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            專業講堂:三維CAD技術在機械設計中的應用研究



            機械產品使用效果和機械設計的好壞有著直接聯系,若想讓機械設備使用效率得到保證,則需要確保合理設計機械。傳統機械設計技術無法優化和分析產品參數,也無法體現出設計效果,會影響工作人員考察產品性能。使用三維CAD技術可以解決這些不足,同時為機械設計研究提供方向,在機械設計中合理使用三維CAD技術,對機械行業有著重要的作用。


            1 闡述三維CAD概念和特征


            1.1 三維CAD概念


            在CAD技術改進和創新中,生成了更多的優秀技術。三維CAD技術是在二維CAD技術基礎上進行創新和變革。三維CAD技術包含內容眾多,包括三維設計、建模、技術操作分析等。它起著非常重要的作用在模式建設的應用中,能夠推動相關產業的發展。為了將這項技術的實際作用充分發揮出來,應聘請專業技術人員。技術人員只有綜合素質和技術能力符合標準才能夠熟練使用三維CAD技術,并且也需要技術人員有著豐富的想象力和思維,通過此項技術不斷創新圖片,按照人們需求做出符合標準的圖形,滿足人們需求。在機械設施環節運用三維CAD技術,能夠完美的展現出機械設備的圖形,讓企業可以全方位看到機械設備的特征。若是產品在設計時有問題出現,也可及時解決問題,從而加速了設計方案的使用效率。設計工作者要在工作上掌握三維CAD技術,便于更好的設計圖形,從而提高工作效率。


            1.2 三維CAD技術特征


            第一,縮減機械設計時間。三維CAD技術的應用縮減了機械設計時間,大大提高了設計和生產效率。在設計新機械時,三維CAD技術需要二次設計和制造部分零件即可,其余零件則是根據以往的記錄資料進行,以提高機械設計的效率。并且三維CAD系統本身具有高度可變的設計能力,可以快速地重建為另一個新的機械產品;


            第二,改進機械產品的加工過程。三維模型通過著色與渲染功能來獲得和設計方案有關的效果圖,從而幫助設計者和決策者更直接了解外觀,推動著審批周期、設計決策以及產品開發等功能的發展,并且可以使用計算機擴展設計者的知識,改善其記憶力,即觀察力、記憶力和表達力;


            第三,增強數據儲存能力。三維CAD設計圖像和圖形文件可以直接被存儲在計算機的硬盤和軟盤中,便于數據的調用和保存。為了把機械產品開發數據保存好,設計人員可把設計文件刻錄到CD中,或者使用掃描儀和數字化儀將設計圖的內容輸入到計算機,以避免由于數據的破壞性存取、潮濕或蛀蟲而造成不必要的經濟損失;


            第四,達到集成的目的。三維CAD技術雖然沒有cam功能,但可通過輸出DXF的標準文件實施共享,也就是其他專業的CAM共享。三維CAD技術的優勢超越了傳統平面設計繪圖,一方面推動機械設計發展,一方面為工程設計帶來了好處。


            2 機械設計中應用三維CAD技術


            2.1 應用在建模中


            在三維CAD技術中,直觀與立體是比較顯著的特征,同時也是由于此特征被機械設計建模廣泛使用。三維CAD技術建模方式包括表面方式、框架模式以及立體模式,某些簡單圖形在CAD軟件中均有自帶圖形,若是機械結構復雜,則三維CAD技術便會通過布爾運算排列自身運算,同時按照客戶需求實施系統運算從而獲得預期圖案,為機械設計方案提供有利參考。比如以央視大樓為例,在計算機設備上運用三維CAD技術,則經過預算獲得簡單模型后,為完成今后有關設計方案提供參考。


            2.2 應用在方案形成中


            我國科學技術快速發展,制造業也得到了創新和改革,其發展的目標便是計算機數字化。當完成機械設計方案后,加工重組零部件,合理排列組合形成健全的機械方案,此時需要使用到三維CAD技術中的編輯功能,它是將獨立的部件按照設計師的設計概念二次排列組合,從而展示三維機械,把復雜的部件通過現代化三維技術中的編輯模式獲取新型的部件,便于快速的實現三維方案,確保設計方案能夠有效地完成。在形成方案時,需要重點的開發系統軟件的應用。使用曲面造型和平面設計等方式開展統一的管理,確保設計方案能夠順利的實施。


            2.3 應用在機械CAE軟件中


            機械CAE軟件的功能是優化設計結構、對比方案數據。在CAE軟件中使用三維技術需要模型結構表面良好,通過CAE軟件展示設計等步驟,確保各項方案設計可以順利開展。從當前可看出,CAE系統的功能包括分析工程數據、預估壽命等內容,只有使用CAD技術才可以解決造型問題。


            3 機械設計應用三維CAD存在的問題和發展趨勢


            3.1 機械設計應用三維CAD的問題


            三維CAD技術推動著機械設計行業的發展,有著輔助優勢,但在推廣三維CAD技術中也有問題出現,主要表現在:


            第一,工作人員未熟練掌握有關技術。三維CAD技術屬于復雜多樣的體系,有著較強的技術性,若是想成功使用此項技術,則需要先掌握三維CAD技術的基礎功能。但工作人員對于有關三維CAD技術知識掌握缺乏,致使無法在機械設計中把三維CAD技術的作用發揮出來,使用效果差:


            第二,無法發揮出輔助功能。三維CAD技術功能強,技術成熟,但制圖工作人員僅是按照傳統的制圖理念和思維工作,在使用三維CAD制圖時,只發揮出制圖功能,但未有效利用三維技術,無法發揮出新技術,此種情況需要工作人員反思。


            3.2 三維CAD技術發展趨勢


            第一,規范化。主要是指在設計三維軟件時,應和實際情況結合在一起,不可只看重功能,需要與現實結合在一起,只有如此才能保證CAD技術的規范性和標準性。在實際使用中也要關注STEP體系,有效結合STEP和CAD體系,從而解決參數化模型中存在的問題;


            第二,智能化。三維CAD技術雖然也獲得一些成就,但是我國經濟發展快,此技術會變得更加智能化。工作人員使用三維CAD技術時,使用計算機操縱,將實踐過程的有關經驗記錄下來,從而構建完整的數據庫,提供計算機的辨認力,從而達到智能化設計的目標;


            第三,虛擬網絡化。三維CAD技術的穩定發展,主要是通過計算機等有關網絡工具的發展。隨著經濟的快速發展,三維CAD技術會逐漸轉為網絡化狀態,對于虛擬空間而言,三維CAD技術有著重要的作用,是由于使用三維CAD技術通過虛擬空間建造機械模型,讓人們能夠直觀立體的掌握設計的缺點,同時為其提供正確的參數,從而為今后機械設計工作提供參考。由此可看出,今后三維CAD技術有著重要的作用在虛擬空間中;


            第四,集成性。三維CAD技術可集成了外圍設備和計算機軟硬件設備,并且也和管理信息系統、制造資源管理系統等集成在一起。隨著經濟的快速發展,信息技術的進步,人們關注的重點將會放在構建CAD系統上,尤其是在全球一體化經濟背景下,需要實現異地設計制造,同時確保有關設計方案能夠實現。



            4 結束語


            綜上所述,在現實生活中三維CAD技術已被廣泛使用,尤其是在機械制造業中。三維CAD技術由于立體性、直觀性以及安全性等特點而被廣泛使用在機械設計行業中,一方面主要體現在機械設計的方案中,一方面體現在農業機械的設計中。雖然在機械軟件中存在不足,但隨著經濟的發展,科學技術的進步,三維CAD技術在機械設計中將會發揮出更重要的意義。


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