基于機(jī)械設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)運(yùn)用分析

許 卓

（葫蘆島市第一中等職業(yè)技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)校，遼寧葫蘆島 125000）

0 引言

在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈的今天，企業(yè)要想取得成功必須合理采用不同手段，以進(jìn)一步提高自身綜合實(shí)力。特別是在機(jī)械設(shè)計(jì)制造類(lèi)企業(yè)中，想使生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足應(yīng)用需求，提高產(chǎn)品技術(shù)含量，就要應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，而計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的出現(xiàn)恰好滿足了機(jī)械設(shè)計(jì)的具體需求，這一方面使機(jī)械設(shè)計(jì)效率得到了提升，另一方面也使產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)概述

1.1 基本概念

機(jī)械設(shè)計(jì)就是以機(jī)械設(shè)備的具體應(yīng)用作為依據(jù)，科學(xué)構(gòu)思，對(duì)機(jī)械工作的具體原理、運(yùn)作傳遞方式、材料和尺寸等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行明確。通過(guò)對(duì)各種先進(jìn)技術(shù)的合理應(yīng)用，完成對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)作業(yè)，從而為后續(xù)機(jī)械制造作業(yè)的開(kāi)展提供相應(yīng)支持，保證最終制造的機(jī)械能夠滿足應(yīng)用需求[1]。

1.2 具體特點(diǎn)

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，科學(xué)技術(shù)也得到了顯著發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)在先進(jìn)技術(shù)支持下，不斷朝著數(shù)字化、虛擬化、綠色化、智能化等各方面發(fā)展。虛擬化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，對(duì)操作工作內(nèi)容進(jìn)行合理模擬，這也是今后機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展的主要方向。虛擬化目標(biāo)的具體實(shí)現(xiàn)，要對(duì)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用[2]。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的作用

在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，可以提高設(shè)計(jì)作業(yè)效率，也彌補(bǔ)了傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)存在的各項(xiàng)不足。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，采用科學(xué)技術(shù)做好圖形和各項(xiàng)數(shù)據(jù)的處理，使人工無(wú)法高效完成的工作內(nèi)容得到解決，可以縮短設(shè)計(jì)作業(yè)中花費(fèi)的時(shí)間，使設(shè)計(jì)師在作業(yè)期間的效率能夠進(jìn)一步提高，快速完成設(shè)計(jì)工作。如果在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)作業(yè)出現(xiàn)了失誤情況，合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，通過(guò)科學(xué)方式完成對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容的修改，能夠確保每項(xiàng)內(nèi)容的合理性，進(jìn)而減少非必要環(huán)節(jié)，以免對(duì)設(shè)計(jì)工作和后續(xù)工作的正常開(kāi)展造成不良影響。此外，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用，可以保證機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性，提高制造的機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量，減少誤差，提高機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1 合理優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙

過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們?cè)谶M(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)都是利用圖紙人工操作，利用畫(huà)筆在圖紙上完成相應(yīng)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)試制后再改進(jìn)設(shè)計(jì)。圖紙上的設(shè)計(jì)內(nèi)容通常存在一定誤差，整體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也十分繁瑣，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)的機(jī)械與實(shí)際情況要求不符。在科技快速發(fā)展的今天，社會(huì)取得顯著進(jìn)步，計(jì)算技術(shù)得到飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式被計(jì)算機(jī)技術(shù)取代，使機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)變得更加方便。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)的開(kāi)展提供了強(qiáng)有力支持，各種誤差問(wèn)題都能夠得到解決，設(shè)計(jì)中各項(xiàng)數(shù)值內(nèi)容可以通過(guò)計(jì)算獲取，而且數(shù)據(jù)十分精準(zhǔn)，解決了機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)在時(shí)間、空間上的局限性，使機(jī)械設(shè)計(jì)效率得到顯著提高。目前，電子化在機(jī)械設(shè)計(jì)資料方面得到了全面應(yīng)用，隨著科技的快速發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)將會(huì)得到進(jìn)一步簡(jiǎn)化，進(jìn)而使最終設(shè)計(jì)結(jié)果的精準(zhǔn)性能夠得到進(jìn)一步提高，可以滿足設(shè)計(jì)需求。

