淺析機(jī)械設(shè)計(jì)制造中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

張忠占 郭成志

摘要：計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn)不僅推動(dòng)我國(guó)社會(huì)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代，而且計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也極大地推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化領(lǐng)域的全面發(fā)展。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已逐漸成熟，并已應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。它不僅大大提高了機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的工作效率，而且有利于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文首先分析了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性，然后再分析其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，最后再闡述其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);計(jì)算機(jī);運(yùn)用;策略

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，極大地促進(jìn)了行業(yè)的進(jìn)步。時(shí)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也占有非常重要的地位，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)展開應(yīng)用有助于生產(chǎn)成本的降低，提高機(jī)械自動(dòng)化水平，因此需要人們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用方面內(nèi)容加以重視。本文簡(jiǎn)要分析了計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的具體應(yīng)用策略。

1.機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化領(lǐng)域所取得的成就的同時(shí)，也必須意識(shí)到我國(guó)在高新科技領(lǐng)域也存在明顯的不足，特別是有許多國(guó)家已經(jīng)將納米技術(shù)、數(shù)控機(jī)床技術(shù)、激光技術(shù)等許多先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域相結(jié)合，進(jìn)一步提高了傳統(tǒng)機(jī)械制造領(lǐng)域的效率和質(zhì)量。但由于我國(guó)起步較晚，在研究的范圍和深度上還存在一些不足。雖然許多企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械基礎(chǔ)自動(dòng)化的發(fā)展，但相關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用，特別是在教育方面還存在著明顯的不足。目前我國(guó)機(jī)械類專業(yè)教育較多還是停留在機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化領(lǐng)域，沒有包括計(jì)算機(jī)技術(shù)，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)的人員在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化方面比較薄弱，而機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化專業(yè)對(duì)于掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)的人才也很有限。由于缺乏全面的人才支持，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化技術(shù)一直無法實(shí)現(xiàn)改革與創(chuàng)新，只能跟隨發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步，缺乏主動(dòng)性。

2.計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造各方面具體運(yùn)用分析

2.1計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控編程中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中所使用的計(jì)算機(jī)編程主要分成為自動(dòng)與手工編程這兩種，手工編程就是用人力的方式完對(duì)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中所需要的功能進(jìn)行程序編寫;而自動(dòng)編程就是在面對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中復(fù)雜化的零配件，要利人力編寫和計(jì)算機(jī)共同協(xié)作的方式來進(jìn)行程序編寫，整個(gè)過程必須要運(yùn)用專業(yè)的編程數(shù)據(jù)語(yǔ)言來進(jìn)行，而且對(duì)于計(jì)算機(jī)的硬件和軟件都有著一定的要求。伴隨著國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步和提高，國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造技術(shù)和數(shù)控技術(shù)也達(dá)到了一個(gè)新的高度，并逐漸地完成為數(shù)控和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相互之間的轉(zhuǎn)變。但計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展與進(jìn)步的速度比機(jī)械制造所使用的數(shù)控系統(tǒng)要快，因此在進(jìn)行計(jì)算機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)與加工過程里要確保雙方的相同性和合理性，只有這樣才可以適應(yīng)當(dāng)前數(shù)控編程的實(shí)際需求。

2.2計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)控加工仿真中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步也使得虛擬仿真技術(shù)被廣泛地運(yùn)用到了機(jī)械加與制造領(lǐng)域中，并且取得良好的成效。在機(jī)械制造與設(shè)計(jì)的過程中通過仿真技術(shù)的運(yùn)用，可以為機(jī)械產(chǎn)品的加工、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及測(cè)試方面提供一個(gè)高度真實(shí)的模擬環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境里機(jī)械設(shè)計(jì)人員可以進(jìn)行自由地控制操作過程。這樣既能夠完成對(duì)機(jī)械操作人員或者機(jī)械設(shè)計(jì)人員的技術(shù)培訓(xùn)，而且還可以提高所有操作人員的操作水平，提高機(jī)械制造過程中的生產(chǎn)人員的安全。除此之外，利用仿真技術(shù)可以有效地解決了機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程中的再改造問題，這對(duì)于提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量具有重要的促進(jìn)作用。

