础的，三维CAD技术正在不断发展和完善，三维CAD技术也被人们称之为建模技术。
[关键词]机械设计；三维CAD；技术；应用
中图分类号：TU623 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0031-01
前言
随着计算机科技技术和经济全球化的不断发展，采用传统的手工机械制图和简单的计算机绘图方法已不能适应社会生产力发展的需要。在当前机械设计制造过程中，就是将CAD技术应用于机械产品设计与制造过程中，才能不断地提升机械设计制造水平，推动企业各项工作不断前进时，实现中国由制造大国向制造强国的转变。因此，企业将CAD技术在机械设计与制造中的有效应用，不断提升自身产品制造质量和产品设计能力，才能实现企业产品做精做优，为实现中国制造大国向制造强国的迈进。
1 CAD技术概述
CAD技术是指借助和利用电脑能够高效的计算以及处理图案来进行设计的技术。这项技术可以让人们在一种相对比较理想化的情况下提前对一些工程项目或者是产品进行研究和分析，从而达到工程项目和产品设计的最优化。在机械工艺设计中运用CAD技术可以提高产品质量，同时也能促进技术的创新。在具体的操作中，通过在电脑上安装CAD软件对相关的机械工艺产品进行具体研究和分析，可以模拟出产品的真实情况，在这个基础上可以对其进行优化处理，以便获得最优的产品。
2 三维CAD技术在机械设计中的应用优势
2.1 机械产品的外观更加形象
三维CAD技术在机械设计中的应用优势体现在以下几个方面：一是机械产品的外观更加形象，美观；二是可以实现机械产品的变量化设计；三是可以实现机械产品的参数设计；四是可以针对机械产品的零部件实行优化设计。在传统的机械设计模式下，设计人员会把设计图画在纸上，但是纸上的机械产品不具有立体效果，如果机械设计人员在开展机械设计的过程中应用三维CAD技术就可以让机械设计图纸更加立体，更加直观。直观的机械产品图纸也方便设计人员对机械产品设计展开检查，实现机械设计产品的模拟生产和运行，缩短机械设计与现实生活之间的距离。
2.2 实现机械产品的变量化设计
在传统的机械设计模式下，设计人员如果在设计环节出现问题，需要修改就必须重新开始绘制机械设计图，不仅加大了设计人员的工作量，也浪费了机械设计成本，降低了机械设计的效率。在机械设计的过程中必定会出现多次修改的情况，很难一次性完成机械设计任务，三维CAD技术在机械设计中的应用不仅可以实现设计变量的自动修改，还可以缩短机械设计周期，降低机械设计成本。在设计机械产品零部件的过程中，三维CAD技术的应用可以实现机械零部件有限元的自动分析，机械设计人员只需要在有限元系统内部输入零部件的相应参数，三维CAD技术就会对机械零部件的受力等情况进行分析研究。如果在机械设计的过程中出现零部件参数和实际要求不相符的情况，三维CAD技术会重新对机械零部件的参数进行计算，提高了机械零部件的质量和可靠性，进而提高了机械产品的质量和可靠性。
3 三维CAD技术在机械设计中的应用
3.1 三维CAD技术应用于机械建模进程
既然三维CAD技术在机械设计中的应用可以让设计过程更加直观，三维CAD技术才被广泛应用于机械设计中。三维CAD技术在机械建模进程中的应用主要包括以下内容：一是表面方式，二是框架方式，三是立体方式。三维CAD技术中包含机械设计所需要的以下几种图形：椭圆形、圆形和圆柱形。如果在机械设计中需要结构比较复杂的形状，就需要采用布尔运算，把系统内部自带的图形重新排列，结合机械设计的实际需求来展开布尔运算，提高机械设计的效率。比如，机械设计人员在设计海上船舶设施的过程中，就需要使用三维CAD技术，并借助其他画图软件的帮助，对船舶的模型进行构建，为后期船舶的建造奠定基础。
3.2 三维CAD技术在方案形成中的应用
随着社会的快速发展，各项科学技术也得到迅猛发展，生产制造业的发展进程也在不断加快，传统的人工机械设计模式已经无法满足机械设计的实际需求，三维CAD技术逐渐取代了传统的人工机械设计模式，机械设计从机床向数控机床转变。如今，我国的生产制造业正向着数字化发展。目前，三维CAD技术被广泛应用于方案形成中，更好地保证了设计方案的合理性。
3.3 三维CAD技术在农业机械设计中的应用
研究表明，三维CAD技术也广泛应用于农业机械设计中。比如，三维CAD技术已经广泛应用于收割机设计中，收割机的机械设计是以分离装置为设计起点，结合三维CAD系统的实际情况展开收割机设计工作，并对收割机的内部参数进行细分，并合理制定收割机设计方案，把收割机内部的数据联系在一起，实现数据的共享，提高数据的利用率。
3.4 三维CAD技术在机械CAE中的应用
