機(jī)械設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用

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【摘要】主要針對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行探究，指出計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用范圍以及相應(yīng)的優(yōu)勢和缺陷，希望能為機(jī)械設(shè)計(jì)活動(dòng)的持續(xù)穩(wěn)定開展提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1提高機(jī)械設(shè)計(jì)效率

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)具有顯著的高效性，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以立體化地展示機(jī)械設(shè)備內(nèi)部的各個(gè)配件的功能和特點(diǎn)。在實(shí)際進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作的過程中，計(jì)算機(jī)設(shè)備的計(jì)算程序是機(jī)械設(shè)計(jì)工作最為基礎(chǔ)的功能，輔助設(shè)計(jì)程序可以有效提升計(jì)算分析的精準(zhǔn)性。在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)運(yùn)算，減少人力資源的投入，大幅度縮減人工成本，節(jié)省機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)間，降低整體工作強(qiáng)度。同時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的有效應(yīng)用還可以針對客戶的要求，快速進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的修改和完善，使得機(jī)械設(shè)計(jì)工作更加合理和便捷。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以有效應(yīng)用輔助程序進(jìn)行原有方案的修改，減少設(shè)計(jì)人員的工作壓力，進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量，使得傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作模式獲得有效創(chuàng)新和優(yōu)化[1]。

1.2提高數(shù)據(jù)處理的精準(zhǔn)性

機(jī)械設(shè)計(jì)活動(dòng)對數(shù)據(jù)的要求比較高，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺的實(shí)施監(jiān)控功能，能夠更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)督和管理，提高數(shù)據(jù)編輯和修改的速度，設(shè)計(jì)人員只需要借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)便可以簡單地在數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)直接完成數(shù)據(jù)修復(fù)工作，方便計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工作人員，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中存在的問題和不足，并科學(xué)地完成信息的處理以及上報(bào)工作。機(jī)械設(shè)計(jì)工作在數(shù)據(jù)修改過程中，并不需要耗費(fèi)大量的人力和物力，利用CAD技術(shù)建立數(shù)學(xué)模型，可以最大限度地進(jìn)行實(shí)物三維立體的還原。其次，還可以建立起三維產(chǎn)品模型，保證模型具有穩(wěn)定性。投入市場時(shí)由專門人員進(jìn)行模型檢測，保證機(jī)械設(shè)計(jì)的安全性，有效消除機(jī)械設(shè)計(jì)的安全隱患。信息系統(tǒng)的有效應(yīng)用可以打破原有時(shí)間和空間的限制，充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)大的計(jì)算能力和控制能力，減少數(shù)據(jù)處理時(shí)間和分析時(shí)間，可以集合處理分析及設(shè)計(jì)為一體來開展計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)工作。另外，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用可以多角度、全方位地進(jìn)行產(chǎn)品的監(jiān)督和管理，減少不必要的人力資源的浪費(fèi)，提高機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可用性[2]。

1.3縮短機(jī)械設(shè)計(jì)工作周期

應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以持續(xù)縮短機(jī)械項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期，減少原有機(jī)械設(shè)計(jì)活動(dòng)對人力資源的限制，減輕設(shè)計(jì)師的工作壓力。工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員在遇到某些比較復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)，可以應(yīng)用CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維立體結(jié)構(gòu)的快速展示和設(shè)計(jì)，通過簡易的零件組合模式呈現(xiàn)煩瑣的零部件結(jié)構(gòu)，在提高設(shè)計(jì)效率的同時(shí)有效降低了設(shè)計(jì)工作的難度，保證設(shè)計(jì)活動(dòng)的有效性和科學(xué)性。同時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的研究還可以避免成本和時(shí)間的過度浪費(fèi)，設(shè)計(jì)師可以對簡易的零部件進(jìn)行重新組裝，保證技術(shù)條件的科學(xué)化改良，從而可以創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新型機(jī)械產(chǎn)品[3]。

1.4零件的修改和設(shè)計(jì)更加方便

機(jī)械設(shè)計(jì)在實(shí)際進(jìn)行的過程中難免會出現(xiàn)一些不合理和不科學(xué)的問題，影響機(jī)械整體呈現(xiàn)的效果和功能。因此，機(jī)械相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合設(shè)計(jì)要求以及工作特征進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整和優(yōu)化。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方式應(yīng)用手繪的方法修改難度比較大，有的甚至需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)圖的繪制。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的有效應(yīng)用可以科學(xué)地解決這一弊端問題，在整體設(shè)計(jì)上通過模擬裝配環(huán)境進(jìn)行更換零件的有效推演，使得機(jī)械設(shè)計(jì)活動(dòng)可以更加方便和簡便，達(dá)到最佳的機(jī)械設(shè)計(jì)整體效果，有效降低機(jī)械設(shè)計(jì)的成本問題[4]。

