基于計算機技術的機械設計方法研究

王安寅

摘 要：計算機技術的不斷發展使得機械制造業得到了很大的發展，尤其是在現代機械設計方面，機械制造業在發展過程中要不斷提高市場競爭能力，因此，在機械設計方面進行提高是非常必要的。現代機械設計的核心就是要依賴計算機技術的發展，同時現代機械的發展在設計方法方面也是有一定的要求，因此，對計算機技術進行必要的分析能夠更好的促進機械技術水平得到提高。

關鍵詞：機械設計；計算機技術；應用研究

1 現代機械發展對設計方法的要求

在進行傳統的機械設計時是會受到很多因素的限制，其中，設備條件和技術水平是非常重要的影響因素，在進行設計時只是進行簡單的計算，同時在設計時通常是在各種影響因素都是靜止化的假設條件下來進行機械設計，在這種情況下進行機械設計通常會受到個人經驗的影響，同時在設計時也會出現很大的隨意性，這樣設計出來的機械設備會存在著很多不合理的情況，設備在高效性和準確性方面也是會存在著一定的缺陷。現代設計是對傳統設計的一種深化，同時在一定程度上也是一種豐富，現代設計的主要工具就是要利用計算機技術，因此，計算機技術的發展對機械設計帶來了很大的影響。

現代機械設計在設計方面具備其獨有的特點，在大型機械的制造過程中，通常要求設計能夠進行更好的分析，同時也能更好的進行分解和綜合，在這個過程中包含著創造性的智能活動，因此，現代機械設計具有智能化的特點。在進行現代機械設計時能夠更好的體現經濟性，這也是市場競爭和用戶需求的必然要求。在現代機械設計中，應用了很多的高端技術，這樣就形成了人機一體化發展的情況，在進行設計時形成了集成化發展。現代機械設計通常都是非常復雜的，同時在綜合性要求方面也是非常多，因此，在設計時對設計的精確性有很高的要求，這也是現代計算機技術和分析技術相結合的成果。在進行機械產品設計時要從動態的角度來進行設計，這樣才能更好的保證設計的成果，同時也能更好的保證機械設備在以后中的使用效果。

2 計算機技術在機械設計中的地位

在對機械進行設計時，計算機技術的發展對其產生了很大的影響，這樣就使得傳統的設計方式逐漸在向CAD技術方向發展，同時在發展過程中逐漸形成了自動化設計的情況，這樣在設計效率方面得到了很大的提高。計算機技術的發展使得產品結構設計從二維模式向三維模式在不斷進行轉變，同時也能更好的對產品的形狀以及尺寸進行表示，同時利用計算機技術能夠更好對設計數據進行分析。在進行設計時設計的方法是非常的多，這樣就使得在設計過程中更加無法離開計算機技術。

3 機械設計中的CAD技術

在計算機軟件和硬件技術以及相關的技術都得到發展的情況下，CAD技術慢慢成為了綜合性的應用技術，這種技術的運用，能夠更好的將計算機輔助工藝設計和數控自動編程技術進行連接，這樣在機械設計中有了更好的應用。在傳統機械設計中，通常是要進行手工繪圖的，但是在應用CAD技術以后逐漸形成了二維繪畫，這樣能夠更加直觀地對設計進行了解。CAD技術能夠對復雜的圖形進行分解，形成更加簡單的圖形和符號，同時在需要使用的時候能夠從數據庫中進行查找，對調出的圖形在另外一張圖形中也是能夠更好的使用的。在傳統的標準化設計中，機械零件的結構都是存在著一定的相似性的，這樣就需要在設計過程中對尺寸要進行必要的調整，在應用計算機技術以后，在對尺寸進行調整的時候是非常的方便和快捷的。在對零件結構進行設計的時候在整體造型設計方面可以利用三維圖像來進行呈現，這樣能夠使設計人員更好的對設計情況進行掌握。在機械設計過程中是可以進行運動仿真測試，這樣能夠更加的對存在的干涉情況進行掌握。

