機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用

段立波 張強

【摘 ?要】從機械設計制造及其自動化的發展情況來看，與計算機技術的融合無疑是重要的發展趨勢，其優勢主要表現在計算機輔助功能、數控機床、3D以及仿真技術等四個方面，并且對于我國機械制造領域整體水平提升、提高機械產品的質量和精密化以及實現機械制造企業的現代發展都發揮了不可或缺的作用。基于此，本文主要對機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用進行了簡要的分析。

【關鍵詞】機械設計制造;自動化;計算機技術;應用

引言

社會為科技提供助力，計算機輔助設計技術采用智能化手段，能夠有效減少人工失誤率，計算機輔助設計能夠具體分析產品實際情況。現代社會不斷發展，傳統機械設計模式過于落后，計算機輔助設計技術能夠避免機械設計與現代社會脫節，計算機輔助設計技術還能夠優化設計流程，減少設計成本，優化設計環節。

1機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用優勢

計算機技術廣泛應用到各行業中，對各行各業的發展都起到了重要的推動作用。計算機技術能夠利用三維模型制作軟件來對產品進行設計制作，對模型進行修改，成功解決了傳統機械設計所面臨的問題，提高了機械設計制作水平和工作效率。由于計算機能夠對機械零件進行檢測，所以零件在保證合格率的同時又減少了成本。此外，計算機能夠對資源進行重組，進而有效促進機械行業的發展。

隨著科技的高速發展，現代各個機械設計產業更傾向于將電子計算機技術應用到生產中，從而精確地設計出產品，提高產品的質量，對檢查不合格、存在問題的零件進行重新設計和修改。現代機械設計員可以擺脫繁瑣的手繪設計、尺規作圖等復雜步驟，只需要有設計靈感在大腦中進行構思，初步形成設計圖，然后利用計算機進行三維模型制作，直觀地把產品的成型效果展現出來，使設計思維與實際的產品相結合，大大提高機械設計的工作效率。傳統的手繪機械設計要通過復雜的幾何實體制作來完成，需要更長的時間，過程更加繁瑣。但電子計算機可通過軟件來將復雜的幾何體進行精確計算，使設計變得更加簡單化，提高工作效率，增加收益。

2計算機輔助設計技術在機械設計中的實際應用現狀

人工力量有限，計算機輔助設計能夠完成機械設計過程中人工難以操作的工作，計算機輔助設計技術滲透機械設計的各個環節，我國機械設計領域迎來了春天，機械設計呈現自動化、智能化發展趨勢。計算機輔助技術包含內容較多，其集交互技術、圖像變化技術、實體造型技術等為一體，以專業的手法打造最成功的機械產品。計算機輔助設計技術能夠在較短時間內實現圖文轉換，通過強有力手段進入數據終端，在三維工作空間中展示機械設計模型[3]。計算機輔助設計技術在原有基礎上改進，其并不是完全脫離傳統機械設計，而是在原有基礎上進行科技優化，采用最高端的技術為現代機械設計服務。有了計算機輔助設計技術，我國機械設計領域產品設計期望與現實的差距不斷縮小，現有情況下應當不斷努力，投入時間和精力提高機械設計水平，達到機械自動化控制目標。

3機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用

3.1符號與圖形中的應用

設計師在進行機械設計時，會應用到很多的圖形符號，而大量符號與圖形的設計不光會增加設計人員的工作量，還會增加設計工作的復雜程度，不利于設計精度的提升。將計算機輔助技術應用到設計過程中，能夠利用對圖形與符號的智能化處理，完成對較多數量符號與圖形的處理，同時在處理的過程中還可實現不同類別圖形符號的分類與存儲，可通過預先設定計劃，保障設計工作的順利進行，不光可大幅度提高設計效率，還可避免產生技術性的失誤，能夠有效克服符號與圖形處理量過大的問題。另外，設計人員也可利用智能索引，按照一定規律完成對圖形的排列，可防止由于設計零件規格不一而導致實物偏差，有助于保證設計圖形的精確性。