2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1三維造型

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可以通過三維造型設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)，通過計(jì)算機(jī)輔助程序立體直接地展示出機(jī)械產(chǎn)品的三維信息，給設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)過程提供有效幫助。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用背景之下，設(shè)計(jì)人員可以直觀和快速地進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的修改與調(diào)整，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效果。另外，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件還可以分析整合原有的產(chǎn)品的版本，為后續(xù)產(chǎn)品的優(yōu)化和升級提供科學(xué)的意見，在輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用的過程中加強(qiáng)三維造型效果的優(yōu)化，能夠顯著提升計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用效率和質(zhì)量，使得三維造型設(shè)計(jì)活動(dòng)能夠更加快速準(zhǔn)確地完成。

2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)

在實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，需要充分利用CAD程序和軟件系統(tǒng)的3大功能進(jìn)行模型的構(gòu)建與完善，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和設(shè)計(jì)原理進(jìn)行各零部件之間的順序排列。借助布爾運(yùn)算進(jìn)行最合理的部件布局，實(shí)現(xiàn)零部件最佳的分布狀態(tài)。在實(shí)際工作的過程中，難免會遇到三維實(shí)體模型中一些不符合條件的零件，這些連接的零件磨合度比較差，可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)對零件狀態(tài)進(jìn)行改變，滿足實(shí)際工程項(xiàng)目的建設(shè)要求。構(gòu)建機(jī)械產(chǎn)品零部件的實(shí)體模型，并做好后續(xù)加工和完善工作，設(shè)計(jì)人員要利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行模型操作，對零件模型進(jìn)行重新裝配，確保機(jī)械裝配圖的完整性和科學(xué)性。

2.3工程分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)試

在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，需要結(jié)合機(jī)械產(chǎn)品的功能要求，科學(xué)調(diào)整機(jī)械產(chǎn)品的力學(xué)結(jié)構(gòu)以及力學(xué)性能。通過動(dòng)力學(xué)建模分析以及有限元分析，做好CAD程序工程分析工作以及結(jié)構(gòu)調(diào)整工作。從當(dāng)前我國工程項(xiàng)目和機(jī)械設(shè)計(jì)情況開展來看，我國很多CAD程序都提供了有限元分析軟件相互匹配的接口，可以利用軟件系統(tǒng)將機(jī)械產(chǎn)品的三維實(shí)體模型直接在有限元分析程序之中導(dǎo)入，依照結(jié)構(gòu)實(shí)施改進(jìn)和優(yōu)化，保證三維模型的設(shè)計(jì)效率。其次，還可以應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)程序?qū)@些設(shè)計(jì)的碰撞問題動(dòng)態(tài)特征、結(jié)構(gòu)合理狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及材料強(qiáng)度進(jìn)行妥善優(yōu)化和細(xì)致認(rèn)證。

2.4計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在逆向工程中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，有時(shí)會采取逆向工程的形式進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)活動(dòng)，逆向工程設(shè)計(jì)技術(shù)的設(shè)計(jì)手段比較先進(jìn)，能夠更好地滿足行業(yè)發(fā)展的需要。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，需要結(jié)合最新的科技成果，對逆向工程的設(shè)計(jì)手段進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用可以結(jié)合CAD制圖軟件，有效利用測量坐標(biāo)的方式將逆向工程的側(cè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向?yàn)樘摂M模型，減少逆向工程應(yīng)用過程中的工作量，提高逆向工程的應(yīng)用效率和應(yīng)用質(zhì)量，保證機(jī)械設(shè)計(jì)的效果。

3結(jié)語

綜上所述，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠有效提升機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和機(jī)械設(shè)計(jì)的效率，減少機(jī)械設(shè)計(jì)過程中失誤問題的發(fā)生，是當(dāng)前科學(xué)技術(shù)持續(xù)進(jìn)步的必然趨勢。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用可以保證整體機(jī)械設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，有效提高機(jī)械設(shè)計(jì)的信息處理水平和信息處理效率，提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的自動(dòng)化水平和智能化水平，通過全新的作業(yè)方式優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提高設(shè)計(jì)效率，減少人工失誤和設(shè)計(jì)成本，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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【2】劉勁威.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].科技與企業(yè),2013(2):98.

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【4】吳鑫強(qiáng).探析計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].電腦迷,2018(7):113.

作者：聶勇軍 單位：廣州航海學(xué)院機(jī)械工程系