计算机三维辅助在机械设计中的应用

摘 要：随着我国机械设计与制造领域技术的不断发展，计算机技术逐渐被广泛的应用到了机械设计制造的过程中。其中，三维辅助设计越来越广泛的应用到现代机械设计之中，已经成为企业赢得市场的制胜法宝。本文通过阐述CAD技术在我国应用现状，以及CAD技术的优势，同时指出三维设计技术是计算机辅助设计的发展必然趋势。

关键词：CAD技术；机械设计；应用；发展前景

0 引言

随着我国计算机应用技术的不断发展，计算机技术逐渐延伸到了社会发展的各个领域并发挥着重要的作用。其中，CAD技术已经广泛应用于机械设计领域，CAD技术在机械设计中的应用改变了传统设计方式的误差性大且效率低的问题，为我国研制高精密度机器与设备奠定了坚实的基础。随着CAD技术的不断发展，CAD技术在机械设计中的应用也越来越重要。它不仅提高了机械设计产品的生产效率与生产质量，还为中国创造提供了有力的保障。

1 CAD技术概况

CAD，即Computer Aided Design（计算机辅助设计）的简称，CAD技术发展的历程较为短暂，但是CAD技术为社会各个领域的发展提供了先进技术，CAD技术的应用具有跨时代的意义。CAD技术是利用计算机完成产品设计中的计算、分析、模拟、制图、编制技术文件等工作，CAD技术相比较传统的手工工艺和工作方式方法更为先进，它可以避免人为的计算错误、精度错误等，还可以完成人工不能完成的其他各项工作。在机械设计与制造的过程中，CAD技术的应用适应了当前产品需提高设计质量，快速更新换代的需求，CAD已广泛应用于设计与制造的各个领域， 各种CAD软件的功能越来越完善，越来越强大。

2 我国CAD技术的应用现状

随着信息化、高智能化社会的不断发展，社会分工和劳动也产生了巨大的变化。在信息化社会中，计算机技术成为较为典型的代表之一，计算机技术的应用给我们传统的工作带来了革命性的变革，计算机辅助设计与制造技术成为各个行业发展竞相追求的工作方式。在机械设计与制造领域，CAD技术的应用改变了传统的机械设计的模式。CAD技术在机械设计与制造的图形绘制方面有着其他软件不具备的优点，CAD技术不仅可以优化设计方案，并提高了设计效率，解决了传统设计领域的难点和不足，缩短了机械设计周期，CAD技术得到了广泛的使用和认可。

2.1 二维CAD应用

二维CAD软件已经成为设计师进行设计的一种主要工具，计算机中有很多绘图软件，如CAD、PROE等，都可以代替设计师的手工绘图，同时对绘图数据进行精细分析，提高绘图质量，提高工作效率。但要CAD软件是一个技术科技密集型产品，需要大量技术服务和支持，如果开发者在技术上缺乏创新，很难保证CAD技术的应用效果。

2.2 三维CAD应用前景广阔

随着CAD技术应用水平的提高，三维造型软件开始崭露头角，机械设计中的三维实体造型是一件既繁琐又劳力劳神的工程，但如果借助计算机对造型数据进行处理分析，三维实体造型就能快速、清晰地呈现在设计师面前。

2.3 国内CAD技术存在的不足

国内二维CAD系统仍然占据着市场上的主要份额，尽管目前我国的三维CAD就软件有了崭露头角的态势，但其稳定性和功能与国外同类产品相比还存在差距，依旧发展不足，缺乏创新。对于CAD技术理论的研究仍有待于进一步提高，CAD软件开发者缺乏对模型建立的理论和算法研究，只有对于理论正确的理解和认识，才有实现技术上重大的突破和创新。同时CAD技术的深化应用需要巨大的投资，企业管理模式和业务流程也需要深入的变革。

3 计算机三维辅助在机械设计中的优点分析

3.1 缩短了机械设计周期

采用三维CAD技术，更利于体现复杂的几何造型，解决了机械设计中复杂的几何造型问题，通过布尔运算等软件功能，对简单图形的组合、重组、加工、导入、导出，自动生成直观易操作的截交线。不但缩减了工作量，而且提高了设计和生产效率，在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时，只需对其中部分零部件进行重新设计和制造，使机械设计的效率进步了3～5倍。同时，三维CAD系统借由其丰富的机械元件参数数据库，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。

3.2 提高机械产品的设计质量

随着现代机械产品与计算机通信技术功能上的融合程度越来越高，机械设计过程中采用三维CAD设计已经成为一种趋势，也是未来机械设计的“必由之路”。一是在机械设计过程中采用三维CAD设计可以提高生产效率，二是在机械设计过程中采用三维CAD设计可以提高产品的设计水平，保证了产品的设计质量。三是在机械设计过程中采用三维CAD设计可以与大型数字化现代设备相得益彰，提高中国创造能力。在机械零件加工方面由于计算机辅助设计技术的配合，更加真实、准确、充分、全面地表达设计意图，提高了产品的整体设计质量品质。

3.3 便于零件设计与装配

在机械设计与制造的过程中使用三维CAD系统，可以设计出相对较为高精密的零件，零件的合格率较高。另外，在机械设计过程中使用三维CAD系统可以快速、准确地设计出符合要求的图形与所需零件。使用三维CAD系统，还可以在机械设计过程中利用相邻零件的位置及外形来设计新零件，这种设计方案与设计方法能够确保新零件和相邻零件之间的有机融合，改变了传统零件设计过程中的不足之处。另外，在装配过程中，资源查找器中的装配路径查找器可清楚地看到内部的装配结构，及时对设计进行更改，非常方便。

4 我国CAD在机械设计中的发展前景

随着中国机械行业的不断壮大，整个产品的整体设计，单凭二维技术是不够的，从二维到三维是CAD一个不可逆转的趋势。随着信息化与智能化的不断发展，三维CAD三维技术正向着开放、集成、技能和标准化的方向发展。在机械设计过程中，智能CAD技术是CAD技术不断深化的必然结果，虽然目前的三维CAD设计过程中仍然离不开设计师的输入操作，未来智能CAD技术在解决此问题的方向上将引进人工智能AI以及专家指导ES系统，为机械设计过程中的三维CAD技术的发展开辟了新的发展方向，使智能CAD 技术在机械设计中的发展达到一个新的水平。

参考文献：

[1]巩郑.计算机三维辅助软件在机械设计中的应用[J].机电信息，2014（18）.

[2]倪卉兰.三维CAD技术在机械设计中的应用[J].科技致富向导，2014（20）.