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摘要：机械工业是一个国家的支柱产业之一，即使全世界已经进入了以“互联网+”为标志的信息时代，机械产品的设计和制造水平仍是衡量一个国家工业发展水平和综合竞争力的重要指标。当然，由于计算机信息技术的快速进步，现代化的机械设计和制造手段与过去相比都有了很大地进步，如何借力现代化信息技术手段来助推机械工业取得进一步发展，成为了世界范围内的一个关键问题。三维CAD技术就是在这种背景下被开发出并不断取得应用发展。
关键词：械设计；三维CAD技术；设计要点
引言
三维参数CAD技术的使用使得机械制造领域的产品设计方式出现了巨大的转变，不仅可以实现对设计水平的提升，同时对缩短产品研发周期也将起到十分显著的帮助和影响。因此，三维CAD技术也是今后我国机械制造企业在实际发展中的主要发展趋势，对我国科学技术的全面发展和工业领域都将产生十分重要的影响。经过实际研究发现，当前我国很多企业对于这项技术的认识并不全面，针对这种情况，文章对三维CAD技术在机械设计中的应用展开进一步研究，希望对这项工作的开展提供更有价值的参考意义。
1三维CAD技术的特征及其作用
1.1提高设计效率
目前三维CAD设计软件已经广泛支持参数化建模，即所设计模型可以通过参数修改来快速生成新的模型，这对系列化机械产品的设计具有重要意义。设计人员不用每次都重复所有设计步骤，仅需要对原有三维模型的一些关键参数进行修改就能生成新的方案，从而极大地提高了设计工作的开展效率。此外，当前的三维CAD平台还具有功能强大的特征建模和曲面建模功能，可以迅速构建出一种全新的零件模型，这也能大大缩短产品的设计周期。
1.2提升设计质量
与二维CAD技术不同，三维CAD技术是在三维环境下进行产品建模，所构建的三维模型就是方案的实际效果展示，可以很方便地让设计人员发现其中存在的不足，比如结构上的缺陷，这样可以快速通过编辑加以修正，从而提升设计质量。此外，直接生成三维模型还为后续的工艺决策和制造规划提供了便利，这对提升整个产品的研制质效都具有积极意义。
1.3便于设计成果的调用和保管
采用三维CAD技术生成的设计成果可以直接存储在计算机硬盘上，这一方面便于保管，另一方面还可以通过模型文件名称的检索来实现快速调用，避免因资料保管不当而造成损失风险。
1.4实现一体化目标
机械制造业的发展是向着实现设计/制造一体化的目标前进。而采用三维CAD技术得到的成果可以与CAE、CAM等平台共享，推动整个机械生产流程的改革和进步。
2三维CAD技术在机械设计中的应用要点
2.1模具CAD的集成制造
当前我国在机械领域的实际发展中相关的生产技术正不断向着科技化方向实现发展，而CAM、CAD和CAE等设计制图也已经逐渐成为了设计领域今后的必然发展趋势。模具CAD/CAM的激光快速成型技术也在当前的社会发展中得到了十分广泛的应用，而三维CAD技术在实际发展中更是融合仿真模拟和曲面造型等功能，将三维绘图和数控加工等功能也逐渐融合到软件系统中。在工程数据的帮助下，必然能对机械产品设计数据的利用效率起到有效的提升作用。
2.2机械产品零部件的实体建模
在仿真、模拟和生成三维立体模型都是对三维CAD技术的又一个重要创新，通过对这一技术的应用，也可以按照设计人员的设计目标实现实体建模工作。当对零部件在机械产品位置得到固定后，也要进一步掌握这一零件在产品中的主要参数指标，从而按照零部件在机械产品运行环节中的数据资料，按照不同的零件装备坐标对其进行装备。而三维CAD软件系统中的几个编辑功能可以对这一过程实现更有效的模拟，帮助设计人员对机械产品中的不足和问题进行改进，同时还可以借助零部件在运行模拟中的表现进行设计和完善。三维CAD软件在实际应用环节中可以将一些相对简单的零件进行分析，从而将这些零件设计成若干个模型，并借助计算机对零件的布尔运算，帮助和指导工作人员对零部件进行更有效的研究和分析。