3.2在產品概念設計中的應用

概念設計階段是后續設計方案確定階段的基礎，而對于機械設計過程來說，除了保障機械在功能上可以滿足要求之外，設計人員還應保障概念設計方案能在外觀、色彩、風格等方面滿足用戶要求。在這一過程中，虛擬現實技術的應用可以很好的引導用戶參與到實際設計過程之中，促進設計人員與用戶之間的溝通，進而提升概念設計階段的工作效率。在這一過程中，虛擬現實技術的應用可以分為以下幾方面：首先，可以由用戶對設計方案中的外形特征進行調整。在傳統設計模式之下，設計方與用戶之間的交流、溝通通常建立在方案多次修改的基礎之上，而這樣的方式不但費時費力，同時也會導致整體生產周期不斷加長。在虛擬現實技術的輔助之下，用戶將能自主的對機械外觀、色彩、風格等進行調整，并直接獲得調整后的方案，直至達到滿意的設計效果。其次，設計方可以通過虛擬現實技術對設計思路等進行表達。由于機械設計需要依賴具備一定專業素養的人員來完成，而用戶極有可能無法在概念設計階段理解設計方所提出的設計理念，僅依賴設計圖紙很有可能影響到這一工作的開展效率。通過對虛擬現實技術的應用，設計方將能更全面的通過三維的形式對機械設計概念圖進行展示，加快設計方與用戶之間的交流效率。

3.3三維立體設計中的應用

在機械設計的過程中，傳統多以二維的方式進行圖形表達，造成部分抽象思維能力不強的工作人員讀圖時存在較大困難，容易出現失誤，而在計算機輔助繪圖的情況下，可利用其三維工作空間，以立體的方式呈現所繪制圖形，可將圖形以更為直觀的形式展現在人們眼前，有助于充分了解設計零件的整體情況，并可以此為基礎完成對設計產品功能的評估，可實現將復雜的問題簡化，有助于對整個設計流程把控。線框、表面、實體是CAD程序中三大模型構建功能，在現實過程中能夠利用這三大功能完成模型構建。各零部件之間需要按照嚴格的順序排列，CAD程序借助布爾運算能夠制定最合理的部件布局，零部件呈現最佳分布狀態。三維實體模型中不可避免地會出現一些不符合條件的零件，這些零件的機理磨合度較低，這時候可以借助計算機輔助設計技術改變零件形態，最終滿足現實需要。數據計算無誤后構建機械產品零部件實體模型，完成這項工作之后還需要進行后續加工。這時候機械設計人員能夠借助計算機輔助設計技術進行模型操作，重新裝配零件模型，確保機械裝配圖的完整性。

結束語

計算機技術對于機械設計行業起著重要作用。對于工程設計，能夠不再使用傳統的手繪設計，使工程設計更加簡單化，節省大量的人工成本。對于工程制作，不僅節省工程制作的時間，而且產品質量也得到提高。目前計算機在機械設計中的應用并未得到廣泛的傳播，還處在初級階段，要想更多的企業接受計算機技術，就應不斷創新，尋求設計出更加精準的產品的有效方式，提高產品質量和合格率，使機械設計行業處于領先地位，促進機械設計行業進一步發展，實現機械設計行業的智能化和高效化。

參考文獻：

[1]朱子巖.機械設計制造及其自動化中計算機技術應用分析[J].南方農機，2019，50（01）：185.

[2]王琳琳.機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用[J].科技創新導報，2018，15（33）：1+3.

[3]史欣欣.機械設計制造及其自動化中計算機技術的應用分析[J].中國金屬通報，2018（08）：61-62.

[4]嚴林凱.基于計算機技術的機械精密加工技術探討[J].電腦迷，2017（04）：145.

[5]董雪婷，齊驥，劉文俏.計算機圖形技術在機械制造中的應用探討[J].電腦迷，2017（03）：114.