計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用研究

隋大鵬

摘要：計算機技術(shù)推動了信息時代的發(fā)展，這也顯示出了在現(xiàn)代社會中計算機技術(shù)的重要性，目前在各個行業(yè)中都已融入了計算機技術(shù)的應(yīng)用，以此來推動行業(yè)的進一步發(fā)展。因此在機械設(shè)計中計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)成為其發(fā)展過程中所必須要重視的內(nèi)容，為此本文從多個角度對計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用進行了全面的分析。

關(guān)鍵詞：計算機輔助設(shè)計；機械設(shè)計；CAD；應(yīng)用

引言

在機械設(shè)計中應(yīng)用計算機輔助設(shè)計技術(shù)主要是通過應(yīng)用設(shè)計軟件、繪圖軟件來對機械進行更加高效的設(shè)計，以此來提升機械設(shè)計的精準(zhǔn)度，減少在設(shè)計過程中存在的誤差。可以說計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用為機械產(chǎn)品設(shè)計帶來了極大的影響，使其設(shè)計水平得到有效提升，通過改變傳統(tǒng)的設(shè)計方式來推動行業(yè)的技術(shù)革新，使工作效率得到提高。

1機械設(shè)計的要求及特點

在傳統(tǒng)的機械設(shè)計中其主要是以手繪的方式來進行圖紙的繪制，其屬于一種平面二維的設(shè)計方式。在機械設(shè)計中為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量及精密度，必須要確保其設(shè)計具有極高的準(zhǔn)確性及精準(zhǔn)度，以此來保證產(chǎn)品可以符合理想的使用要求。對于機械設(shè)計來說，其采用的設(shè)計方式并非是一成不變的，機械設(shè)計方法在現(xiàn)代科技的發(fā)展及行業(yè)的進步下受到了推動，因此其所應(yīng)用的設(shè)計技術(shù)也在不斷的更新及完善，而計算機輔助設(shè)計技術(shù)就是一種在實際中有著極高應(yīng)用價值的輔助設(shè)計方法，為機械設(shè)計帶來了突破性的革新。

2計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用對機械設(shè)計的重要性

機械設(shè)計需要以精準(zhǔn)的計算數(shù)據(jù)作為依據(jù)來對其各個部分進行科學(xué)的規(guī)劃，可以說設(shè)計質(zhì)量及水平對機械的性能起到?jīng)Q定性的作用。狹義的機械設(shè)計一般就是特指技術(shù)性的設(shè)計過程，而廣義的機械設(shè)計指的是設(shè)計者要根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)計條件跟機械性能要求充分了解要設(shè)計機械的工作原理及對機械機構(gòu)材料強度的各種要求進行系統(tǒng)的分析，形成機械設(shè)計的具體描述作為機械制造的重要依據(jù)。機械設(shè)計的大部分工作都需要計算機輔助設(shè)計的幫助，設(shè)計中的圖形編輯跟數(shù)據(jù)計算都要通過計算機軟件的支持。另外設(shè)計完成的圖紙還可以通過計算機進行模型模擬，對設(shè)計性能及各種受力情況進行模擬分析。因此計算機輔助設(shè)計在機械設(shè)計上的應(yīng)用為機械設(shè)計提供了強大的計算支持，提高機械設(shè)計的工作效率。

3計算機輔助設(shè)計在機械設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1為機械設(shè)計質(zhì)量提供保障

采用計算機技術(shù)可以保證在機械設(shè)計過程中對其各項數(shù)據(jù)進行更加準(zhǔn)確的分析，計算機可以通過其高效、精準(zhǔn)、智能的數(shù)據(jù)分析模式來對機械有限元受力情況進行準(zhǔn)確的分析及計算，并針對產(chǎn)品質(zhì)量需求來為機械設(shè)計提供相應(yīng)的優(yōu)化方案，以此來保證機械設(shè)計可以有效的滿足機械產(chǎn)品的質(zhì)量要求。

3.2提供模擬裝配展示

通過計算機輔助設(shè)計技術(shù)可以對設(shè)計成果進行虛擬化模擬實驗，將設(shè)計的機械產(chǎn)品其裝配過程中的運動軌跡進行虛擬展示，從而更加直觀的對零件裝配過程進行觀測，進而找出在實際的設(shè)計中存在的不合理的部分，并以此作為依據(jù)來進行設(shè)計修改，此種方式可以有效的提升設(shè)計效益，減少機械產(chǎn)品試驗過程中所需的成本支出。

