計算機輔助設計與機械設計制造的結合分析

李任哲

摘要：在信息時代下，計算機已經成為推動社會發展的核心技術，尤其在“互聯網+”戰略下，各個行業都在積極探索計算機技術的應用新模式，機械設計制造作為傳統工業的代表，計算機技術也已經大量用于生產實踐中，并且取得顯著的效果，是實現行業信息化發展的關鍵驅動力。

關鍵詞：計算機;輔助設計;機械設計制造;結合

機械制造作為傳統工業，其在近些年獲得快速發展，以計算機為支撐的各種輔助設計技術，不斷在應用中成熟和發展，其可以完善產品的結構、色彩以及外形，尤其在航天、船舶以及汽車制造等領域，得到了大范圍的推廣。以計算機為支撐的輔助設計，具有較強的圖像分析、圖形處理以及數據計算能力，可以協助設計人員對產品進行全面而細致的設計，滿足使用者的設計需求，保證設計精度和質量，縮短機械制造時間，具有較強的應用價值。

一、計算機輔助技術概述

其主要是指人工難以完成或者不易操作的工作，以計算機為輔助方式完成，其涉及實體造型、人機交互、圖形變換等多種技術，需要圖形輸入板、掃描儀以及計算機等硬件作為支撐，可以顯著提升工作效率和質量，避免由于人工失誤而出現產品質量問題。

二、在機械設計制造中應用計算機輔助設計的優勢

（一）保證產品質量

在以往的機械設計中，設計人員主要通過人工繪圖的方式開展產品設計，但是這種方式對設計人員的綜合素質要求較高，如果設計圖紙存在不清晰、不全面以及不細致等問題，會對產品質量帶來巨大影響。在引入輔助設計技術后，其通過計算機對各項數據進行計算分析，然后自動生成相關圖紙，可以為機械制造提供精確的數據保障，確保產品質量符合使用者的要求。

（二）分析裝配零件

在機械制造設計中，裝配零件屬于核心環節，如果裝配零件加工存在誤差，會影響機械的正常使用，以輔助設計技術為支撐，在完成裝配零件設計后，可以通過虛擬實驗的方式，觀察以及分析裝配零件，針對存在的不合理、不符合要求的細節進行改進和優化，可以節約企業試驗成本。

（三）節約設計時間

當前機械制造行業的競爭更加激烈，企業想要實現自身的穩定發展，需要提升在社會中的知名度和行業中的美譽度，在最短的時間內完成機械制造，能夠贏得客戶口碑。在以往的機械設計中，主要采用人工繪圖的方式，需要耗費大量設計時間，對于幾何結構復雜的裝配零件，更是在反復修改中消耗設計人員的精力和時間。在引入計算機技術后，各種輔助軟件可以快速完成三維繪圖，在最短的時間內完成產品設計。

（四）便于及時修改

當前用戶對機械產品的要求更加復雜，而為了滿足用戶時間需求，在機械設計中需要對設計圖紙進行反復修改和驗證，如果設計人員存在計算失誤或者繪圖誤差，會對機械質量帶來影響。引入輔助設計技術能夠協助設計人員快速找到設計中存在的問題，有針對性的進行圖紙修改，節約設計修改中消耗的時間。

三、計算機輔助設計應用于機械設計制造中的策略

（一）應用于符號圖形中

通常情況下，在設計機械設備中，設計人員需要使用不同的符號以及圖形，進而保證設計圖紙清晰明確，可以給制造生產提供指導。在輔助技術的支撐下，設計人員在開展設計活動之前，可以根據機械類型以及裝配零件特點，提前編制整合可能使用到的符號和圖形，在設計中便于及時調用，進而起到提升工作效率的作用。同時，隨著行業逐漸趨于特種加工方向發展，對于一些非標準的裝配零件，不能采用統一的設計方式，設計人員可將各種設計標準加入到數據庫中，在設計中靈活調取使用，起到節約設計時間的作用。

（二）應用于二維繪圖中

二維繪圖是機械設計的最主要方式，設計人員通過二維繪圖完成設計工作，在生產加工中，二維繪圖具有指導生產的作用。引入各種輔助技術，包括PROE、SOLIDWORKS、CAD等信息化軟件，能夠為設計人員成圖提供幫助，同時，上述軟件還具有數據分析整理的作用，能夠為設計繪圖提供便捷，節約設計時間、優化產品質量。

（三）應用于三維繪圖中

通過三維繪圖可以將機械以及裝配零件立體的展示出來，便于產品信息的直觀呈現，設計人員根據三維立體圖進行產品結構分析，為設計和修改提供便捷。輔助技術應用于三維繪圖中，能夠顯著提升設計效率和設計質量，確保產品立體造型更加完善，并且在各種先進輔助技術的協助下，設計人員能夠快速完成裝配零件重組，發現設計中存在的缺陷和不足，激發其設計靈感，保證產品的實用性及創新性。

（四）應用于逆向工程

在機械制造設計中，逆向工程是應用最為廣泛的技術，其可以提升產品設計的效率和質量，但是受到諸多客觀因素的影響，逆向工程在應用中依然存在一定的問題，在逆向工程中應用輔助技術，可以協助設計人員轉變設計思路，完成對產品的重新整合與加工。同時，應用坐標測量儀器，還能夠將設計圖紙轉變為立體模型，利用集成技術和輔助軟件，對產品進行優化設計。基于輔助設計下的逆向工程，可以完成對實物的有效分析，促使設計人員更好的了解機械裝配零件的結構、尺寸與功能。

（五）應用于二次開發

現代社會生產對機械產品的功能性和實用性提出更為嚴格的要求，以往的制造設計模式已經無法滿足使用者的需求，為了發揮機械設備的作用和價值，設計人員需要對產品進行二次開發，促使其具備多項功能。在機械二次開發中引入輔助技術，例如V B A技術，其具有較強的兼容性和實用性，設計人員可根據用戶需求自由進行產品功能完善，進而滿足當代客戶的特殊需求，對促進行業的可持續發展具有積極意義。

（六）應用于參數設計

參數設計是機械設計的關鍵環節和基礎內容，如果設計參數存在問題，會影響機械的正常使用。在參數設計中引入輔助技術，能夠對各項數據進行綜合分析，然后確定產品參數，例如在汽車制造中，車身參數屬于核心內容，通過三維坐標定位技術，能夠獲取車身各項合理參數，并且通過計算機分析相關數據，進而快速完成車身設計工作。

四、結束語：

總而言之，隨著社會的快速發展，居民生活和社會生產對機械以及相關配件的需求量持續增加，在機械制造中，設計屬于關鍵環節，通過合理而準確的設計，能夠保證產品質量符合使用要求。引入計算機輔助技術能夠顯著提升產品制造性能和效率，為設計人員提供更多的創新思路，因此，相關企業要加大研發力度，根據設計需求合理應用相關輔助技術以及軟件，發揮其生產優勢，實現行業的穩定以及可持續發展。

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作者單位：襄陽國鐵機電股份有限公司