探析新形勢(shì)下計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘?要】傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式大多依靠人力完成制圖，設(shè)計(jì)中難以凸顯出問題，設(shè)計(jì)理念投入實(shí)際的利用后，往往造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，機(jī)械設(shè)計(jì)包含了較為復(fù)雜的條件，在科技力量的支撐下，逐漸打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)上的種種框架，采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的形式，縮減了設(shè)計(jì)的制圖時(shí)間，不僅節(jié)省了人力物力，且通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)呈現(xiàn)出的三維立體結(jié)構(gòu)模型，可直接的展示出設(shè)計(jì)中的空缺與漏洞，并為設(shè)計(jì)內(nèi)容提出科學(xué)的調(diào)節(jié)依據(jù)，是目前應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)充的一種新型設(shè)計(jì)形式，計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)有多種應(yīng)用渠道，設(shè)計(jì)人員應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，熟練掌握不同層次的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方式，優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì);計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù);逆向工程;應(yīng)用

隨著我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)成為各行各業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，由于機(jī)械設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性以及設(shè)計(jì)零部件加工環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，存在設(shè)計(jì)與實(shí)物不符的問題?；诖讼嚓P(guān)建設(shè)人員，應(yīng)將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于其中，從而通過建立仿真虛擬模型來提高機(jī)械設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。本文針對(duì)當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)過程中存在的問題，對(duì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中采用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了CAD軟件等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在各類機(jī)械中的設(shè)計(jì)方法以及該技術(shù)在未來的創(chuàng)新發(fā)展方向。

1機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性

機(jī)械設(shè)計(jì)是工業(yè)建設(shè)中重要的組成部分，它是機(jī)械生產(chǎn)建設(shè)發(fā)展的前提。具體來說，機(jī)械設(shè)計(jì)就是對(duì)應(yīng)用技術(shù)的設(shè)計(jì)過程。而從宏觀的角度講，機(jī)械設(shè)計(jì)人員要根據(jù)機(jī)械設(shè)備應(yīng)用的具體情況以及現(xiàn)有條件來進(jìn)行設(shè)計(jì)。這就需要機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員，要對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作原理以及結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度進(jìn)行充分認(rèn)識(shí)。此外，還要對(duì)機(jī)械零件的形狀、大小、功能以及能量傳遞方式進(jìn)行實(shí)用性分析。這樣一來，機(jī)械設(shè)備就可以按照使用者要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際作用。在具體實(shí)際的過程中，設(shè)計(jì)人員需要借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的幫助，來進(jìn)行圖形編輯以及圖形數(shù)據(jù)方面的計(jì)算。除了這些具體的工作，機(jī)械設(shè)計(jì)人員還可以在利用基本的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，建立其機(jī)械設(shè)備實(shí)際使用的模型。

2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中能夠取得如下明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

2.1符合設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思維

對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)師來說，其在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，往往都是通過先構(gòu)思后表達(dá)的方式，正是由于在大腦中所構(gòu)造的產(chǎn)品形狀是立體的，因此，通過三維實(shí)體模型反映產(chǎn)品的真實(shí)幾何形狀，更加有利于對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的思維表達(dá)。在這種情況下，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)師來說就能夠有更多的時(shí)間和經(jīng)歷投入到機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之中，而不必將更多的時(shí)間浪費(fèi)在了產(chǎn)品的圖形表達(dá)上，這更加符合了設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思維，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的連續(xù)性。

2.2有效提升了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率

通過將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)之中的三維機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)之中，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜幾何模型的構(gòu)建。比如，通過布爾運(yùn)算等軟件功能，利用簡(jiǎn)單幾何實(shí)體計(jì)算復(fù)雜的幾何實(shí)體，自動(dòng)形成截交線與相貫線，減少工作設(shè)計(jì)工作強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率。在使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的三維CAD系統(tǒng)時(shí)，開發(fā)全新機(jī)械設(shè)計(jì)，只需要對(duì)其中的部分零件重新設(shè)計(jì)與制造即可，而更多的零部件設(shè)計(jì)可以應(yīng)用以往信息，這樣極大提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率，降低設(shè)計(jì)難度。