3.3提高機械設(shè)計效率

在傳統(tǒng)的機械設(shè)計過程中為了保證設(shè)計圖的精細化必須要花費大量的時間來進行設(shè)計圖的制作，尤其是在設(shè)計的過程中會有一些復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)需要進行準(zhǔn)確的處理，因此也為機械設(shè)計帶來了極大的難度，而計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用改善了這也問題。當(dāng)計算機輔助設(shè)計軟件應(yīng)用于機械設(shè)計中后尤其是進行二維繪圖及三維設(shè)計的時候非常容易的設(shè)計及修改，大大縮短了設(shè)計時間，提高了設(shè)計效率，降低設(shè)計成本。

3.4便于產(chǎn)品設(shè)計修改

利用計算機輔助技術(shù)，在零件設(shè)計的時候，即使出現(xiàn)零件出錯或不滿足相關(guān)需求的情況下，我們也可以對產(chǎn)品設(shè)計進行修改，相比較傳統(tǒng)方式，利用計算機輔助技術(shù)，會更加快捷方便。在零件環(huán)境中，我們也可以看到零件設(shè)計的各個步驟，在調(diào)整的過程中能夠方便看出問題的出錯點，提高了修改的有效性，使應(yīng)用能發(fā)揮其實效性。

4計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中應(yīng)用

4.1二維繪圖的應(yīng)用

通過計算機輔助設(shè)計技術(shù)，利用一些繪圖軟件進行操作繪制，如PROE、CAD等，通過這些軟件的使用，機械設(shè)計的大部分步驟都可以用計算機來完成，降低設(shè)計師繪圖的時間，不僅使得工作效率提高，還使設(shè)計師能夠有更多時間去實踐自己的設(shè)計項目，從而得到更好的發(fā)展。

4.2三維設(shè)計的應(yīng)用

機械設(shè)計要采用簡單的幾何體來組建較為復(fù)雜的幾何機構(gòu)時，就可以采用計算機輔助軟件進行三維設(shè)計，從而降低設(shè)計難度，縮短設(shè)計的周期，使得工作效率得以提高。另外，采用計算機輔助設(shè)計這些三維設(shè)計時，可以模擬重組裝配零件，在設(shè)計的時候激發(fā)靈感，組合出更優(yōu)秀的作品，使得設(shè)計工作發(fā)揮其高效性。

4.3逆向工程中CAD應(yīng)用

逆向工程是一種通過分解先進設(shè)備吸收其先進設(shè)計的一種手段，但是這種技術(shù)的研發(fā)成本非常高昂，研發(fā)中受現(xiàn)有條件影響，一些技術(shù)需很長時間才能成熟。因而設(shè)計中要充分運用科技成果，融合新技術(shù)基礎(chǔ)上要不斷創(chuàng)新。在以前“逆向工程”應(yīng)用中主要集中在實物方面，在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上，對實物模型進行創(chuàng)新設(shè)計體現(xiàn)出產(chǎn)品性能，可通過坐標(biāo)測量方法，CAD制圖軟件把實物轉(zhuǎn)化成虛擬模型。利用計算機輔助功能對產(chǎn)品進行加工，可運用多種技術(shù)實現(xiàn)逆向轉(zhuǎn)換設(shè)計。可利用數(shù)據(jù)繪制網(wǎng)格，并對點進行模擬，得到連續(xù)曲面再對曲面進行修復(fù)進而獲得實物模型。

結(jié)語

目前在機械設(shè)計中，計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用也在不斷的推廣及普及，應(yīng)用計算機繪圖軟件來進行產(chǎn)品設(shè)計已經(jīng)成為機械設(shè)計中非常常見的現(xiàn)象。以上結(jié)合了現(xiàn)代機械產(chǎn)品在行業(yè)發(fā)展中的更新要求進行分析，以此為基礎(chǔ)研究了計算機在其設(shè)計過程中所起到的輔助效果，并列明計算機的應(yīng)用優(yōu)勢，以此來保證計算機在機械設(shè)計中的合理應(yīng)用，進而起到良好的輔助效果。

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