淺談計算機輔助技術在機械設計制造中的應用

江威波 孫強 曾科

摘 要：隨著我國科學技術和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，計算機輔助技術已經(jīng)應用于諸多設計領域，尤其是在機械設計及制造領域得到廣泛應用。本文將對計算機輔助技術與機械設計制造進行簡單的介紹，并探究兩者結合的發(fā)展前景，最后重點研究計算機輔助技術在機械設計制造中的應用。

關鍵詞：計算機輔助技術;機械設計與制造;結合

引言

隨著第三次科技革命計算機技術的出現(xiàn)和其歷經(jīng)70多年的發(fā)展，計算機技術已被應用在各個領域中，在我們?nèi)粘Ｉ钪衅鸬街匾妮o助作用。機械設計制造領域與計算機技術的融合，通過優(yōu)勢互補，發(fā)揮協(xié)同效應，更利于推動機械設計制造的現(xiàn)代化發(fā)展進程。在當下的社會環(huán)境下，機械設計制造與計算機輔助技術之間的結合，是現(xiàn)代化技術進步的體現(xiàn)，對于推動國家經(jīng)濟的快速發(fā)展有著重大意義。

1 概述

1.1機械設計及制造概述

機械設計制造主要是由機械制造與機械設計組成，其中機械制造主要是指對機械各設備所開展的一系列生產(chǎn)工作，具體包括機床、儀表以及儀器等。而機械設計一般是指在設備生產(chǎn)階段，根據(jù)機械設備的實際特點，對其工作原理、構建材料及運轉傳輸形式等給予科學、合理地構思與分析，并對設備參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化，以期更好地服務于機械制造行業(yè)。伴隨我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，促使機械設計制造行業(yè)得到一定的改善與優(yōu)化，再加上現(xiàn)代科學技術的應用，機械設計制造行業(yè)正在朝智能化與自動化方向發(fā)展。

1.2計算機輔助技術概述

計算機輔助技術（computer aided technology）是以計算機為工具，輔助人在特定應用領域內(nèi)完成任務的理論、方法和技術。它主要包括計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）等。計算機輔助技術在許多領域得到了廣泛的應用，在機械產(chǎn)品設計與制造方面應用最為廣泛。它包括的應用有：工程圖的繪制、零件3D模型生成及裝配、運動仿真及有限元法分析產(chǎn)品性能、數(shù)控加工自動編程等。模型生成是將產(chǎn)品用數(shù)學方法表示成計算機能處理的形式，所建模型可用于計算、分析、數(shù)控加工等。

2機械設計制造與計算機輔助技術結合的發(fā)展前景

伴隨計算機技術的穩(wěn)定發(fā)展，已經(jīng)成為人們生活中重要的組成部分，并且為人們的生活與工作帶來眾多的便捷。雖然計算機技術已經(jīng)應用到機械設計制造當中，但是仍然不夠完美，同時還會存在一定的不足。因此，不僅需要相關設計人員高效的掌握計算機技術，還需要根據(jù)自身的經(jīng)驗優(yōu)化其應用的方式，規(guī)避傳統(tǒng)機械設計制造的弊端，創(chuàng)新多樣化技術的應用模式，確保計算機的優(yōu)勢能夠高效的發(fā)揮，促進兩者有效的結合，促進機械設計制造行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

3 計算機輔助設計在機械設計制造中的應用

3.1 三維建模和裝配

計算機輔助技術在機械設計制造中一項重要的功能就是對機械零部件進行三維建模。零件的建模就是考慮如何采用合適特征，通過正確的組合方法形成零件模型的過程。機械設計人員除了需要具有清晰的空間思維能力外，還要掌握和積累一些必要的零件建模技巧，從而提高建模的效率。在機械設計制造過程中常常需要對產(chǎn)品進行設計、參數(shù)化設計和編輯，也可對零件進行裝配，實現(xiàn)可視化效果，更加直觀地展示產(chǎn)品結構。

3.2 機械制圖

工程圖被稱為工程界的語言，工程圖的繪制是開展其他工作的重要前提，通過工程圖紙能對機械零部件的構造、制造要求有直觀的了解，保證了機械設計制造的質(zhì)量和效率。計算機輔助技術的出現(xiàn)，促使人工繪圖的工作強度與難度隨之降低，利于得到理想的繪圖效果。在計算機輔助技術的支持下，可全面清晰地掌握機械的結構、形狀和尺寸等構成要素，能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決各種設計問題，帶動設計方案逐步改進、優(yōu)化。計算機輔助技術的應用，逐步取代了以往的手工操作環(huán)節(jié)，確保了圖紙編輯與修改的工作效率，利于計算機輔助技術作用價值的充分發(fā)揮。

3.3 運動仿真

在機械設計制造中，進行機構設計時通常需要進行機構運動分析，以此來驗證機構設計的合理性和可行性。所以運動分析與仿真成為計算機輔助工程（CAE）中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，成為機機械設計的必經(jīng)過程。機構運動仿真功能，可幫助用戶更好地完成機構設計，使原來在二維圖紙上難于表達和設計的運動變得直觀和易于修改，并且能夠大大簡化機構的設計開發(fā)過程，縮短其開發(fā)周期，減少開發(fā)費用，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量。

3.4 自動編程

自動編程也稱為計算機編程，是指將輸入計算機的零件設計和加工信息自動轉換成為數(shù)控裝置能夠讀取和執(zhí)行的指令（或信息）的過程。在機械加工中，數(shù)控加工的份額與日俱增。由于傳統(tǒng)數(shù)控加工依靠手工編程，效率低，易出錯，加工對象簡單，限制了數(shù)控機床的應用。隨著數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控加工在機械制造業(yè)的應用日趨廣泛，計算機技術的逐步完善和發(fā)展，給數(shù)控技術帶來了新的發(fā)展奇跡，為數(shù)控編程的高效化、智能化提供了良好的開發(fā)平臺，推動了數(shù)控機床系統(tǒng)自動化的進一步發(fā)展。

4 結語

綜上所述，在機械設計制造行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的過程中，合理應用計算機輔助技術，不僅能夠提高機械設計制造效率和質(zhì)量，還能確保機械設計制造工作的順利進行。因此，我們要不斷對計算機輔助技術進行升級，推動機械設計制造業(yè)的繁榮發(fā)展，隨著我國提出的“中國制造2025”，我們作為機械設計制造從業(yè)人員要朝此方向不斷努力！

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作者簡介：江威波（1986- ），男，江西鷹潭人，漢族，職稱：助理工程師，大專，研究方向：機械設計 工程機械液壓閥。

通訊作者：江威波21FE689D-640C-4BC0-B732-7C23C3C29F1A