探討計算機輔助技術與機械設計制造的結合

程發洲

（東莞理工學院城市學院，廣東 東莞 523106）

計算機輔助技術（CAD）指運用計算機和圖形設備對技術人員的設計工作進行輔助的技術，其可在提高機械設計制造效率的同時，提高設計質量。在多年的發展過程中，CAD技術已被應用到多個領域，尤其在機械設計制造中得到了廣泛應用。隨著信息科技的進步，計算機輔助技術不斷突破，并被應用到機械設計制造的諸多環節，所以，計算機輔助技術和機械設計制造深度結合，引起了越來越多研究人員的注意，也成為諸多相關企業研究重點。為更好的發揮出計算機輔助技術在機械設計制造領域的作用，有必要基于其應用價值，切實了解其在設計與制造過程的具體應用，以進一步發揮出該技術的應用價值。

1 機械設計制造概述

1.1 機械設計制造內涵

機械設計制造分為機械設計和機械制造2個方面。機械制造是指制造生產各種機械設備，例如機床、儀器和儀表等。機械設計指在機械設備使用的情況下，對設備的原理，構造部件，設備結構進行分析和優化，最后描述具有技術的文件，描述出機械制造的全部過程。隨著科學技術的不斷發展，機械設計制造方面也取得了顯著的進步。當前機械設計制造正面臨著自動化數控發展趨勢，其中最為關鍵的是虛擬化技術發展。所謂的虛擬化技術，就是運用計算機技術對機械設計制造的整體過程進行模擬，從而提高機械設計制造的效率。

1.2 機械設計制造的發展

我國作為一個制造業大國，中國制造遍布世界各地，憑著勞動密集型產業的發展，中國制造迅速在世界范圍占領了一席之地，但科學技術和信息化的發展，在未來的競爭中，現有的發展模式將難以延續使用，所以必須發展機械設計制造業，以此在節省人力資源，降低生產成本的同時，提高生產效率與質量，實現由勞動力生產向技術自動化的轉變。機械制造業的發展趨勢必然是機械制造與自動化，其中科技實力是發展的關鍵技術。機械設計制造業的發展，不僅能夠提高工廠的效率，更能影響整個國家工業水平，也可以使國民生活水平得到顯著的提高。要想國家機械設計制造不斷發展，必須實現和計算機科技相結合，促進機械設計制造的緊密化、智能化發展，將傳統設計中的經驗與類比設計提高到邏輯性和數據性的轉變。

2 計算機輔助技術與機械設計制造結合的作用

2.1 能夠提高機械設計制造的工作效率

把計算機輔助技術應用到機械設計制造中，可以簡化設計中遇到的復雜幾何圖形，也可以使復雜的運算簡化，從而使設計過程更為簡單，提高機械設計制造的效率。通過使用計算機輔助技術，還能夠進行機械重組，完成開發新零件的任務，此外，利用計算機輔助技術還有助于修改機械設計，該過程可以通過2方面實現：一方面是在舊環境中實現新的設計，另一方面是在已有零件的基礎上進行新零件的設計，這凸顯出計算機輔助技術的特點，明顯改善機械設計的便利性，也降低了修改錯誤零件的難度，可明顯提高設計速度。

2.2 能夠提高機械設計制造產品的質量

隨著我國科技的飛速發展，機械設計制造技術也得到了較大的進步，將計算機輔助技術運用到機械設計制造中，更是較大程度上提高了其技術水平。該技術能夠有效完善錯誤零件的改正，尤其在圖紙修改上，具有顯著優勢，能夠有效改善機械零件產品質量低下的現象，進而保證機械產品的質量。機械設計制造的技術水平直接影響到生產產品的質量，所以必須將計算機輔助技術與機械設計制造進行結合，完善制造產品水平。

2.3 增強機械設計制造的靈活性

計算機輔助技術在機械設計制造過程中的使用不僅可以提高設計的效率和產品質量，還可以使設計更為靈活。計算機輔助技術可以對機械設計進行校驗和修改，完善機械設計過程和結果。計算機輔助技術對環境的要求不大，能夠適應各種復雜環境，并仍可以最大限度的完成設計任務，所以計算機輔助技術使機械設計制造變得更加靈活。同時還可以對錯誤零件進行糾正，增強設計產品的準確性，使產品質量得到提升。

