三维CAD技术在机械制图中的应用

吴博

摘 要：随着计算机的发展，在机械制图领域，CAD即计算机辅助设计的应用推动了机械制图新的发展。三维CAD技术是时代发展的必然产物，三维CAD技术与机械制图工作的结合是一项系统性工作，同时还需要设计人员在具备专业知识的基础上精通现代三维CAD技术的基础原理与具体应用，只有这样才能达到更好的设计效果，进一步促进我国各行业的生产水平。基于此，文章对三维CAD技术在机械制图中的应用进行了分析与研究，以供参考。

关键词：三维CAD;机械制图;应用

在工科专业中，机械制图是一门基础课，也是属于必修课，课程主要学习机械图形的国家标准、作图以及读图，培养学生良好的思维能力。对于以后学习有着重要的影响。在以往的教学手段中，主要是通过教具进行辅助教学，提高学习的直观性。但是有着很大的缺点，教具数量有限、灵活性差等一系列原因，为了能够解决这个问题，在机械制图中加入CAD和Solidedge软件教学方式，能够很大的提高学生的空间思维能力，突出教学中的重点难点，并且能够很好地激发学生的学习激情。

1.三维CAD技术简介

作为机械制图中的核心设计，三维技术也是CAD的核心技术，也叫建模技术。主要是将具体的物体和属性转化为计算机可输入的具体的、精准的立体几何形体的方法。三维设计主要由二维设计发展而来，它帮助设计师将脑海中的对未来事物的想象具体化，通过三维CAD技术用图像表现出来，能够充分的发挥出设计师的想像力和创造力。而且能够让设计师的设计能够满足几何图形形状要求和性能要求，让设计达到相应的标准要求，趋于完美。同时三维CAD技术也能进机械制图的实现，能够让零部件处于最佳状态，从而实现机械的制造。可以说，三维CAD技术的应用让机械制图实现质的飞跃。

2.三维CAD技术的应用优势

2.1使得零件设计更加直观

传统的设计都是在纸面上进行的，这样的结果之一就是不能够直接的、立体的展示所要设计的东西，只能在设计师的脑海中形成物体的三维模型。三维CAD技术很好地解决了这一问题，在设计装配图的时候，三维技术能够很好的展示每一个零件的位置和装配过程，大大提高了装配零件的精准度。当设计完成之后，可以通过仿真运动来进行检验，检查各个装配零件之间是不是有问题，如果出现问题，方便设计师进行修改，已达到基本标准。

2.2提高设计效率，降低设计周期

随着三维CAD技术的普及使用，可以发现机械制图的周期大大缩短了。设计者可以根据相邻位置零件的形状和性能，设计出符合要求的零件，在设计过程中，大部分的设计校本可以保留，方便在设计过程中得到校正，同时，在其他零件的设计中，如果可以使用的化可以调动相同的数据库中的样本，通过三维设计软件，能够极大地节省设计师的时间。三维设计软件能够让设计的一些想法在计算机模型中实现良好的体现，提高设计效率的同时，给设计师的设计提供了更多的想法。

2.3数据保证

三维技术给设计师提供了一个良好的设计平台，设计师的设计方案全部储存在计算机中，整个设计过程和设计方案都得到了很好地保障，避免了传统设计中的杂乱无章的问题，方便设计师进行查阅资料，校验零件是否合格，设计师还可以通过加密的措施，防止自己的设计数据被他人恶意剽窃。相比于传统的设计过程，三维CAD技术能够很好地保存设计过程中出现的一些成果，为数据安全提供了一定的保障。

3.CAD技术在机械制图中的应用

3.1在几何画法中的应用

在实际的机械制图工作过程中，由于要在画面中呈现出越来越多的元素，因此在进行页面布局的时候，一定要利用相应的光学效果处理相应的点线面分布。CAD软件技术可以通过输入这些点位的坐标，创建出不同的视口，可以更加快捷高速地形成空间形式的点线面，直接反映出机械的相对空间位置，实现出立体的投影效果。同时在CAD软件机械制图过程中，可以通过实体功能来进行机械制图三维立体的机械模型创建，利用著色面与着色线，选取三维模型中的面或者线，对其对应位置的投影特征和特点进行分析。

3.2在组合图中的应用

机械制图中很多都是有几个不同的零件组成的组合体，但是在当前的CAD制图软件设计过程中，三维创建模型这一功能能够实现整体结构的设计，最终确定造型平面，在此基础上可以构建出相应的几何结构，根据自身设计的需要对几何体进行立体旋转，直到确定所需要的正确方向，再将各基本几何体移动到相应的位置，完成三维模型的构建。基于这种设计方法，即便涉及工作结构最为复杂、数量再多，设计人员也能够在短时间之内迅速完成，极大地提高了自身的工作效率。

3.3在剖视图中的应用

作为机械制图中的常用表达零件类型的视图表现形式之一，剖视图能够很好地展示零件的许多设计细节和设计过程，帮助设计人员设计基本的曲线或者投影灯较为复杂的形体模式，对于剖视图中出现的一些难度较大的线条交叉或者重叠，可以通过CAD建立三维模型，直接对设计的平面进行整理和处理，借助三维视图的方式多角度、多方位进行比较和观察，能够提供更为完备的数据作为研究基础。

3.4在装配过程中的使用

机械制图不单单是每一个零件的设计和开发，更多的是一个一些具有完整功能的零件开发，这就需要把每一个零件进行组装起来，形成一个具有完整功能的装备。通过CAD软件，能够很好地让每一个零件进行模拟，在装配的基础上进行基本的设计和修改，帮助设计者和使用人员全面地了解各装配部件之间的结构和关系，了解机械装配之间的动力传输途径，分析不同机械结构和配件之间所产生的物理关系。

4.结语

利用三维模型的直观性、形象性、易修改等特点，将三维建模技术与机械制图的教学结合起来，可以使学生的空间想象能力、空间分析能力得到提高，可在使学生掌握知识的同时，实现教师与学生的良好互动，提高学生的学习效率和积极性，激发学生的创造力，有利于培养学生的创新能力，从而使学生的综合素质得到进一步提高，使他们能更好地适应社会需要。CAD也很好地缩短产品开发和设计周期，当前CAD技术也要不断进行创新和发展，实现机械制图的自动化，提高工作人员的工作效率。软件使用者要不断加深自身的知识，加强对当代设计技术的有效利用，促进机械制图工作水平的提高。

参考文献：

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