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开发与研究 CAD 三维技术对机械设计影响及应用 山西省临汾职业技术学院 王 秀 随着计算机性能的提高，网络通讯的普及化，信息处 中实现了 “无图纸设计”，其先进的CAD/CAM 技术走在 理的智能化，CAD 三维技术正向着开放、集成、技能和 了全世界的前面。 标准化的方向发展。正确把握CAD 技术的发展趋势，对 3 CAD 技术在机械设计中的应用 我国CAD 软件行业的开发及企业正确规划自身的CAD 应 3.1 零件与装配图的实体生成 用系统，都具有深远的意义。 （1）零件的实体建模。CAD 的三维建模方法有3 种， 1 CAD 技术的发展 即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模 CAD 技术广泛应用于电子、机械、运输和航空等部门 功能的CAD 软件中，都有一些基本体系。如在AutoCAD 中。随着高科技的发展，CAD 的研究及应用领域不断延 的三维实体造型模块中，系统提供了6 种基本体系，即立 伸，新的分支相应产生。CAD 技术在实际中应用又有了新 方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单 的发展，其发展趋势为计算机集成制造系统（简称CIMS）。 的零件，可通过对其进行结构分析，将其分解成若干基本 一是CAD/CAPP/CAM/CAE 的集成应是建立一种新的设计、 体，对基本体进行三维实体造型，之后再对其进行交、并、 生产和技术管理的一体化，要以计算机图形处理技术、产 差等布尔运算，便可得出零件的三维实体模型。对于有些 品造型技术、参数化设计方法和数据交换技术等为基础； 复杂的零件，往往难以分解成若干个基本体，使组合或分 二是科学计算的可视化。工程中有许多过程需要模拟，采 解后产生的基本体过多，导致成型困难。所以，仅有基本 集的数据需要图示化，一些模糊问题通过图示分析和可视 体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此， 化大大减少工程设计的试验费用，能获知在计算、设计、 可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓，然后在 加工及试验过程中发生的现象，并对其进行控制；三是世 三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的 “基本体”，进而 界制造业出现了一批先进的制造技术和系统，强调产品结 通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。 构的优化并对CAD 技术提出了新的要求，即要求CAD 系 （2）实体装配图的生成。在零件实体构造完成后，利 统具有变形设计能力、快速重构和引入虚拟技术等。 用机器运动分析过程中的资料，在运动的某一位置，按各 2 三维CAD 技术对机械设计的影响 零件所在的坐标进行 “装配”，这一过程可用CAD 软件的 三维CAD 技术从根本上改变了机械设计的进程和质 三维编辑功能实现。 量，引进了现代设计概念，克服了传统设计带来的弊端， 3.2 模具CAD/CAM 的集成制造 使机械产品的设计与生产发生了深刻的变化。 随着科学技术的不断发展，制造行业的生产技术不断 2.1 更强调创新机械设计 提高，从普通机床到数控机床和加工中心，从人工设计和 传统设计中改型设计多，只能改变现有产品中某些尺 制图到CAD/ CAM/CAE ，制造业正向数字化和计算机化方 寸，或只能消化某些产品，仿照生产，因此无法实现创新 向发展。同时，模具CAD/CAM 技术、模具激光快速成型 构思，使得产品从根本上没有质的飞跃。而三维CAD 技 技术（RPM）等，几乎覆盖了整个现代制造技术。 术在方案设计阶段，充分利用专家系统及现代科技新理 一个完整的CAD/CAM 软件系统是由多个功能模块组 论，建立多种机构进行构型对比，立体感强、效果逼真， 成的。如三维绘图、图形编辑