摘要：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，不仅可以缩短产品的研发周期，对零件进行模拟仿真，还可以实现无纸化办公，协同办公，减少繁琐的工作量，让工程师把更多的精力用在创新上。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。
关键词：CAD；机械设计；应用现状；发展趋势
1 三维CAD 技术概述
所谓的三维CAD 技术，就是现代模型建构的技术。三维CAD 技术是由二维CAD 技术发展而来，继承了二维CAD 技术的优势，在上个世纪六十年代，三维CAD 技术正式发展起来[1]。在最初阶段，技术人员应用三维CAD 技术建构了线框模型和曲面模型，随着时代的不断发展，三维CAD 技术得到创新，可以建构行为模型、产品集成模型等。
1.1UG
近些年三维图设计技术也发展迅速，相应的软件也被广泛应用。如UG、Pro/E、mastercam、solidwords等。UG是一个交互式计算机辅助设计与计算机辅助制造系统。UG功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。UG8.5是当前发布的最新版本。
1.2Pro/E
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，即可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。
1.3Solidworks
Solidworks软件功能强大，组件繁多。Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。
1.4Mastercam
Mastercam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。其可靠刀具路径效验功能使Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况。Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。
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2 机械设计中对三维CAD 技术的实际应用
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]。
2.2 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。
2.3CAD 软件在机械产品设计环节中的应用
当前我国CAD 系统在实际发展中也逐渐融合了数据分析和优化设计等工作，因此在机械产品实现对三维CAD 技术的应用后，也要进行相应的信息处理，只有这样才能更好地实现对系统的优化，对我国机械领域的发展产生更为显著的作用。在当前的工作中，要想设计出更为优质的机械产品，要注重对CAD 系统的有效应用，进一步提升CAE 软件的有效性。对企业发展而言，最为关键的问题是注重对安全的保障，也就是要求广大工作人员在进行机械设计工程设计中确保机械操作环节中的安全性。设计人员只有在工作中满足机械刚度的基本特征，才能确保机械自身安全系数的稳定性不受到影响。
3 三维CAD 技术在今后机械设计领域的发展趋势
1）随着当前我国科学技术水平的提升，三维CAD 技术设计和开发力度也有了全面提升，标志着这一技术实现了更成熟的发展和进步，今后这一技术必然向着更为智能和虚拟网络化的方向进行发展。在这一环节中，规范化发展主要表现为三维CAD 技术标准和操作环节中的规范化程度逐渐提升。智能化发展则是因为当前我国技术设计水平不断发展，要想在工作中切实实现的智能化发展，就要加强对计算机技术的有效应用，从而借助数据库的有效建立，对计算机的辨认和判断能力进行更有效地提升。这样才能在实现智能化目标的同时更好地发挥三维CAD 技术的提升，并将这一技术优势更好的进行发挥和完善。
2）在今后的实际发展中，当借助三维CAD 技术实现了设计要求和目标的同时，不再是单纯地进行功能要求的实现，更多的都是为了更具针对性地实现对个性化设计目标的达成，最终确保设计效果能充分满足工作需求[7]。此外，当前对于STEP 体系也有着越来越多的关注和重视，所以在工作中也要实现对二者的有效结合，通过二者的协作发展更好地满足工作要求，有效解决当前参数化模型在实际工作中出现的传输问题。
结束语
进入新世纪以来，我国的社会主义市场经济持续繁荣，现代科技日新月异，CAD 技术被应用在机械制造领域。三维CAD 技术是对二维CAD 技术的创新，具有突出的应用价值，已经成为机械设计中的关键技术。
参考文献：
[1]刘韫锋，马浩然，孙林鑫.机械设计中三维CAD技术的应用[J].南方农机，2017，48（01）：107-108.
[2]冯仁专.三维CAD技术在化工机械设计中的应用[J].化工设计通讯，2017，43（02）：36+48.
[3]汤立宏，杨英，杨平波.CAD技术在机械设计与制造中的应用[J].现代制造技术与装备，2017（05）：130-131.
[4]马广勇，王丛丛.三维CAD技术在机械设计中的应用方法[J].内燃机与配件，2017（18）：40-41.
论文作者:祖兰波
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/21
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