3.2 利用CAD軟件設(shè)計(jì)繪圖

在信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，3D、CAD等各種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件都被合理應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中。如通過(guò)對(duì)CAD軟件的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提升最終設(shè)計(jì)的機(jī)械圖紙精準(zhǔn)性。機(jī)械設(shè)計(jì)人員依據(jù)機(jī)械的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械零件平衡圖中涉及到的各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備內(nèi)容和系統(tǒng)圖層的具體內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)分類(lèi)，然后采用不同顏色完成相應(yīng)區(qū)分，最終粘結(jié)到同一底圖中。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，為避免發(fā)生標(biāo)高沖突、系統(tǒng)間出現(xiàn)位置交叉沖突和不同系統(tǒng)間的位置出現(xiàn)交叉現(xiàn)象等影響設(shè)計(jì)結(jié)果的問(wèn)題，機(jī)械設(shè)計(jì)人員要對(duì)圖紙零件密集和布置復(fù)雜區(qū)域進(jìn)行全面繪制，完成對(duì)細(xì)部平面圖和剖面圖情況的全面分析，保證最終設(shè)計(jì)的合理性。

3.3 提升機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率

在機(jī)械制造中對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠使設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)一步提升，進(jìn)而提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。我國(guó)針對(duì)機(jī)械制造行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格，特別是有關(guān)設(shè)計(jì)人員掌握的各項(xiàng)技術(shù)，這主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的綜合能力會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和最終生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量造成直接影響。機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)要對(duì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行全面培訓(xùn)，提高設(shè)計(jì)人員的綜合能力，確保機(jī)械設(shè)計(jì)不會(huì)出現(xiàn)任何紕漏問(wèn)題，計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展程度兩者共同進(jìn)步。機(jī)械設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作期間要合理利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，依據(jù)具體情況解決設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)困難和缺點(diǎn)，從而使傳統(tǒng)核心知識(shí)理念作用能夠得到全面發(fā)揮。

將計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，要及時(shí)更新各項(xiàng)數(shù)據(jù)內(nèi)容，精準(zhǔn)地應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中，解決機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)開(kāi)展期間遇到的各項(xiàng)難題，避免由于設(shè)計(jì)原因?qū)е聶C(jī)械性能無(wú)法滿足應(yīng)用需求。通過(guò)合理設(shè)計(jì)，提高最終生成產(chǎn)品的質(zhì)量，減少機(jī)械產(chǎn)品在后期應(yīng)用中各種安全事故的發(fā)生，保證機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)行期間的穩(wěn)定性。

4 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

4.1 合理應(yīng)用符號(hào)圖形

機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜工作，在實(shí)際設(shè)計(jì)期間會(huì)應(yīng)用到大量復(fù)雜的符號(hào)圖形，只有對(duì)其合理應(yīng)用，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，才能為后期機(jī)械制造作業(yè)的開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提高生成機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。通過(guò)合理的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，如CAD軟件的應(yīng)用，以科學(xué)的方式對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)中應(yīng)用的符號(hào)進(jìn)行編程處理，確保機(jī)械設(shè)計(jì)期間應(yīng)用各項(xiàng)符號(hào)的合理性，大幅度減小圖紙繪制期間誤差的發(fā)生概率。通過(guò)高效方式，完成對(duì)各項(xiàng)數(shù)學(xué)信息內(nèi)容的合理處理，使最終設(shè)計(jì)的機(jī)械能夠達(dá)到應(yīng)用需求。