机械CAE的主要作用就是可以优化机械设计结构，并对机械设计中的数据进行比对分析，最终确定机械设计方案，并对机械设计方案的合理性进行准确评估。三维CAD技术在CAE中的应用可以对设计模型的结构进行调整，保证机械设计的顺利开展。CAE的功能包括以下几个：一是寿命预估，二是工程数据分析，三是强度设计评价，四是仿真动力学，五是结构优化设计。三维CAD技术在CAE中的应用可以有助于CAE功能的实现。
4 三维CAD技术在机械设计中的发展措施
4.1 要将计算机智能和人类智慧结合起来
计算机科学技术的发展极大地方便了人们的工作，很多传统工作都能用计算机操作来代替，使得人们越来越依赖计算机和网络。CAD/CAM技术在机械设计加工中地应用有效地提高了生产效率，促进了行业的发展，但是相对于比较精密或者艺术要求更高的工艺来说，还是更加需要手工作业的方式。这里不评价手工工艺和计算机工艺之间的优劣，单纯地期望于将计算机技术的高智能和人类对于艺术的直觉以及手工智慧完美结合起来，形成有特色的机械设计加工产业。
4.2 加强不同技术种类地融合和互补
正如文章提倡的将CAD技术和CAM技术高度融合那样，不同技术种类或者是具有一定相关性的技术之间的融合、互补可以在很大程度上加快新技术地研发过程，进一步推动行业发展。在机械设计加工中，先行的CAD技术主要专注的领域是处理数值类的工作，比如计算、分析和绘图等等。然而简单的数值处理类工作既不能满足需求，也没有完全发挥出该项技术的完整功能，我们在未来的操作中应该考虑将人工智能技术与传统的CAD技术相结合，将CAD系统智能化，实现其在方案设计、最优路径选择、智能评价、结构优化等方面的应用功能，从而弥补机械CAD在这些方面的欠缺。
5 结语
在经济全球化和社会不断发展进步，机械产品设计与制造必须紧跟时代的步伐才能推动全社会工业化进程。因此，当前机械制造企业，应将先进的CAD技术灵活应用于机械产品设计与制造过程中，不断提升机械产品质量和机械产品的设计效率，为实现2025年中国制造强国的目标做出成绩。
参考文献
[1] 罗丹.机械设计中三维CAD技术的应用[J].科技展望，2016，26（24）：181.[2017-08-10].
[2] 史越.三维CAD技术在机械设计中的应用探究[J/OL].电子测试，2013，（23）：26-27.（2013-12-27）[2017-08-10].
[关键词]机械设计；三维CAD；技术；应用
中图分类号：TU623 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0031-01
前言
随着计算机科技技术和经济全球化的不断发展，采用传统的手工机械制图和简单的计算机绘图方法已不能适应社会生产力发展的需要。在当前机械设计制造过程中，就是将CAD技术应用于机械产品设计与制造过程中，才能不断地提升机械设计制造水平，推动企业各项工作不断前进时，实现中国由制造大国向制造强国的转变。因此，企业将CAD技术在机械设计与制造中的有效应用，不断提升自身产品制造质量和产品设计能力，才能实现企业产品做精做优，为实现中国制造大国向制造强国的迈进。
1 CAD技术概述
CAD技术是指借助和利用电脑能够高效的计算以及处理图案来进行设计的技术。这项技术可以让人们在一种相对比较理想化的情况下提前对一些工程项目或者是产品进行研究和分析，从而达到工程项目和产品设计的最优化。在机械工艺设计中运用CAD技术可以提高产品质量，同时也能促进技术的创新。在具体的操作中，通过在电脑上安装CAD软件对相关的机械工艺产品进行具体研究和分析，可以模拟出产品的真实情况，在这个基础上可以对其进行优化处理，以便获得最优的产品。
2 三维CAD技术在机械设计中的应用优势
2.1 机械产品的外观更加形象
三维CAD技术在机械设计中的应用优势体现在以下几个方面：一是机械产品的外观更加形象，美观；二是可以实现机械产品的变量化设计；三是可以实现机械产品的参数设计；四是可以针对机械产品的零部件实行优化设计。在传统的机械设计模式下，设计人员会把设计图画在纸上，但是纸上的机械产品不具有立体效果，如果机械设计人员在开展机械设计的过程中应用三维CAD技术就可以让机械设计图纸更加立体，更加直观。直观的机械产品图纸也方便设计人员对机械产品设计展开检查，实现机械设计产品的模拟生产和运行，缩短机械设计与现实生活之间的距离。
2.2 实现机械产品的变量化设计