2.3計(jì)算機(jī)技術(shù)CAD、CAM在機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)控加工里的應(yīng)用

和傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造模式相比，新時(shí)期的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)制造已經(jīng)逐漸地?cái)[脫了傳統(tǒng)由人力手工繪制設(shè)計(jì)圖的模式，開始向著計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)的方向發(fā)展，例如CAD、CAM等先進(jìn)的制圖軟件既可以快速地設(shè)計(jì)出所需要的機(jī)械設(shè)備，而且還可以對(duì)設(shè)計(jì)完成的作品進(jìn)行即時(shí)改進(jìn)，或者添加所需要的功能等等，在提高機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的同時(shí)，還能夠節(jié)省了大量的人力成本投入。在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中運(yùn)用CAD軟件，可以輕松地查詢到實(shí)體質(zhì)量的相關(guān)資料以及性能，這樣就能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)制造以及設(shè)備零配件質(zhì)量、體積等重要參數(shù)進(jìn)行科學(xué)、高效地計(jì)算。模具CAD則是集成了CAD和CAM的集成功能，能夠把復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備模具設(shè)計(jì)流程變得更加簡(jiǎn)單、直觀，對(duì)于提高機(jī)械設(shè)備以及相關(guān)配件的生產(chǎn)效率和加工精度方面有著重要的意義。在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程中通過對(duì)CAD以及CAM軟件的運(yùn)用，可以在電腦上設(shè)計(jì)出機(jī)械設(shè)備或者零配件的模型，同時(shí)還能夠按照模型的結(jié)構(gòu)以及規(guī)格進(jìn)行模擬裝配，而且在裝配的過程中還可以加入一些所需要的工藝或者技術(shù)，這樣既可以提高機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的完整性和精確性，還可以把整個(gè)一系列的過程制作成為數(shù)據(jù)程序，再最后再利用數(shù)控機(jī)床按照制定好的程序進(jìn)行加工制造。但值得注意的是，要實(shí)現(xiàn)這些功能就要確保PC平臺(tái)具有一定程度的開放性，并且支持?jǐn)?shù)控系統(tǒng)的開發(fā)，因此對(duì)于計(jì)算機(jī)的硬件有較為嚴(yán)格的要求。

2.4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用

除在設(shè)計(jì)方面計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化產(chǎn)生非常良好的作用外，計(jì)算機(jī)技術(shù)中的仿真技術(shù)還能幫助所要設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備建立客觀、真實(shí)的三維模型，而相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員可根據(jù)模型的實(shí)際情況對(duì)原有的機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)建立出的模型更加適合與計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳導(dǎo)的作用，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供真實(shí)有效的科學(xué)依據(jù)。從機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來看，在汽車制造的過程中，許多機(jī)械配件的設(shè)計(jì)存在很大的難度，如果沒有計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支持，單就多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)就需要經(jīng)歷無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)和推導(dǎo)，不僅要浪費(fèi)大量的制造成本，且修改起來也相對(duì)困難，但有了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)后，通過仿真模型，設(shè)計(jì)師可簡(jiǎn)化對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)過程，因?yàn)橛?jì)算機(jī)仿真技術(shù)能模仿機(jī)械在運(yùn)動(dòng)中所呈現(xiàn)出的各種狀態(tài)，從而幫助設(shè)計(jì)師在實(shí)驗(yàn)的過程中找到機(jī)械設(shè)計(jì)的弊端，使機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)更加完備。

3.結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已被應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域，它能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)的工作效率與設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)值得在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域大力推廣應(yīng)用，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)會(huì)隨著時(shí)代的發(fā)展而不斷變化。

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