2.3对机械生产中的噪声实现合理的控制
和其他行业相比，建设行业生产中的噪音问题一直是一项困扰着人们生产与生活的重要问题，出现噪声的主要原因是建设生产工作中的压缩机和相关的建设加工设备、通风机的互相作用产生较大的声音。根据相关的研究和资料分析发现，在进行机械设计生产工作的环节中研究发现，机械和液压泵在正常工作下可以发出九十分贝或更高的噪声，在一些机械生产环节中，锚杆机甚至会发出一百分贝以上的噪音。在进行生产工作的环节中，如果噪音过高会造成对人体的不利影响，那么对噪声源进行控制和降低也是一项十分必要的工作。在对工程进行应用的环节中，应该遵循空气动力学的思路对噪声进行控制，通过这种方式更有效地减少和消除机械产品生产环节中出现的噪声污染源。在改进的环节中，设计人员可以借助振动性较低的机械设备，以便更好地实现动平衡，有效控制和降低噪声。
2.4在农业机械设计中的应用
当前，我国农业行业已经广泛采用了机械化作业，随着机械功能的升级，三维技术也被广泛运用到了设计过程中。比如，收割机的设计以分离装置为起点，结合三维技术，对其功能、具体要求进行分析，同时考虑机械本身的参数要求，在此框架内制定设计方案，建立设计数据库，实现信息共享，为设计与生产工作提供参考。
2.5在机械CAE中的应用
在机构设计的计算机辅助工程中的应用，可以随时方便地调整机器产品的设计，并优化产品结构。同时，对相关数据信息进行比较分析，确定设计方案，对程序的重要性进行正确的评价。三维CAD技术，在计算机辅助工程的应用中，具有调整设计模型的作用，能够有效地促进后续设计和生产连接的稳定秩序，具体的作用包括机械产品对的评价、对数据信息的分析、产品的质量和使用强度的评价、建立模拟系统、机械产品结构设计的完备。也就是说，在计算机辅助工程中，可以使用三维技术，促进这个系统内的各功能的充分发挥。
2.6三维CAD技术在产品设计中的运用
（1）运用三维CAD技术进行零部件的三维建模方法有三类，即线框模型、表面模型和实体模型。（2）机械零部件的设计变更使用三维CAD技术，有利于在原有的产品架构中设计新的零部件，整个操作简单又快捷。（3）机械零部件的设计检查利用三维CAD技术，使用建模与动画播放形式，直观快速的对机械产品的零部件装配情况进行演示。这样对零部件进行检查，更加清晰直观。（4）零部件装配图的设计在零部件实体建模完成后，按各零件所在的坐标关系或其他方式进行装配。
结束语
综上所述，三维CAD技术在当前社会发展中的应用能够将设计工作向着更为直观的方向发展，同时还能实现对产品的有效分析。三维参数CAD技术的使用让机械制造领域的产品设计方式也出现了巨大的转变，不仅可以实现对设计水平的提升，同时对缩短产品研发周期也将起到十分显著的帮助和影响。因此，在今后的实际工作中，更要加强对机械设计的研究和探索，确保其在机械设计工作中得到更充分的应用，进一步推动我国建设行业整体发展。在全新的时代发展下，需要相应设计新的方式和理念对世界进行感知，为今后的发展奠定良好基础。
参考文献：
[1]秦聪.三维CAD技术在机械制图教学中的应用[J].内江科技，2015，36（4）：56+66.
[2]徐小军，唐根顺，易声耀，等.三维CAD软件在机械类课程中的辅助教学实践初探[C].图学教育研究，北京：国防科学技术大学，2014，19（5）：459-461.
[3]崔松华.CAD/CAM技术在机械设计制造中的应用研究[J].考试周刊，2014，68（35）：99-100.
[4]王其芳.CAD三维技术在机械设计中的应用[J].煤矿机械，2007（3）：85-87.