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应用|机械设计中三维CAD技术的应用策略探析

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作者：吴永军
首先从三维CAD技术的基础特点入手 ， 将三维CAD技术与机械设计相结合进行分析 ， 提出有关扩大三维CAD技术的应用范围、提升机械设计水平的有关举措 ， 旨在为我国的机械设计发展提供更多建议 。
引言
当前 ， 随着科学的发展 ， 全球新一轮科技革命孕育兴起 ， 正在深刻影响世界发展格局 ， 深刻改变人类生产生活方式 ， 信息技术与其他行业正在逐步深化结合 ， 改变了传统生产方式 ， 进一步提高了工作效率 ， 也为经济的快速发展提供了更多的技术支持 。 若想让机械设备使用效率得到保证 ， 则需要确保合理设计机械 ， 因为传统机械设计技术无法优化和分析产品参数 ， 也无法体现出设计效果 ， 会影响工作人员考察产品性能 。 使用三维CAD技术可以解决这些不足 ， 同时为机械设计研究提供方向 ， 在机械设计中合理使用三维CAD技术 ， 对机械行业有着重要的作用 。 三维CAD技术有效提升了机械设计水平 ， 加快了智能化工业发展 。 采用三维CAD技术是机械设计与时代同行的重要标志 ， 也是未来机械设计的发展趋势 。
CAD技术具有直观性的鲜明特征 ， 是当前设计技术体系中的重要类型 。 从整体上来说 ， CAD技术以计算机为主要设计媒介 ， 借助其强大的图形处理功能来对产品给予分析、设计 ， 进而实现产品设计效果最大化的目的 。 CAD技术是对传统设计技术的创新变革 ， 将其应用在机械设计行业中 ， 对传统工作模式造成了极大冲击 ， 实现了概念结构设计到计算机模拟设计的转变 。 应用CAD技术设计机械产品 ， 可以有效减少产品的设计时间 ， 为相关人员呈现更为直观具体的机械产品模型 ， 并且借助计算机的处理功能来对产品进行渲染 ， 促使机械设计朝着设计制造一体化的方向发展 。 同时 ， 与传统设计模式相比 ， CAD技术可以将所生成的设计模型存入电脑中 ， 为设计人员资料的保存、查找提供了便捷途径 ， 极大程度上节约了机械设计产品的开发成本 。
1 三维CAD技术与机械设计的关系分析
传统工业设计在运行方面是依照人们的经验或固化的程序进行 ， 而三维CAD技术的应用可以在机械设计过程中不断收集与整理各类信息 。 当机械设计遇到问题时 ， 三维CAD技术还可以根据之前的数据和信息分析问题和解决问题 ， 使得现代工业生产更加安全、稳定、高效 。 三维CAD技术可以按照逻辑关系在繁杂的运行路线中选出最佳路径 ， 即便是有些工作人员之前对三维CAD技术不了解 ， 只要通过简单的培训就可以自行编程 ， 在工业机械设计领域的应用前景广阔 。
三维CAD技术应用中 ， 由于机械设计种类繁多 ， 因此针对不同的应用 ， 工作人员可以根据需求对整个系统进行增加或删减 ， 以适应其专业领域的使用 。 一般情况下 ， 电源系统将能量传递给CAD整体系统 ， 信息编辑系统将数据传递给CPU ， 然后用户将对自己有价值的信息进行再此输入 ， 并可选择性地保存信息和数据 。 三维CAD系统根据编辑程序和运算规则处理信息 ， 并将用户需要的信息和数据输出 。 CAD系统的运行原理并不难 ， 但是需要工作人员对操作的整体性熟悉 ， 才能更加精准地实现对信息和数据的控制 。 使用过程中要结合实际工作总结经验 ， 修正其中可能存在的问题 ， 不断完善与优化系统 。
2 机械设计中应用三维CAD技术
2.1 应用在建模中
在三维CAD技术中 ， 直观与立体是比较显著的特征 ， 同时也是由于此特征被机械设计建模广泛使用 。 三维CAD技术建模方式包括表面方式、框架模式以及立体模式 ， 某些简单图形在CAD软件中均有自带图形 ， 若是机械结构复杂 ， 则三维CAD技术便会通过布尔运算排列自身运算 ， 同时按照客户需求实施系统运算从而获得预期图案 ， 为机械设计方案提供有利参考 。 比如以央视大楼为例 ， 在计算机设备上运用三维CAD技术 ， 则经过预算获得简单模型后 ， 为完成今后有关设计方案提供参考 。
2.2 应用在方案形成中
我国科学技术快速发展 ， 制造业也得到了创新和改革 ， 其发展的目标便是计算机数字化 。 当完成机械设计方案后 ， 加工重组零部件 ， 合理排列组合形成健全的机械方案 ， 此时需要使用到三维CAD技术中的编辑功能 ， 它是将独立的部件按照设计师的设计概念二次排列组合 ， 从而展示三维机械 ， 把复杂的部件通过现代化三维技术中的编辑模式获取新型的部件 ， 便于快速的实现三维方案 ， 确保设计方案能够有效地完成 。 在形成方案时 ， 需要重点的开发系统软件的应用 。 使用曲面造型和平面设计等方式开展统一的管理 ， 确保设计方案能够顺利的实施 。
2.3 应用在机械CAE软件中
机械CAE软件的功能是优化设计结构、对比方案数据 。 CAE软件中使用三维技术需要模型结构表面良好 ， 通CAE软件展示设计等步骤 ， 确保各项方案设计可以顺利开展 。 从当前可看出 ， CAE系统的功能包括分析工程数据、预估寿命等内容 ， 只有使用CAD技术才可以解决造型问题 。
3 三维CAD技术对机械设计产生的影响与发展方向
从机械产品设计方式层面来看 ， 传统机械设计模式因技术因素的影响 ， 只能通过手绘图纸的方式来进行设计 ， 并且在图纸的基础上开展一系列的设计修改活动 ， 使得机械设计方式缺乏创新 。 而三维CAD技术则是以现代科学技术为基础 ， 借助计算机来构建机械设计模型 ， 使得相关人员可以通过直观的方式来看到机械设计产品的模型 ， 极大程度上增强了机械设计的直观性含量 。 此外 ， 三维CAD技术的应用促使机械设计朝着智能化的方式发展 ， 所有设计方案都可以通过计算机媒介完成 ， 更加符合当前信息化时代的要求 。
在现代科学技术的驱动之下 ， 三维CAD技术必将会拥有更为广阔的发展空间 ， 对机械设计水平的提升、设计效率的提高具有积极的推动与促进作用 ， 笔者认为三维CAD技术的未来将会朝着以下方向发展：①智能化发展方向 。 三维CAD技术的应用主要是通过计算机操作得以实现 ， 设计者可以将自己的设计理念、设计思路、设计经验等融入到电脑编程中 ， 建立网络数据库 ， 加快CAD技术的智能化建设进程；②网络化发展方向 。 三维CAD技术在虚拟网络空间中的应用范畴将会进一步扩大 ， 建立的虚拟模型能够引导相关人员发现设计产品中存在的问题 ， 以便更好地改进完善设计作品 。
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