計算機輔助設計技術在機械設計中的應用研究

隋大鵬

摘要：計算機技術推動了信息時代的發展，這也顯示出了在現代社會中計算機技術的重要性，目前在各個行業中都已融入了計算機技術的應用，以此來推動行業的進一步發展。因此在機械設計中計算機輔助設計技術的應用也已經成為其發展過程中所必須要重視的內容，為此本文從多個角度對計算機輔助設計技術的應用進行了全面的分析。

關鍵詞：計算機輔助設計；機械設計；CAD；應用

引言

在機械設計中應用計算機輔助設計技術主要是通過應用設計軟件、繪圖軟件來對機械進行更加高效的設計，以此來提升機械設計的精準度，減少在設計過程中存在的誤差。可以說計算機輔助設計技術的應用為機械產品設計帶來了極大的影響，使其設計水平得到有效提升，通過改變傳統的設計方式來推動行業的技術革新，使工作效率得到提高。

1機械設計的要求及特點

在傳統的機械設計中其主要是以手繪的方式來進行圖紙的繪制，其屬于一種平面二維的設計方式。在機械設計中為了保證產品的質量及精密度，必須要確保其設計具有極高的準確性及精準度，以此來保證產品可以符合理想的使用要求。對于機械設計來說，其采用的設計方式并非是一成不變的，機械設計方法在現代科技的發展及行業的進步下受到了推動，因此其所應用的設計技術也在不斷的更新及完善，而計算機輔助設計技術就是一種在實際中有著極高應用價值的輔助設計方法，為機械設計帶來了突破性的革新。

2計算機輔助設計技術的應用對機械設計的重要性

機械設計需要以精準的計算數據作為依據來對其各個部分進行科學的規劃，可以說設計質量及水平對機械的性能起到決定性的作用。狹義的機械設計一般就是特指技術性的設計過程，而廣義的機械設計指的是設計者要根據現有的設計條件跟機械性能要求充分了解要設計機械的工作原理及對機械機構材料強度的各種要求進行系統的分析，形成機械設計的具體描述作為機械制造的重要依據。機械設計的大部分工作都需要計算機輔助設計的幫助，設計中的圖形編輯跟數據計算都要通過計算機軟件的支持。另外設計完成的圖紙還可以通過計算機進行模型模擬，對設計性能及各種受力情況進行模擬分析。因此計算機輔助設計在機械設計上的應用為機械設計提供了強大的計算支持，提高機械設計的工作效率。

3計算機輔助設計在機械設計中的應用優勢

3.1為機械設計質量提供保障

采用計算機技術可以保證在機械設計過程中對其各項數據進行更加準確的分析，計算機可以通過其高效、精準、智能的數據分析模式來對機械有限元受力情況進行準確的分析及計算，并針對產品質量需求來為機械設計提供相應的優化方案，以此來保證機械設計可以有效的滿足機械產品的質量要求。

3.2提供模擬裝配展示

通過計算機輔助設計技術可以對設計成果進行虛擬化模擬實驗，將設計的機械產品其裝配過程中的運動軌跡進行虛擬展示，從而更加直觀的對零件裝配過程進行觀測，進而找出在實際的設計中存在的不合理的部分，并以此作為依據來進行設計修改，此種方式可以有效的提升設計效益，減少機械產品試驗過程中所需的成本支出。

3.3提高機械設計效率

在傳統的機械設計過程中為了保證設計圖的精細化必須要花費大量的時間來進行設計圖的制作，尤其是在設計的過程中會有一些復雜的機械結構需要進行準確的處理，因此也為機械設計帶來了極大的難度，而計算機輔助設計技術的應用改善了這也問題。當計算機輔助設計軟件應用于機械設計中后尤其是進行二維繪圖及三維設計的時候非常容易的設計及修改，大大縮短了設計時間，提高了設計效率，降低設計成本。

3.4便于產品設計修改

利用計算機輔助技術，在零件設計的時候，即使出現零件出錯或不滿足相關需求的情況下，我們也可以對產品設計進行修改，相比較傳統方式，利用計算機輔助技術，會更加快捷方便。在零件環境中，我們也可以看到零件設計的各個步驟，在調整的過程中能夠方便看出問題的出錯點，提高了修改的有效性，使應用能發揮其實效性。

4計算機輔助設計技術在機械設計中應用

4.1二維繪圖的應用

通過計算機輔助設計技術，利用一些繪圖軟件進行操作繪制，如PROE、CAD等，通過這些軟件的使用，機械設計的大部分步驟都可以用計算機來完成，降低設計師繪圖的時間，不僅使得工作效率提高，還使設計師能夠有更多時間去實踐自己的設計項目，從而得到更好的發展。

4.2三維設計的應用

機械設計要采用簡單的幾何體來組建較為復雜的幾何機構時，就可以采用計算機輔助軟件進行三維設計，從而降低設計難度，縮短設計的周期，使得工作效率得以提高。另外，采用計算機輔助設計這些三維設計時，可以模擬重組裝配零件，在設計的時候激發靈感，組合出更優秀的作品，使得設計工作發揮其高效性。

4.3逆向工程中CAD應用

逆向工程是一種通過分解先進設備吸收其先進設計的一種手段，但是這種技術的研發成本非常高昂，研發中受現有條件影響，一些技術需很長時間才能成熟。因而設計中要充分運用科技成果，融合新技術基礎上要不斷創新。在以前“逆向工程”應用中主要集中在實物方面，在原有產品基礎上，對實物模型進行創新設計體現出產品性能，可通過坐標測量方法，CAD制圖軟件把實物轉化成虛擬模型。利用計算機輔助功能對產品進行加工，可運用多種技術實現逆向轉換設計。可利用數據繪制網格，并對點進行模擬，得到連續曲面再對曲面進行修復進而獲得實物模型。

結語

目前在機械設計中，計算機輔助設計技術的應用也在不斷的推廣及普及，應用計算機繪圖軟件來進行產品設計已經成為機械設計中非常常見的現象。以上結合了現代機械產品在行業發展中的更新要求進行分析，以此為基礎研究了計算機在其設計過程中所起到的輔助效果，并列明計算機的應用優勢，以此來保證計算機在機械設計中的合理應用，進而起到良好的輔助效果。

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