基于計算機技術(shù)的機械設(shè)計方法研究

王安寅

摘 要：計算機技術(shù)的不斷發(fā)展使得機械制造業(yè)得到了很大的發(fā)展，尤其是在現(xiàn)代機械設(shè)計方面，機械制造業(yè)在發(fā)展過程中要不斷提高市場競爭能力，因此，在機械設(shè)計方面進(jìn)行提高是非常必要的。現(xiàn)代機械設(shè)計的核心就是要依賴計算機技術(shù)的發(fā)展，同時現(xiàn)代機械的發(fā)展在設(shè)計方法方面也是有一定的要求，因此，對計算機技術(shù)進(jìn)行必要的分析能夠更好的促進(jìn)機械技術(shù)水平得到提高。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；計算機技術(shù)；應(yīng)用研究

1 現(xiàn)代機械發(fā)展對設(shè)計方法的要求

在進(jìn)行傳統(tǒng)的機械設(shè)計時是會受到很多因素的限制，其中，設(shè)備條件和技術(shù)水平是非常重要的影響因素，在進(jìn)行設(shè)計時只是進(jìn)行簡單的計算，同時在設(shè)計時通常是在各種影響因素都是靜止化的假設(shè)條件下來進(jìn)行機械設(shè)計，在這種情況下進(jìn)行機械設(shè)計通常會受到個人經(jīng)驗的影響，同時在設(shè)計時也會出現(xiàn)很大的隨意性，這樣設(shè)計出來的機械設(shè)備會存在著很多不合理的情況，設(shè)備在高效性和準(zhǔn)確性方面也是會存在著一定的缺陷。現(xiàn)代設(shè)計是對傳統(tǒng)設(shè)計的一種深化，同時在一定程度上也是一種豐富，現(xiàn)代設(shè)計的主要工具就是要利用計算機技術(shù)，因此，計算機技術(shù)的發(fā)展對機械設(shè)計帶來了很大的影響。

現(xiàn)代機械設(shè)計在設(shè)計方面具備其獨有的特點，在大型機械的制造過程中，通常要求設(shè)計能夠進(jìn)行更好的分析，同時也能更好的進(jìn)行分解和綜合，在這個過程中包含著創(chuàng)造性的智能活動，因此，現(xiàn)代機械設(shè)計具有智能化的特點。在進(jìn)行現(xiàn)代機械設(shè)計時能夠更好的體現(xiàn)經(jīng)濟性，這也是市場競爭和用戶需求的必然要求。在現(xiàn)代機械設(shè)計中，應(yīng)用了很多的高端技術(shù)，這樣就形成了人機一體化發(fā)展的情況，在進(jìn)行設(shè)計時形成了集成化發(fā)展。現(xiàn)代機械設(shè)計通常都是非常復(fù)雜的，同時在綜合性要求方面也是非常多，因此，在設(shè)計時對設(shè)計的精確性有很高的要求，這也是現(xiàn)代計算機技術(shù)和分析技術(shù)相結(jié)合的成果。在進(jìn)行機械產(chǎn)品設(shè)計時要從動態(tài)的角度來進(jìn)行設(shè)計，這樣才能更好的保證設(shè)計的成果，同時也能更好的保證機械設(shè)備在以后中的使用效果。

2 計算機技術(shù)在機械設(shè)計中的地位

在對機械進(jìn)行設(shè)計時，計算機技術(shù)的發(fā)展對其產(chǎn)生了很大的影響，這樣就使得傳統(tǒng)的設(shè)計方式逐漸在向CAD技術(shù)方向發(fā)展，同時在發(fā)展過程中逐漸形成了自動化設(shè)計的情況，這樣在設(shè)計效率方面得到了很大的提高。計算機技術(shù)的發(fā)展使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計從二維模式向三維模式在不斷進(jìn)行轉(zhuǎn)變，同時也能更好的對產(chǎn)品的形狀以及尺寸進(jìn)行表示，同時利用計算機技術(shù)能夠更好對設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在進(jìn)行設(shè)計時設(shè)計的方法是非常的多，這樣就使得在設(shè)計過程中更加無法離開計算機技術(shù)。

3 機械設(shè)計中的CAD技術(shù)

在計算機軟件和硬件技術(shù)以及相關(guān)的技術(shù)都得到發(fā)展的情況下，CAD技術(shù)慢慢成為了綜合性的應(yīng)用技術(shù)，這種技術(shù)的運用，能夠更好的將計算機輔助工藝設(shè)計和數(shù)控自動編程技術(shù)進(jìn)行連接，這樣在機械設(shè)計中有了更好的應(yīng)用。在傳統(tǒng)機械設(shè)計中，通常是要進(jìn)行手工繪圖的，但是在應(yīng)用CAD技術(shù)以后逐漸形成了二維繪畫，這樣能夠更加直觀地對設(shè)計進(jìn)行了解。CAD技術(shù)能夠?qū)?fù)雜的圖形進(jìn)行分解，形成更加簡單的圖形和符號，同時在需要使用的時候能夠從數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行查找，對調(diào)出的圖形在另外一張圖形中也是能夠更好的使用的。在傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計中，機械零件的結(jié)構(gòu)都是存在著一定的相似性的，這樣就需要在設(shè)計過程中對尺寸要進(jìn)行必要的調(diào)整，在應(yīng)用計算機技術(shù)以后，在對尺寸進(jìn)行調(diào)整的時候是非常的方便和快捷的。在對零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的時候在整體造型設(shè)計方面可以利用三維圖像來進(jìn)行呈現(xiàn)，這樣能夠使設(shè)計人員更好的對設(shè)計情況進(jìn)行掌握。在機械設(shè)計過程中是可以進(jìn)行運動仿真測試，這樣能夠更加的對存在的干涉情況進(jìn)行掌握。