2.3提高了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量

伴隨著機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品逐漸與信息技術(shù)進(jìn)行了有效的結(jié)合，再加上通過對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)以及CIMS技術(shù)等，有效提高了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，還可以對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元受力情況等進(jìn)行分析，能夠有效提升產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量。除此之外，隨著一些機(jī)械企業(yè)的數(shù)控加工的日益完善，和該項(xiàng)技術(shù)的配合，也能夠在機(jī)械另加的加工方面取得更好的效果，從而有效提升了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.4更方便了零件的設(shè)計(jì)與修改

通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，能夠通過其中的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，能夠?qū)崿F(xiàn)在裝配環(huán)境下的新零件設(shè)計(jì)，同時(shí)還可以基于其相鄰零件的形狀、位置等設(shè)計(jì)新零件，能夠大大提升了設(shè)計(jì)的便利快捷性，這樣還能夠有效確保新的零件與相鄰的零件之間能夠更好地融合，從而有效避免由于單獨(dú)設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的錯(cuò)誤或者不兼容。比如，我們可以采用這種技術(shù)，在裝配的環(huán)境之下，基于箱體的形狀以及具體要求，準(zhǔn)確而快速地設(shè)計(jì)出符合要求的箱蓋。

3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1在三維造型、工程分析和報(bào)表中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，還需要進(jìn)行實(shí)體造型設(shè)計(jì)，而在這一環(huán)節(jié)，我們就可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)實(shí)體造型進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。在?yīng)用過程中，我們可以通過計(jì)算機(jī)軟件處理的相關(guān)技術(shù)將具體的實(shí)物造型展示在眼前，這樣就能直觀地對(duì)其進(jìn)行分析和處理。在進(jìn)行造型分析之后，我們還可以將所獲得的數(shù)據(jù)利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析，這樣就能保障數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。除此之外，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，我們還能直觀地對(duì)零件裝配情況進(jìn)行觀察。在機(jī)械零件裝配過程中，如果其裝配方式不同，效果也不同，而我們要想確保裝配效果達(dá)到最佳，就需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)零件的不同裝配關(guān)系進(jìn)行演示，這樣就能找出最為有效的裝配方式。

3.2CAD技術(shù)在汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在對(duì)汽車模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)會(huì)直接影響到其車型以及個(gè)性化設(shè)置等。在對(duì)汽車模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種問題，而針對(duì)此情況，設(shè)計(jì)人員如果不能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善，就會(huì)出現(xiàn)返工的現(xiàn)象，從而就會(huì)增加額外的設(shè)計(jì)成本，并且還會(huì)延誤生產(chǎn)進(jìn)度，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)力降低。所以說，在對(duì)汽車覆蓋模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要盡量避免上述現(xiàn)象的出現(xiàn)。汽車模具的設(shè)計(jì)具體包括以下2個(gè)環(huán)節(jié)：①按照市場(chǎng)需求對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括模具的結(jié)構(gòu)、熱度等方面。在對(duì)這些進(jìn)行分析之后，就可以將其制成圖紙。②按照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來對(duì)實(shí)物進(jìn)行改造，并且及時(shí)修改設(shè)計(jì)過程中所出現(xiàn)的問題。而在設(shè)計(jì)過程中，模具造型設(shè)計(jì)經(jīng)常會(huì)應(yīng)用到CAD技術(shù)。

4結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)有著較為顯著的優(yōu)勢(shì)，不僅能夠提高工作效率，還能夠降低設(shè)計(jì)失誤率，提高產(chǎn)品精度，在最大程度上保障機(jī)械設(shè)計(jì)的工作質(zhì)量。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，相關(guān)人員一定要加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：

董博含，男，遼寧省錦州市，本科，就讀于遼東學(xué)院化工與機(jī)械學(xué)院B1706機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)，學(xué)號(hào)：0612417025。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。

（作者單位：遼東學(xué)院化工與機(jī)械學(xué)院）