機械設計制造與計算機輔助的有效結(jié)合分析

陳永強

（昇力恒（寧夏） 真空科技股份公司，寧夏 石嘴山 753000）

計算機技術(shù)是一種綜合性技術(shù)，軟硬件、制圖工具都突出了計算機功能的多元化。計算機技術(shù)的發(fā)展對我國提升社會生產(chǎn)力有重要的影響。所有機械設計的優(yōu)化發(fā)展都來自于機械制造的智能化和自動化。傳統(tǒng)的人工設計已經(jīng)不適應當今的機械制造業(yè)，精確率和高效率是當今機械制造業(yè)務必達到的效果。計算機技術(shù)的應用提升了機械設計制造的工作效率和設計精確度。計算機技術(shù)運用在機械制造業(yè)中符合當今社會的高效發(fā)展要求，也是本研究的意義所在。

1 機械設計制造與計算機輔助技術(shù)相結(jié)合實際意義

1.1 提升工作效率

首先，對于機械設計而言，主要可以分為兩種，一種是根據(jù)市場需求設計新的機械設備，一種是在原有機械設備的基礎上進行改良，提升機械設備的性能。無論是前者或者是后者，在工作中應用計算機輔助技術(shù)可以輔助設計人員完成相關的計算、制圖以及測試等多項工作，減輕工作人員的負擔，使其可以更好的開展設計工作。對于機械制造而言，在制造機械設備的過程中應用計算機輔助技術(shù)可以進一步提升制造過程的自動化、智能化，不僅減少工作人員的工作量，同時生產(chǎn)效率也更高。

1.2 保障產(chǎn)品質(zhì)量

在機械設計方面，設計人員利用計算機輔助技術(shù)進行計算、制圖等，可以有效避免出現(xiàn)誤差，精準度更好，并且在完成機械設備的設計后，可以利用計算機測試軟件對設計進行全方面的測試，根據(jù)測試結(jié)果進行相應的調(diào)整，有效保證機械設備的各項性能符合要求。

2 機械設計制造與計算機輔助的有效結(jié)合策略

2.1 圖形與符號設計

圖形與符號是機械設計的基礎，所有的機械設計圖都是由大量圖形及符號組合而來。在計算機輔助設計中，設計人員只需要使用CAD 軟件調(diào)用和編排相應的圖形和符號即可進行設計，無需再一筆一劃地畫出所有各種圖形、符號，大幅提高了設計效率，同時也能保障圖形、符號足夠規(guī)范和標準，為高質(zhì)量的設計打牢基礎。與此同時，圖形和符號在設計中的編排十分重要，如果編排不合理，那么設計的機械產(chǎn)品難免存在問題，CAD 軟件將圖形和符號進行了科學分類，設計人員只需要在對應分類中選用需要的圖形和符號即可，這將有利于保障編排的合理度。另外設計人員還可以對CAD 軟件中的各種圖形與符號進行標記，或者將圖形和符號單獨放置，以便直接使用，這對提高設計效率同樣有著積極作用。

2.2 機械繪圖

在機械設計制造中，繪圖設計是所有工作開始的前提，在某種程度上甚至影響著機械設計的最終方向。在以往，繪圖多是由人工來完成的，這需要設計人員對整個生產(chǎn)過程有著充分的掌握和了解，并熟悉相關機械的功能和運行情況。這對于設計人員的要求必然是非常高的，而且在過程上極為復雜，所受到的干擾也比較多，這就造成了設計問題的頻繁出現(xiàn)，嚴重影響到了最終的設計質(zhì)量，進而給企業(yè)造成了難以彌補的損失。

2.3 三維建模

三維建模，是利用計算機來實現(xiàn)的一種直觀化、可視化的技術(shù)手段，可以對相關產(chǎn)品進行建模分析。首先來說，需要盡可能全面的收集機械產(chǎn)品的各項參數(shù)，并利用計算機技術(shù)對其進行數(shù)值分析，之后再利用相關軟件來實現(xiàn)模型的構(gòu)建，在這一過程中必須確保各項參數(shù)與設計方案中的參數(shù)完全一致。目前，在機械設計制造中，三維模型既可以通過手工生成，也可以利用計算機設備來生成，后一種模式無疑是更加準確的，可以使得最終的產(chǎn)品更加的直觀、形象，而且通過三維建模能夠?qū)⒃O計方案中存在的問題及時的呈現(xiàn)出來，從而能夠?qū)ζ溥M行修改和優(yōu)化。

3 實例分析

本次研究過程中，以真空燒結(jié)爐為例進行分析，主要是為了分析在機械設計制造過程中，計算機輔助技術(shù)的應用情況及效果。在真空燒結(jié)爐制造過程中，最關鍵的工作環(huán)節(jié)是熱場的設計，而且其設計效果的好壞，將會直接決定真空燒結(jié)爐的使用溫度、均溫性、使用壽命、保溫效果等性能，熱場設計的缺陷直接影響真空燒結(jié)爐的使用性能和是否通過驗收。由于熱場使用鎢、鉬、鉭、鈹?shù)入y熔金屬制成，具有加工難度大、加工周期長、加工費用高等特點。

以熱場中加熱器設計為例來進行具體分析，在加熱器設計過程中，計算機輔助技術(shù)的應用流程如下：1） 設計加熱器零部件。借助計算機輔助技術(shù)，可以構(gòu)建加熱器的幾何模型，確定連接方式，密封方式，確定整體的重量；2） 根據(jù)以往實際使用情況匹配相應的變壓器電壓電流，并做好相關數(shù)據(jù)的采集與處理工作；3） 借助計算機輔助技術(shù)的有限元分析來完成對現(xiàn)有模型的分析，分析其在高溫環(huán)境下、長時間工作負荷下，熱場各部件的高溫疲勞狀態(tài)、熱變形之后的負載狀態(tài)，以及由于高溫下材料晶粒粗大出現(xiàn)的強度、塑性和韌性降低。進而調(diào)整加熱器各部件的參數(shù)，提高加熱器設計與加工的效率。

4 結(jié)語

綜上所述，將計算機輔助技術(shù)與機械設計制造相結(jié)合，對于機械設計制造行業(yè)的發(fā)展具有極大的積極意義，在制圖、計算以及三維立體設計等方面可以得到良好的應用，可以為相關工作人員提供極大的便利。