4 機械設(shè)計中CAD技術(shù)優(yōu)點

在機械設(shè)計中運用CAD技術(shù)能夠更好的使設(shè)計師對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計和表現(xiàn)，利用CAD技術(shù)的能夠得到更加生動的三維立體圖形，這樣能夠?qū)⒃O(shè)計人員的注意力更好的集中在產(chǎn)品設(shè)計方面，同時也能更好的在設(shè)計過程中進(jìn)行深入，這樣能夠更好對外進(jìn)行展示和交流。在對機械進(jìn)行設(shè)計時利用CAD技術(shù)能夠更好的節(jié)省工作量，同時也能更好的縮短設(shè)計時間。CAD技術(shù)在進(jìn)行新機械設(shè)計的時候，已經(jīng)對一些零件的設(shè)計信息進(jìn)行了繼承，因此，在設(shè)計中工作人員只要將一些個別零件的數(shù)據(jù)進(jìn)行補充即可，這樣系統(tǒng)就會自動得到設(shè)計的方案，因此，在時間方面是非常節(jié)省的，同時在工作效率方面也得到了提高。

裝配環(huán)境中實現(xiàn)對零件的設(shè)計和修改。在裝配環(huán)境中，可以運用CAD技術(shù)進(jìn)行新零件的設(shè)計，而且可以參照相鄰零件進(jìn)行新零件的設(shè)計，這樣可以保證新零件和相鄰零件在配合上的精確性，避免因為在設(shè)計新零件時由于誤差而導(dǎo)致與相鄰零件的無法匹配，比如可以在裝配環(huán)境中，根據(jù)箱體的形狀等相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計出與之相配的箱蓋。同時，在零件環(huán)境中還可以運用資源查找器，當(dāng)零件設(shè)計完成時，在資源查找器里，會列出零件在設(shè)計時的每一個步驟，還可以通過進(jìn)行零件回訪，觀看整個制造過程。修改零件時，可以在資源查找器中找到零件步驟，直接修改，而且在裝配環(huán)境下，要進(jìn)行對零件的修改，只需要點擊零件就能進(jìn)入零件環(huán)境來對其進(jìn)行修改。

實現(xiàn)在裝配環(huán)境中對裝配零件的查看和修改。在資源查找器的裝配路徑查找器里記錄了各個零件之間的裝配關(guān)系，在將各個零件進(jìn)行裝配時，如果發(fā)生裝配不正確，裝配路徑查找器即可對其錯誤進(jìn)行顯示。同時，可以將零件進(jìn)行隱藏，查看內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在部件裝配完成后，可以對其進(jìn)行動畫演示，查看裝配過程，對于有運動行程要求的，可檢查其行程要求是否達(dá)到。對于在靜態(tài)先不發(fā)生干涉的部件如果在運動中發(fā)生了碰撞，則可以及時進(jìn)行更正，避免在設(shè)備設(shè)計出來后才發(fā)現(xiàn)問題，導(dǎo)致設(shè)備的報廢。此外，還可以對產(chǎn)品零件進(jìn)行虛擬加工和裝配試驗，以查看零件和裝配工藝是否存在問題，從而避免了昂貴的機械模具試驗費用。提高了產(chǎn)品質(zhì)量和性能。CAD技術(shù)可以通過使用有限元受力分析和優(yōu)化等方式，保證了機械設(shè)計的質(zhì)量，而且增強了產(chǎn)品的信息化性能，可以對產(chǎn)品的形狀、位置等幾何特征進(jìn)行描述，還可以對設(shè)計對象賦予更多的信息。

5 機械設(shè)計中CAD技術(shù)發(fā)展走向

集成化，人們將CAD和CAM兩個規(guī)程相互結(jié)合實現(xiàn)一體化，在數(shù)控仿真和生成數(shù)控加工程序中運用CAD結(jié)果，這就是集成化的一個進(jìn)步，能更好地提高工作效率。而在未來的發(fā)展中，將CAD、CAE、CAPP、CAM進(jìn)行集成是未來產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的主要模式。而與快速原型制造的集成，能夠在并行工程環(huán)境下，迅速對產(chǎn)品的設(shè)計進(jìn)行評價和修改，提高市場競爭力，這也是未來發(fā)展的重要方向。智能化。CAD系統(tǒng)屬于人機一體化，在將來的發(fā)展中，隨著人工智能和專家系統(tǒng)等的發(fā)展和完善，未來的智能CAD系統(tǒng)將可以采用人工智能技術(shù)，通過運用知識庫里的設(shè)計知識，進(jìn)行推理和決斷，使CAD技術(shù)達(dá)到更高的水平。

6 結(jié)束語

在進(jìn)行機械設(shè)計的時候利用計算機技術(shù)，不但能夠提高設(shè)計的精度，同時也能更好的節(jié)省設(shè)計的時間，提高設(shè)計的效率，因此，在進(jìn)行機械產(chǎn)品設(shè)計的時候要對傳統(tǒng)的設(shè)計方面進(jìn)行摒棄，這樣才能更好的保證設(shè)計的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]李秋娟，張兵.論CAD在機械設(shè)計中的應(yīng)用及機械制造技術(shù)的新發(fā)展[J].化學(xué)工程與裝備，2003.