在传统的机械设计模式下，设计人员如果在设计环节出现问题，需要修改就必须重新开始绘制机械设计图，不仅加大了设计人员的工作量，也浪费了机械设计成本，降低了机械设计的效率。在机械设计的过程中必定会出现多次修改的情况，很难一次性完成机械设计任务，三维CAD技术在机械设计中的应用不仅可以实现设计变量的自动修改，还可以缩短机械设计周期，降低机械设计成本。在设计机械产品零部件的过程中，三维CAD技术的应用可以实现机械零部件有限元的自动分析，机械设计人员只需要在有限元系统内部输入零部件的相应参数，三维CAD技术就会对机械零部件的受力等情况进行分析研究。如果在机械设计的过程中出现零部件参数和实际要求不相符的情况，三维CAD技术会重新对机械零部件的参数进行计算，提高了机械零部件的质量和可靠性，进而提高了机械产品的质量和可靠性。
3 三维CAD技术在机械设计中的应用
3.1 三维CAD技术应用于机械建模进程
既然三维CAD技术在机械设计中的应用可以让设计过程更加直观，三维CAD技术才被广泛应用于机械设计中。三维CAD技术在机械建模进程中的应用主要包括以下内容：一是表面方式，二是框架方式，三是立体方式。三维CAD技术中包含机械设计所需要的以下几种图形：椭圆形、圆形和圆柱形。如果在机械设计中需要结构比较复杂的形状，就需要采用布尔运算，把系统内部自带的图形重新排列，结合机械设计的实际需求来展开布尔运算，提高机械设计的效率。比如，机械设计人员在设计海上船舶设施的过程中，就需要使用三维CAD技术，并借助其他画图软件的帮助，对船舶的模型进行构建，为后期船舶的建造奠定基础。
3.2 三维CAD技术在方案形成中的应用
随着社会的快速发展，各项科学技术也得到迅猛发展，生产制造业的发展进程也在不断加快，传统的人工机械设计模式已经无法满足机械设计的实际需求，三维CAD技术逐渐取代了传统的人工机械设计模式，机械设计从机床向数控机床转变。如今，我国的生产制造业正向着数字化发展。目前，三维CAD技术被广泛应用于方案形成中，更好地保证了设计方案的合理性。
3.3 三维CAD技术在农业机械设计中的应用
研究表明，三维CAD技术也广泛应用于农业机械设计中。比如，三维CAD技术已经广泛应用于收割机设计中，收割机的机械设计是以分离装置为设计起点，结合三维CAD系统的实际情况展开收割机设计工作，并对收割机的内部参数进行细分，并合理制定收割机设计方案，把收割机内部的数据联系在一起，实现数据的共享，提高数据的利用率。
3.4 三维CAD技术在机械CAE中的应用
机械CAE的主要作用就是可以优化机械设计结构，并对机械设计中的数据进行比对分析，最终确定机械设计方案，并对机械设计方案的合理性进行准确评估。三维CAD技术在CAE中的应用可以对设计模型的结构进行调整，保证机械设计的顺利开展。CAE的功能包括以下几个：一是寿命预估，二是工程数据分析，三是强度设计评价，四是仿真动力学，五是结构优化设计。三维CAD技术在CAE中的应用可以有助于CAE功能的实现。
4 三维CAD技术在机械设计中的发展措施
4.1 要将计算机智能和人类智慧结合起来
计算机科学技术的发展极大地方便了人们的工作，很多传统工作都能用计算机操作来代替，使得人们越来越依赖计算机和网络。CAD/CAM技术在机械设计加工中地应用有效地提高了生产效率，促进了行业的发展，但是相对于比较精密或者艺术要求更高的工艺来说，还是更加需要手工作业的方式。这里不评价手工工艺和计算机工艺之间的优劣，单纯地期望于将计算机技术的高智能和人类对于艺术的直觉以及手工智慧完美结合起来，形成有特色的机械设计加工产业。
4.2 加强不同技术种类地融合和互补
正如文章提倡的将CAD技术和CAM技术高度融合那样，不同技术种类或者是具有一定相关性的技术之间的融合、互补可以在很大程度上加快新技术地研发过程，进一步推动行业发展。在机械设计加工中，先行的CAD技术主要专注的领域是处理数值类的工作，比如计算、分析和绘图等等。然而简单的数值处理类工作既不能满足需求，也没有完全发挥出该项技术的完整功能，我们在未来的操作中应该考虑将人工智能技术与传统的CAD技术相结合，将CAD系统智能化，实现其在方案设计、最优路径选择、智能评价、结构优化等方面的应用功能，从而弥补机械CAD在这些方面的欠缺。
5 结语
在经济全球化和社会不断发展进步，机械产品设计与制造必须紧跟时代的步伐才能推动全社会工业化进程。因此，当前机械制造企业，应将先进的CAD技术灵活应用于机械产品设计与制造过程中，不断提升机械产品质量和机械产品的设计效率，为实现2025年中国制造强国的目标做出成绩。
参考文献
[1] 罗丹.机械设计中三维CAD技术的应用[J].科技展望，2016，26（24）：181.[2017-08-10].
[2] 史越.三维CAD技术在机械设计中的应用探究[J/OL].电子测试，2013，（23）：26-27.（2013-12-27）[2017-08-10].