3 計算機輔助技術在機械設計制造中的應用

3.1 符號與圖形中的應用

設計師在進行機械設計時，會應用到很多的圖形符號，而大量符號與圖形的設計不光會增加設計人員的工作量，還會增加設計工作的復雜程度，不利于設計精度的提升。將計算機輔助技術應用到設計過程中，能夠利用對圖形與符號的智能化處理，完成對較多數量符號與圖形的處理，同時在處理的過程中還可實現不同類別圖形符號的分類與存儲，可通過預先設定計劃，保障設計工作的順利進行，不光可大幅度提高設計效率，還可避免產生技術性的失誤，能夠有效克服符號與圖形處理量過大的問題。另外，設計人員也可利用智能索引，按照一定規律完成對圖形的排列，可防止由于設計零件規格不一而導致實物偏差，有助于保證設計圖形的精確性。

3.2 繪圖設計中的應用

機械設計與制造與圖紙是密不可分的，繪制設計圖紙是開展所有工作的基礎條件，可對機械設計的方向產生決定性的影響。在傳統機械制造與設計的繪圖上，圖形設計通常采用人工繪制完成初稿，進而通過對設計過程的分析并結合機械的功能與使用要求，完成對圖紙的修改，該設計方式不光對設計人員的素養有較高要求，同時還會在畫圖環節耗費較多的時間。而利用計算機輔助設計，可利用計算機迅速完成圖形繪制，且圖形具有極高的兼容性，表達方式多樣，另外在修改上也相對較為方便，有效改變了傳統反復修改圖紙的問題。

3.3 三維立體設計中的應用

在機械設計的過程中，傳統多以二維的方式進行圖形表達，造成部分抽象思維能力不強的工作人員讀圖時存在較大困難，容易出現失誤，而在計算機輔助繪圖的情況下，可利用其三維工作空間，以立體的方式呈現所繪制圖形，可將圖形以更為直觀的形式展現在人們眼前，有助于充分了解設計零件的整體情況，并可以此為基礎完成對設計產品功能的評估，可實現將復雜的問題簡化，有助于對整個設計流程把控。

4 應用實例分析

以汽車覆蓋件模具的設計與制造為例，通常來說在傳統設計模式下，在實際時需要做好技術選擇、數據分析以及對比計算工作，如果僅依靠人力進行計算，不光工作量較大，在設計過程中也容易出現產品造型與生產制造相沖突的問題，容易造成設計周期失控。而采用計算機輔助設計，則可有效解決傳統設計模式所存在的問題。在進行設計的過程中，可首先利用CAD及時完成建模工作，進而依托于CAD工作空間內的數據測量方式，完成對所構建模型數據的分析與處理工作，能夠有效提高數據處理的效率，后期可通過對數據的分析，在對原來的模型進行修改，并利用完善的模型，控制數控加工過程，可有效在模型修改上節約所需要花費的時間，也可保障后期加工過程的精確性與效率。尤其在汽車覆蓋件模具零件較多的情況下，如僅依靠人工進行建模，將導致工作量的大幅度增加，且將造成設計工作變得更加復雜，而在配合計算機輔助技術后，則可有效提高模型的處理效率。另外在建模過程中，也可結合市場動態，從模具的結構以及特點上入手開展設計，這不光可提高設計模具的實用價值，也可提高其設計產品的市場競爭力。

5 結語

計算機輔助技術在機械設計制造過程中的意義深遠，提升了機械設計制造的效率，完善了產品生產的質量，使機械行業在社會中久存不衰。所以，將計算機輔助技術與機械設計制造的結合值得大力宣傳和發揚，這項技術仍具有巨大的發展潛力和廣闊的應用前景。在這個經濟快速發展的社會階段，提高機械產品的設計和質量具有重要的意義，一方面可以加快社會經濟發展速度，另一方面，還可以提高企業的經濟效益，有助于擴大企業規模與實力，并進一步提升人民的日常生活水平。所以，研究人員應充分調動現有條件和技術，促進計算機輔助技術在機械設計制造，乃至各個領域的使用，加大對此項技術發展和應用的研究。