张宏伟，颜清友

（洛阳名特智能设备股份有限公司，河南 孟津 471100）

三维CAD技术在机械设计中的应用

张宏伟，颜清友

（洛阳名特智能设备股份有限公司，河南 孟津 471100）

文章以CAD技术的概述为研究切入点，剖析三维CAD技术对机械设计所产生的影响，重点探讨三维CAD技术在机械设计中的应用，并预测其未来发展方向，旨在进一步提高三维CAD技术在机械设计中的应用价值，实现机械设计行业的长远发展。

三维CAD技术；机械设计；应用

在机械制造行业中，若想从根本上保证机械设备具有极高的性能，则需要从机械设计环节入手，不断增强设计方案的合理性、科学性含量。传统机械设计模式具有效率低、工作量大、效果不直观的局限性，难以满足当前机械设计的实际需要。三维CAD技术的出现与应用为机械设计注入了新活力，并且为其提供了全新的设计思路，有利于营造优质良好的三维设计环境，对机械设计效率的提升、设计误差的缩减具有极为重要的现实意义。对此，笔者以三维CAD技术为主要研究内容，对其在机械设计中的应用予以简要分析与着重探讨。

1 CAD技术的概述

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。

2 三维CAD技术对机械设计产生的影响

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。

3 三维CAD技术在机械设计中的应用

（1）建模过程中的应用。三维CAD技术凭借直观、立体的优势广泛应用在机械设计活动中，特别是在建模过程中具有极高的应用价值。三维CAD技术在建模中的应用可以划分为三种方式，分别是立体、表面、框架，对于圆形、方形、椭圆等简单图形在CAD软件中都属于自带范畴内。对于设计难度较大、形状结构较为复杂的图形，可以利用三维CAD技术加以组合，并且根据设计师、客户的实际需要生成相应的机械产品。

（2）方案形成中的应用。在机械设计过程中，需要对产品的各个零部件加以组合生成最终的设计方案，这就需要应用CAD软件的编辑功能。设计师根据自身的设计理念生成相应的机械设计方案，通过零部件的优化组合来为其他人员呈现三维机械的立体模型，其中，CAD/CAM软件开发系统可以对平面数据、立体结构等项目开展统一管理，保证机械设计方案顺利进行，并且充分落实在实际的设计活动中。

（3）CAE软件的应用。CAE软件以三维CAD技术为基础，可以对机械产品设计方案中的数据加以分析、对比，根据产品的实际应用情况来优化结构设计，最终形成科学性和合理性并存的机械设计方案。由此可见，CAE软件主要应用在机械模型建立之后，对其设计方案的合理性给予评估分析，以便保证设计方案的合理科学，为机械设计活动的顺利进行奠定基础。此外，CAE软件具有数据分析、结构优化、寿命评估、强度设计评价等方面的功能，借助三维CAD技术明确机械产品造型框架爱的基础上，可以运用CAE软件来解决机械产品的材料、刚度、动态特性等方面的问题。

4 三维CAD技术的未来发展方向

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。

[1]韦光林.三维CAD技术在水利水电工程设计中的应用[J].水利规划与设计，2015，（9）：102-104.

张宏伟（1986-），男，河南洛阳人，中级工程师，主要研究方向：机械设计。