三维辅助软件在机械设计的应用

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摘要：随着计算机技术的不断发展，计算机技术与多个领域相融合，目前计算机技术已经广泛的应用到机械制造领域，尤其是CAD（计算机辅助设计）在机械制造领域受到一致好评，成为支撑企业发展的重要动力。本文主要从计算机辅助软件的应用现状出发，从三个方面阐述计算机辅助软件在机械设计中的应用，以期为其他学者的研究提供新的视角。

关键词：三维辅助软件；机械设计；应用

CAD技术的出现改变了机械设计的方式，提高了机械设计的效率，减少了机械设计的误差，为我国机械制造领域的发展做出了重要贡献。尤其是近年来我国一种重视精密机械设备的研究，对机械设计技术又提出了新的要求，因此在设计过程中必须要摒弃传统设计的不足，不能让人为因素影响机械设计的精准度。随着机械制造业的不断发展CAD技术的应用范围也会越来越广，会成为支撑我国机械制造业的主要技术。

1计算机三维辅助软件应用现状

1.1CAD技术的优势。CAD技术已经由传统的二维CAD转为三维CAD，三维CAD技术无论是在计算、绘制图形还是在建模等方面与传统的二维CAD技术相比都有很大的进步，三维CAD技术的效率更高、误差更小，已经应用到航空、机械制造、医疗等多个领域，尤其是在机械设计方面受到大家的一致好评。第一，缩短了机械设计周期。在机械设计过程中会涉及到大量的复杂的几何造型，其设计难度比较大，设计周期比较长[1]。引入CAD技术之后，设计人员可以利用布尔运算等软件图形进行重组、加工，不仅减少了工作量还提高了工作的准确度。除此之外三维CAD系统拥有机械设计库，在设计过程中可以直接应用数据库中的数据参数，进行快速的重构，并且每部分零件都有对应的机械数据，在设计过程中可以针对某个零件进行单独设计，进而提高机械设计的效率。第二，提高机械设计质量。在机械设计中使用三维CAD技术已经成为机械制造业未来发展的主要趋势，尤其是精密仪器制造领域会更多的依赖CAD技术。三维CAD技术依赖于现代数字化机械设备，其以数据库为基础进行设计，设计更加严谨，准确度会更高，设计出的产品会更加真实，贴合实际。第三，在传统零件设计过程中往往会收到主观因素的影响，在细节上出现问题，使用过程中发现零件的匹配度不高，不仅浪费了资源，同时还影响了机械产品的研发和制造。在三维CAD技术下，以数据库为基础，以大型现代化设备作为辅助设计设备，能够提高零件的匹配度。1.2CAD技术在应用过程中存在的问题。虽然CAD技术在机械设计方面得到了广泛的应用，其设计的效率也比较高，但是在应用过程中仍然存在着一些问题，影响机械设计。第一，CAD技术之所以应用范围广，主要是因为CAD技术功能比较多，但是在实际应用过程中许多机械制造的企业并没有充分发掘其作用[2]。比如个别企业只是利用CAD技术绘制三维图形，但是并没有将CAD技术应用到整个的空间设计制作，也没有对设计图形进行受力分析，所以CAD技术就失去了其原有的作用。第二，三维CAD技术是一门系统而又复杂的设计技术，并不是每个设计人员都能够利用CAD技术进行机械设计。尤其是我国三维CAD技术起步比较晚，发展不成熟，在培养专业人才等方面还有所欠缺，所以精通CAD技术的专业人员比较少。许多机械制造领域的企业为了提高产品设计质量，都自行培养设计人才。从总体上看CAD技术在我国机械制造领域还有很大的提升空间。

