探析新形勢下計算機輔助設計在機械設計中的應用

【摘?要】傳統的設計方式大多依靠人力完成制圖，設計中難以凸顯出問題，設計理念投入實際的利用后，往往造成較大的經濟損失，機械設計包含了較為復雜的條件，在科技力量的支撐下，逐漸打破了傳統設計上的種種框架，采取計算機輔助設計的形式，縮減了設計的制圖時間，不僅節省了人力物力，且通過計算機系統呈現出的三維立體結構模型，可直接的展示出設計中的空缺與漏洞，并為設計內容提出科學的調節依據，是目前應用范圍逐漸擴充的一種新型設計形式，計算機的輔助設計有多種應用渠道，設計人員應與時俱進，熟練掌握不同層次的計算機設計方式，優化設計內容。

【關鍵詞】機械設計;計算機輔助設計技術;逆向工程;應用

隨著我國市場經濟發展進程的不斷加快，機械設計已經成為各行各業進行長遠發展的關鍵。然而，在實際設計過程中，由于機械設計具有復雜性以及設計零部件加工環節的特點，存在設計與實物不符的問題?；诖讼嚓P建設人員，應將計算機輔助設計技術應用于其中，從而通過建立仿真虛擬模型來提高機械設計的準確性。本文針對當前機械設計過程中存在的問題，對在機械設計中采用的計算機輔助設計技術進行了研究，提出了CAD軟件等計算機輔助設計技術在各類機械中的設計方法以及該技術在未來的創新發展方向。

1機械設計應用計算機輔助設計技術的重要性

機械設計是工業建設中重要的組成部分，它是機械生產建設發展的前提。具體來說，機械設計就是對應用技術的設計過程。而從宏觀的角度講，機械設計人員要根據機械設備應用的具體情況以及現有條件來進行設計。這就需要機械設計工作人員，要對機械設備的工作原理以及結構材料強度進行充分認識。此外，還要對機械零件的形狀、大小、功能以及能量傳遞方式進行實用性分析。這樣一來，機械設備就可以按照使用者要求的設計內容進行實際作用。在具體實際的過程中，設計人員需要借助計算機網絡技術的幫助，來進行圖形編輯以及圖形數據方面的計算。除了這些具體的工作，機械設計人員還可以在利用基本的計算機網絡技術后，建立其機械設備實際使用的模型。

2計算機輔助設計技術在機械設計中的應用優勢

將計算機輔助設計技術應用到機械設計中能夠取得如下明顯的應用優勢：

2.1符合設計師的設計思維

對于機械設計師來說，其在對機械設計時，往往都是通過先構思后表達的方式，正是由于在大腦中所構造的產品形狀是立體的，因此，通過三維實體模型反映產品的真實幾何形狀，更加有利于對機械設計的思維表達。在這種情況下，對于機械設計師來說就能夠有更多的時間和經歷投入到機械產品的設計之中，而不必將更多的時間浪費在了產品的圖形表達上，這更加符合了設計師的設計思維，實現設計的連續性。

2.2有效提升了產品的設計效率

通過將計算機輔助設計技術之中的三維機械設計技術應用到機械設計之中，能夠有效實現對復雜幾何模型的構建。比如，通過布爾運算等軟件功能，利用簡單幾何實體計算復雜的幾何實體，自動形成截交線與相貫線，減少工作設計工作強度，縮短設計周期，提高設計效率。在使用計算機輔助設計的三維CAD系統時，開發全新機械設計，只需要對其中的部分零件重新設計與制造即可，而更多的零部件設計可以應用以往信息，這樣極大提高機械設計的效率，降低設計難度。

2.3提高了機械產品的設計質量

伴隨著機械技術的不斷發展，機械產品逐漸與信息技術進行了有效的結合，再加上通過對計算機輔助設計技術以及CIMS技術等，有效提高了機械產品的設計水平，還可以對計算機輔助設計技術中的優化設計、有限元受力情況等進行分析，能夠有效提升產品的設計質量。除此之外，隨著一些機械企業的數控加工的日益完善，和該項技術的配合，也能夠在機械另加的加工方面取得更好的效果，從而有效提升了機械產品的質量。

2.4更方便了零件的設計與修改

通過計算機輔助設計技術的應用，能夠通過其中的計算機輔助設計軟件，能夠實現在裝配環境下的新零件設計，同時還可以基于其相鄰零件的形狀、位置等設計新零件，能夠大大提升了設計的便利快捷性，這樣還能夠有效確保新的零件與相鄰的零件之間能夠更好地融合，從而有效避免由于單獨設計而產生的錯誤或者不兼容。比如，我們可以采用這種技術，在裝配的環境之下，基于箱體的形狀以及具體要求，準確而快速地設計出符合要求的箱蓋。

3計算機輔助設計技術在機械設計中的具體應用

3.1在三維造型、工程分析和報表中的應用

在機械設計過程中，還需要進行實體造型設計，而在這一環節，我們就可以應用計算機輔助設計技術對實體造型進行適當的處理。在應用過程中，我們可以通過計算機軟件處理的相關技術將具體的實物造型展示在眼前，這樣就能直觀地對其進行分析和處理。在進行造型分析之后，我們還可以將所獲得的數據利用計算機輔助設計技術對其進行分析，這樣就能保障數據分析的準確性。除此之外，在機械設計過程中應用計算機輔助設計技術，我們還能直觀地對零件裝配情況進行觀察。在機械零件裝配過程中，如果其裝配方式不同，效果也不同，而我們要想確保裝配效果達到最佳，就需要應用計算機輔助設計技術對零件的不同裝配關系進行演示，這樣就能找出最為有效的裝配方式。

3.2CAD技術在汽車覆蓋件模具設計中的應用

在對汽車模具進行設計的過程中，汽車覆蓋件模具設計會直接影響到其車型以及個性化設置等。在對汽車模具進行設計的過程中，經常會出現各種問題，而針對此情況，設計人員如果不能及時對其進行改進和完善，就會出現返工的現象，從而就會增加額外的設計成本，并且還會延誤生產進度，導致企業生產力降低。所以說，在對汽車覆蓋模具進行設計的過程中，要盡量避免上述現象的出現。汽車模具的設計具體包括以下2個環節：①按照市場需求對模具進行適當的設計，設計內容主要包括模具的結構、熱度等方面。在對這些進行分析之后，就可以將其制成圖紙。②按照設計圖紙對模具進行設計，以此來對實物進行改造，并且及時修改設計過程中所出現的問題。而在設計過程中，模具造型設計經常會應用到CAD技術。

4結束語

綜上所述，在進行機械設計的過程中，應用計算機輔助設計技術有著較為顯著的優勢，不僅能夠提高工作效率，還能夠降低設計失誤率，提高產品精度，在最大程度上保障機械設計的工作質量。因此，在機械設計過程中，相關人員一定要加強對計算機輔助設計技術的應用。

參考文獻：

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作者簡介：

董博含，男，遼寧省錦州市，本科，就讀于遼東學院化工與機械學院B1706機械設計制造及自動化專業，學號：0612417025。研究方向：機械設計制造及其自動化。

（作者單位：遼東學院化工與機械學院）