4.2 提升機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量

機(jī)械繪圖設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造期間的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)對(duì)機(jī)械的最終性能造成直接影響，只有保證繪圖質(zhì)量滿足應(yīng)用要求，才能保證最終設(shè)計(jì)合理。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造主要是利用手工方式完成相應(yīng)繪圖作業(yè)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量造成不良影響，因此要對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行修改，這會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，無(wú)法提高圖紙繪制效率。可見(jiàn)，合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以為機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)提供高質(zhì)量平臺(tái)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)中繪圖的準(zhǔn)確性，依據(jù)具體需求完成對(duì)各項(xiàng)圖紙內(nèi)容的全面修改，確保繪圖能夠達(dá)到設(shè)計(jì)作業(yè)要求和各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，提升繪圖效率和質(zhì)量。

4.3 應(yīng)用三維建模技術(shù)

三維建模是一種智能化輔助技術(shù)，在智能機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)三維建模技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，可以高效構(gòu)建三維立體模型。設(shè)計(jì)師在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)期間可以合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)備，優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)，通過(guò)對(duì)比方式完成設(shè)計(jì)，保證最終的三維模型零件與設(shè)計(jì)產(chǎn)品相一致，通過(guò)三維建模技術(shù)設(shè)計(jì)的機(jī)械零件如圖1所示。在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中的三維模型不僅可以利用計(jì)算機(jī)生成，還可以依據(jù)設(shè)計(jì)師的具體情況通過(guò)手工方式完成設(shè)計(jì)。從目前我國(guó)機(jī)械行業(yè)的整體發(fā)展情況來(lái)看，將三維模型應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以全面、直觀地展現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品，從而高效完成對(duì)機(jī)械產(chǎn)品具體設(shè)計(jì)的合理分析，而后對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)誤差的調(diào)整。

通過(guò)應(yīng)用三維模型，還可以模擬整個(gè)加工流程，為設(shè)計(jì)師展現(xiàn)機(jī)械制造的具體特點(diǎn)和相應(yīng)情況，使機(jī)械設(shè)計(jì)師能夠精準(zhǔn)掌握各項(xiàng)數(shù)據(jù)內(nèi)容，確保最終生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品性能和質(zhì)量都能夠得到進(jìn)一步提高，滿足應(yīng)用需求。

圖1 利用三維建模技術(shù)設(shè)計(jì)的機(jī)械部件

4.4 大幅度提升機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平

在機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，要通過(guò)合理方式應(yīng)用PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程的全面控制。應(yīng)用相應(yīng)指令，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)期間的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面分析、整合，并依據(jù)具體情況做好相應(yīng)控制作業(yè)，保證設(shè)計(jì)的合理性，為智能化機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)提供支持。

4.5 仿真技術(shù)的具體應(yīng)用

仿真技術(shù)是伴隨科技發(fā)展而來(lái)的一項(xiàng)全新技術(shù)，是三維建模技術(shù)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)展而來(lái)的新技術(shù)，也可以看作是三維建模技術(shù)的升級(jí)。在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用仿真技術(shù)，會(huì)涉及各種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)模型，要合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，以該項(xiàng)技術(shù)作為支撐而使仿真技術(shù)在具體應(yīng)用期間的效率得到全面發(fā)揮。此外，通過(guò)對(duì)仿真技術(shù)的應(yīng)用，能夠虛擬化機(jī)械設(shè)計(jì)流程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容的全面觀察，對(duì)存在的不足之處全面分析，采取針對(duì)性措施，解決現(xiàn)階段機(jī)械設(shè)計(jì)存在的各項(xiàng)安全隱患問(wèn)題，保證機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性。

5 結(jié)語(yǔ)

將計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)合理應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，為了保證設(shè)計(jì)合理性，要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的研究，提高作業(yè)水平。同時(shí)，要在實(shí)踐中不斷對(duì)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)合理改進(jìn)。現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用，要依據(jù)具體情況，以機(jī)械設(shè)計(jì)特點(diǎn)為核心依據(jù)，為新型機(jī)械研發(fā)創(chuàng)造條件，促進(jìn)機(jī)械行業(yè)發(fā)展。