计算机辅助设计技术在机械设计中的应用探讨

安翠玲 孙逵

【摘 要】计算机技术的发展和广泛应用，促进机械制造行业的快速进步。计算机辅助设计技术在机械设计中的应用，极大的提高了设计效果，降低了设计难度，同时能够开展更加复杂的机械设计，对机械技术水平的提高具有重要作用。本文对计算机辅助设计技术在机械设计中的应用进行探讨。

【关键词】计算机辅助技术；计算机技术；机械设计；实际应用

一、引言

计算机辅助设计是利用计算机和图形设备，辅助机械设计人员开展设计工作。传统机械设计过程中，通常都需要人工进行草图设计，将草图变成工程图。而采用计算机辅助设计技术，可以让计算机自动生成结果，方便修改，利用直观的图形显示，快速开展设计工作，在降低工作强度的同时，促进机械设计工作的进步。

二、现代机械发展对设计方法的要求

在进行传统的机械设计时是会受到很多因素的限制，其中，设备条件和技术水平是非常重要的影响因素，在进行设计时只是进行简单的计算，同时在设计时通常是在各种影响因素都是静止化的假设条件下来进行机械设计，在这种情况下进行机械设计通常会受到个人经验的影响，同时在设计时也会出现很大的随意性，这样设计出来的机械设备会存在着很多不合理的情况，设备在高效性和准确性方面也是会存在着一定的缺陷。现代设计是对传统设计的一种深化，同时在一定程度上也是一种丰富，现代设计的主要工具就是要利用计算机技术，因此，计算机技术的发展对机械设计带来了很大的影响。

现代机械设计具有智能化的特点。在进行现代机械设计时能够更好的体现经济性，这也是市场竞争和用户需求的必然要求。在现代机械设计中，应用了很多的高端技术，这样就形成了人机一体化发展的情况，在进行设计时形成了集成化发展。现代机械设计通常都是非常复杂的，同时在综合性要求方面也是非常多，因此，在设计时对设计的精确性有很高的要求，这也是现代计算机技术和分析技术相结合的成果。在进行机械产品设计时要从动态的角度来进行设计，这样才能更好的保证设计的成果，同时也能更好的保证机械设备在以后中的使用效果。

三、计算机辅助设计技术在机械设计中的应用

1. 机械设计中CAD技术的应用

计算机软硬件技术与其他技术的快速发展，使CAD成为具有综合性作用的新技术。目前，数控自动编程、计算机辅助工艺设计已与CAD技术运用相连接，而且在机械设计中，CAD技术得到更好的应用，主要应用主要有：（1）二维绘画。传统机械设计通常进行手工绘图，CAD技术的应用逐渐形成更加直观的二维绘画。（2）三维造型。设计零件结构时，可以利用三维图像呈现零件结构的实体造型设计，而且对设计的零件结构进行消隐和着色后，可以显现物体的真实形状，这样可以使设计人员掌握设计实际情况。（3）图形和符号库。CAD技术能分解复杂图形，形成简单的图形和符号存人库中，并在使用时在数据库中查找、调出，编辑调出的图形后，可在另一张图形中很好的使用。（4）参数化设计。在传统标准化或系列化设计中，机械零件结构具有一定相似性，设计过程中需对尺寸进行合理调整。（5）设计文档、生成报表。机械设备设计时，可利用计算机专门软件将设备设计属性制成文档或报表，同时可用图像形式表现设计中的一些参数。

1）快速出图。通过CAD软件设计出的模型，可以快速地得到我们想要的工程图。例如装配体、零件等的基本视图，以及我们需要表达出来的任意角度的平面投影图、透视图等。而且可以将这些工程图打印出来，CAD软件的这个功能提高了设计者的设计效率，节省了时间，而且图纸美观，整洁，错误少。

2）通过实体模型检查设计要求。对于一个成熟的设计师来说，利用软件来设计，软件应用不是最大难题，最大的难题在于通过什么方法表达自己的设计理念。我们可以用CAD按照平面图形标注的尺寸，把它用三维立体图来表现，并在CAD中运用渲染这个功能，向三维模型修改材质或添加材质，并对这些地方设置颜色和光源，将画好的各零部件的三维图，在CAD三维软件上进行“装配”，然后選择润色这个命令，加工制造完成后的样貌就可以在屏幕上显现出来。

3）演示功能。一个企业要向用户推销自己的产品，展示企业的实力，必须经常参加各种类型的产品展示会等活动。在机械这些企业中，一个设备往往要占用很大的会场空间，而且客户和参观者通过外表也无法对机器的内部进行仔细的观察。利用录像和照片则由于现场环境、灯光、拍摄角度等因素的影响，无法达到宣传和推销产品的目的。而制作一个缩小的实体模型也要耗费很大的精力和金钱。这时如果利用CAD软件绘制一个实体模型并利用计算机在进行现场演示，可以让用户更好更快更直观地了解我们的产品，了解我们的设计成果，从而认可我们的产品。如果客户对于产品有一些其它要求，我们也可以按用户提出的设计要求为他设计产品，利用CAD软件的实体造型功能，还原产品的样貌。不论多么复杂的结构，通过不同视角的观察结合三维剖视图命令，就可以将产品的内部结构显现在观众面前。

2.设计方案建模过程中的应用

三维CAD技术的优点就是保证设计方案的直观立体，因此其在设计方案建模过程中应用十分广泛。三维CAD中的建模方式主要包括框架方式、表面方式和立体方式三种，针对方案中的一些简单图形，例如圆形、椭圆形或者是圆柱形等，三维CAD中都会自带。而对于那些复杂多样化的结构，该技术能够通过布尔运算，将系统中自带的图形图案进行排列组合，按照人们的要求，通过一系列的运算，最后构造出设计者心目中的图案，保证设计方案建模过程顺利快捷的完成。

3.设计方案形成过程中的应用

利用三维CAD的编辑功能，将原本相互独立没有什么联系的部件按照设计者原本的设计，进行排列组合，并且对于那些复杂的零部件，通过在CAD技术中的旋转等方式得到新的、更适合排列组合的新部件，进而更容易的实现三维方案的成功进行，保障设计方案按质按量的完成。在形成过程中还要注重CAD/CAM软件开发系统的应用，该系统主要通过平面设计、曲面造型、立体构筑、数据分析等措施，对数据进行同一的应用和管理，保证设计方案的顺利形成和实施。

4.机械CAE软件的应用

机械CAE软件的主要功能就是优化结构设计，并对设计方案中的数据进行分析对比，最终形成最具合理性的设计方案，并对该方案进行评价评估，保证方案设计的合理化。三维CAD技术在CAE软件中的应用，主要表现在建筑好一定的模型之后，再由CAE软件进行设计分析等步骤，能够保证方案设计的顺利实现。

四、结束语

随着我国科学技术的深入发展，计算机网络技术的普及，促使机械设计方法发生根本性转变。先进计算机辅助设计技术的应用，促使机械设计理论、思想和方法发生变化，从而促进机械设计的深入发展。

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