2计算机三维辅助软件在机械设计中的应用

CAD技术既有其独特的优势，但是在实际应用过程中会受到多方面因素的影响，CAD技术并没有充分发挥其作用，因此必须要对CAD技术在机械设计中应用范围进行深入研究，然后才能有针对性的找到解决措施，让CAD技术更好的应用到机械设计之中。2.1修改产品造型。机械制造行业的产品一般都是按照系类进行区分，并且每个系列都会有多代产品，相邻的两代机械产品其差异并不大，甚至有些机械产品只是某个零部件发生变动，或者是某个数据发生改变。在传统机械设计过程中需要对整个机械产品进行重新设计，但是在CAD技术下设计人员通过修改设计参数就可以达到产品升级换代的目的。三维CAD在建模过程中都是以参数为基础进行建模，将传统的建模参数化，建模过程中的每一步都有参数作为支撑，而且参数是与机械产品的造型紧密相连的，所以在机械产品升级换代过程中如果只是修改产品的尺寸、造型或者局部零件，那么设计人员就可以修改相关的参数就可以更新整个机械产品。CAD技术的出现和使用大大的简化了产品修改的流程，提高了产品修改效率，同时还让产品造型的延续时间越来越长，减少了产品设计的成本[3]。所以在未来发展过程中还需要对CAD技术的建模功能进行深入研究，让其更加便利，提高其可操作性，让其更好的为机械产品的升级换代服务。2.2生成实体装配图。计算机三维辅助软件在机械设计中的应用赵金玉（中汽（天津）汽车装备有限公司，天津301600）在传统设计方式下，没有CAD技术所生成的实体装配图，设计人员只能根据二维图形进行装配和设计，因此工作难度比较大，同时在工作过程中也很难了解到零件装配后的状态，尤其是复杂的机械产品，零件较多，许多细小的零件很容易被他人忽略，最终在继续实体装配时出现问题。CAD技术在继续实体装配之前可以生成清晰的实体装配图，让设计人员能够清晰的看到零件装配后的状态，同时设计人员还可以通过实体装配图测量零件的大小，方便设计人员布置零件的位置。其次，设计人员还可以利用CAD技术将一些零件进行隐藏，只观察需要的零件，这不仅减少了设计人员的工作难度，同时也提高了工作人员的工作效率。工作人员通过隐藏或半透明化部分零件，设计人员就可以更加直观的观察装配后产品的内部构造，设计人员可以根据装配情况选择合适的零件型号。在CAD技术下设计人员还可以进行干涉分析，分析各个零件的体积以及位置是否合适，是否互相干涉，如果存在这干涉问题，设计人员就根据生成的干涉报告，针对问题调整零件型号或者零件位置。2.3实体建模。实体建模时机械设计过程中比较常用的功能，通过CAD技术，机械产品可以通过模型的方式展示出来。CAD技术有多种三维建模的工具，设计人员在设计过程中可以先对机械产品进行结构分析，然后将产品分为多个基本体，确定好三维实体造型，最后再运用布尔运算设计出产品的实体模型。在设计过程中会经常遇到比较复杂的机械产品，而CAD技术可以给设计人员提供草图工具，让设计人员先勾勒出产品的草图，然后在不断对其优化，让其转换成复杂的几何图形[4]。随着人们审美水平的不断提高，对机械产品的造型要求也越来越高，未来满足人们的审美需求，设计软件也不断的优化升级，现阶段许多设计软件都有面片模块，可以帮助设计人员进行曲面设计等工作，同时设计人员还可以利用该工具对面或者片进行单独修改，以满足人们的审美需求。

3结束语

随着我国机械制造业的不断发展，计算机三维辅助软件的应用范围也会越来越广，所以必须要充分了解其应用现状以及在机械设计中的具体应用，才能够有针对性的进行研究，让其更好的应用到机械设计领域之中。

参考文献：

[1]许乾.计算机辅助设计技术在机械设计中的应用分析[J].科技与创新，2017（8）：160.

[2]吴鑫强.探析计算机辅助设计技术在机械设计中的应用[J].电脑迷，2018，100（07）：121.

[3]陈庆丹.三维CAD技术在机械设计中的应用分析[J].科技风，2018，346（14）：149.

[4]孙启明，孙冉.CAD三维软件在机械设计中的运用[J].电子技术与软件工程，2018（13）：50.

[5]郭杨，徐佳.计算机辅助设计技术在机械设计中的应用[J].内燃机与配件，2016（08）：128-129.

作者:赵金玉 单位:中汽（天津）汽车装备有限公司