4 機械設計中CAD技術優點

在機械設計中運用CAD技術能夠更好的使設計師對產品進行設計和表現，利用CAD技術的能夠得到更加生動的三維立體圖形，這樣能夠將設計人員的注意力更好的集中在產品設計方面，同時也能更好的在設計過程中進行深入，這樣能夠更好對外進行展示和交流。在對機械進行設計時利用CAD技術能夠更好的節省工作量，同時也能更好的縮短設計時間。CAD技術在進行新機械設計的時候，已經對一些零件的設計信息進行了繼承，因此，在設計中工作人員只要將一些個別零件的數據進行補充即可，這樣系統就會自動得到設計的方案，因此，在時間方面是非常節省的，同時在工作效率方面也得到了提高。

裝配環境中實現對零件的設計和修改。在裝配環境中，可以運用CAD技術進行新零件的設計，而且可以參照相鄰零件進行新零件的設計，這樣可以保證新零件和相鄰零件在配合上的精確性，避免因為在設計新零件時由于誤差而導致與相鄰零件的無法匹配，比如可以在裝配環境中，根據箱體的形狀等相關數據設計出與之相配的箱蓋。同時，在零件環境中還可以運用資源查找器，當零件設計完成時，在資源查找器里，會列出零件在設計時的每一個步驟，還可以通過進行零件回訪，觀看整個制造過程。修改零件時，可以在資源查找器中找到零件步驟，直接修改，而且在裝配環境下，要進行對零件的修改，只需要點擊零件就能進入零件環境來對其進行修改。

實現在裝配環境中對裝配零件的查看和修改。在資源查找器的裝配路徑查找器里記錄了各個零件之間的裝配關系，在將各個零件進行裝配時，如果發生裝配不正確，裝配路徑查找器即可對其錯誤進行顯示。同時，可以將零件進行隱藏，查看內部結構。在部件裝配完成后，可以對其進行動畫演示，查看裝配過程，對于有運動行程要求的，可檢查其行程要求是否達到。對于在靜態先不發生干涉的部件如果在運動中發生了碰撞，則可以及時進行更正，避免在設備設計出來后才發現問題，導致設備的報廢。此外，還可以對產品零件進行虛擬加工和裝配試驗，以查看零件和裝配工藝是否存在問題，從而避免了昂貴的機械模具試驗費用。提高了產品質量和性能。CAD技術可以通過使用有限元受力分析和優化等方式，保證了機械設計的質量，而且增強了產品的信息化性能，可以對產品的形狀、位置等幾何特征進行描述，還可以對設計對象賦予更多的信息。

5 機械設計中CAD技術發展走向

集成化，人們將CAD和CAM兩個規程相互結合實現一體化，在數控仿真和生成數控加工程序中運用CAD結果，這就是集成化的一個進步，能更好地提高工作效率。而在未來的發展中，將CAD、CAE、CAPP、CAM進行集成是未來產品設計開發的主要模式。而與快速原型制造的集成，能夠在并行工程環境下，迅速對產品的設計進行評價和修改，提高市場競爭力，這也是未來發展的重要方向。智能化。CAD系統屬于人機一體化，在將來的發展中，隨著人工智能和專家系統等的發展和完善，未來的智能CAD系統將可以采用人工智能技術，通過運用知識庫里的設計知識，進行推理和決斷，使CAD技術達到更高的水平。

6 結束語

在進行機械設計的時候利用計算機技術，不但能夠提高設計的精度，同時也能更好的節省設計的時間，提高設計的效率，因此，在進行機械產品設計的時候要對傳統的設計方面進行摒棄，這樣才能更好的保證設計的質量。

參考文獻

[1]李秋娟，張兵.論CAD在機械設計中的應用及機械制造技術的新發展[J].化學工程與裝備，2003.