机械产品设计中三维建模技术分析范文

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摘要

随着软件工业的发展，我国的机械产品设计工程开发技术逐渐成熟。使用CAD/CAM/CAE等三维建模技术，开展机械产品的优化设计，有利于提高我国产品设计制造领域的机械使用寿命。我国目前正在走“资源节约型”和“环境友好型”的能源发展道路，推行高性能机械设计技术的研究，有利于提高机械的生产效率，促进节能减排活动工业创新模式的开展。本文根据三维建模技术的设计特点展开讨论，提出几点有利于机械产品设计技术提高的可行性措施。

关键词

机械产品；三维建模；技术运用；效果分析

使用三维建模技术指导于机械创新设计，要求设计者在机械设计的过程中兼顾设计的新颖性、创造性，使其更加符合动力学中能耗利用的相关要求。运用新技术，体现机械产品制作发明的实用性，开发更多符合市场需要的机械功能。为了提高机械产品三维建模设计的效能，技术人员应该做好数据控制与知识熔接工作，将产品性能的管控体现到设计质量的检测活动中去。在工业项目的机械产品绿色创新设计活动中，相关负责人应该安排一些具有生产经验的工人参与到设计活动中去，针对机械产品运行中最容易出现损耗的部分进行分析，设计出一套保护机械产品核心零部件的可行性方案。

1开展机械产品设计三维建模技术开发的基本原则

基于三维建模技术运用中的机械产品设计活动，不仅仅是针对机械产品的某一个零部件进行设计，而是应该立足于全局机械产品整体使用功能的优化设计。针对机械产品的设计与创新活动，我们应该对设计图纸进行创新性思考，尽可能采用新技术来开展机械制造的活动。同时，工作人员还应该重视机械产品的理论性研究，在基础理论的指导下，提高机械设计制造中的技能水平。在概念设计的过程中，设计人员应该从工业设计的角度出发，使用三维技术对零部件参数进行多次调整，从而找到最佳的设计方案。从结构分析的角度入手，设计人员应该从新型的建模技术中找到动态仿真中的关键细节特点，对传统机械设计中不足的部分进行针对性的改进。使用新技术和新材料，对机械零件的安装与调配方法进行改进。

2提高机械产品设计中三维建模技术开发效果的措施

2.1开发机械设计师的核心创新能力为了培养机械设计师的核心创新能力，必须要机械师加强设计方面的理念创新工作。基础信息工作人员应该建立起完善的绿色设计资源数据库，对于各个设计环节的环保细节和排放标准，应该进行数据入库储存。机械设计师在进行新产品的三维技术开发时，可以根据此类型产品中的经典2D模型设计方法为蓝本，吸收传统设计活动中的优秀理念，进一步推行传统产品中的3D模型装配方法创新，在虚拟样机的设计中体现出对于新技术的探索和革新运用。机械设计师在设计的过程中，一定要认真参考规范设计的细节标准问题，保证设计机械产品符合国家相关的排放标准，促进机械产品的节能、环保和生产高效。在机械产品设计的三维建模技术运用中，技术人员首先要对样品的设计参数进行深入分析，使用3D点数据测量的方法，对虚拟样机的产品结构进行前期开发。参考同类型产品的设计优势，对采集的点数据进行处理，确保产品设计过程中的各项零件大小、硬度符合规定。使用CAD曲面构造的方式，创建后期的全面造型。为了保证机械产品设计中的零件组合方式的科学合理，还需要构造人员使用CAD软件生成NC程序，对机械的各个零件标准进行后期优化，对前期的CAD制作参数进行整理，生成ATL文件，并且将其拆分成单个设计板块，将文字和设计图片进行对应存档。如果后期生产活动中存在技术问题，可以及时调取单个板块的原始设计参数，作出有益的修正，确保机械产品使用性能的提高。

2.2由零部件三维模型转化为工程图使用模具NC加工的方式，保证建模产品的快速成型制造。对成型模具进行前期的技术测试，在保证生产模具符合设计的强度需要之后，才能够开展大批量的生产复制活动，从而将产品设计活动中的耗损率降低到较小水平。在产品的工艺装配活动中，工作人员需要对产品生产工艺设计流程进行优化，对于工模具设计的方法，应该融入新型的理念。推行标准化的产品生产，降低标准件生产过程中的单个产品差异，从而吸引投资商进行外购件的采购。对于建模产品的制造执行与参数更改，设计人员应该考虑到机械三维设计模型与实体转化之间的差异，集合公司的设计人员对参数更改的方案进行探讨，最终对产品外观设计的更改计划进行审慎安排。在产品生产尺寸控制的过程中，应该对零部件数控加工代码进行反复调试，确保CAX集成数据收集成功。在PRO等三维设计软件的使用过程中，设计人员需要使用铸造工艺CAD接口软件，对机械产品的前期设计进行测试。对于机械产品三维设计的前期工作来说，技术人员应该首先对数据的读取与转化模块进行性能调试。在DXF文件读取过程中，进行设计参数与三维图形的数据转化，根据软件的编程对数据交互方式进行定义。在节点、轴线及其实体生成模块上，进行节点生产方法的捕捉。在三维轴线生成过程中，技术人员除了应该利用计算机进行零部件投影捕捉，还应该加强同期检测，防止自动投影捕捉过程中出现影像叠加导致建模缺陷的问题。

2.3计算机上的三维实体建模分析三维实体建模的过程，就是设计人员在计算机上进行产品制造、性能测试的过程。三三维实体构思的过程中，设计人员需要使用计算机三维实体建模的方法，对产品的有限元进行深入分析。在分析的过程中，技术人员需要将机械中的零部件进行拆分，对比其设计尺寸与三维实体工艺编程之间的区别，最终调试出最佳的零部件组合方法。产品设计上在现代化的机械创新设计的应用过程中，设计师运用多种机械设计和制作手段方面的创新，绿色理念指导下的机械设计工作，需要设计人员从全局性的设计思维出发，最终落实到大型机械制造的局部。大型机械的生产的过程中，很容易出现由于部分零件损害，导致了整个机械生产活动出现问题的情况。对于同一行业的不同品牌机械产品设计，相关部门一定要做好零配件产品的型号参数设计统一性设计。以三维钢架结构快速建模系统与生产为例，技术人员应该根据本公司的试验台设计参数为要求，确定初期的设计方案，对于机械产品中的零部件表达方法和数据规模进行整合分析。确定了最终的设计方案和模块导入框架之后，技术人员需要依据同类型的建模零件实体、以及机械相关知识和相关资料进行工艺特征设定。在三维装备体建模及其干涉检查的过程中，对具体的物理参数设计工程进行计算和分析，保证输出部分的设计文件和图纸三维转化误差降低至最低水平。

3结论

三维建模技术的广泛使用和众多商业三维设计软件的不断发展，推动了机械产品的传统设计手段变革。在三维建模技术实体生成的环节，技术人员应该对结构的运动仿真效果进行预判，从而保证机械实体生成与后期的机械运动不出现错位。为了达到最佳的三维建模技术的运用效果，对实体编辑模块进行后期调试和必要修改。细节类型的修改应该依据节点坐标的采集分配来进行，使机械三维模型的基本形状和几何特征符合产品三维表达模式的需要。

参考文献

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[3]张健滔，王慧，刘正士，等.三维建模与工程制图技术在产品设计中的应用——出口制冰机设计研制的实例介绍[J].现代机械，2011（1）：32-33.DOI:10.3969.

作者：支晓鹏 郭海南 徐昊远 单位：沈阳理工大学机械工程学院