探讨计算机辅助技术与机械设计制造的结合

程发洲

（东莞理工学院城市学院，广东 东莞 523106）

计算机辅助技术（CAD）指运用计算机和图形设备对技术人员的设计工作进行辅助的技术，其可在提高机械设计制造效率的同时，提高设计质量。在多年的发展过程中，CAD技术已被应用到多个领域，尤其在机械设计制造中得到了广泛应用。随着信息科技的进步，计算机辅助技术不断突破，并被应用到机械设计制造的诸多环节，所以，计算机辅助技术和机械设计制造深度结合，引起了越来越多研究人员的注意，也成为诸多相关企业研究重点。为更好的发挥出计算机辅助技术在机械设计制造领域的作用，有必要基于其应用价值，切实了解其在设计与制造过程的具体应用，以进一步发挥出该技术的应用价值。

1 机械设计制造概述

1.1 机械设计制造内涵

机械设计制造分为机械设计和机械制造2个方面。机械制造是指制造生产各种机械设备，例如机床、仪器和仪表等。机械设计指在机械设备使用的情况下，对设备的原理，构造部件，设备结构进行分析和优化，最后描述具有技术的文件，描述出机械制造的全部过程。随着科学技术的不断发展，机械设计制造方面也取得了显著的进步。当前机械设计制造正面临着自动化数控发展趋势，其中最为关键的是虚拟化技术发展。所谓的虚拟化技术，就是运用计算机技术对机械设计制造的整体过程进行模拟，从而提高机械设计制造的效率。

1.2 机械设计制造的发展

我国作为一个制造业大国，中国制造遍布世界各地，凭着劳动密集型产业的发展，中国制造迅速在世界范围占领了一席之地，但科学技术和信息化的发展，在未来的竞争中，现有的发展模式将难以延续使用，所以必须发展机械设计制造业，以此在节省人力资源，降低生产成本的同时，提高生产效率与质量，实现由劳动力生产向技术自动化的转变。机械制造业的发展趋势必然是机械制造与自动化，其中科技实力是发展的关键技术。机械设计制造业的发展，不仅能够提高工厂的效率，更能影响整个国家工业水平，也可以使国民生活水平得到显著的提高。要想国家机械设计制造不断发展，必须实现和计算机科技相结合，促进机械设计制造的紧密化、智能化发展，将传统设计中的经验与类比设计提高到逻辑性和数据性的转变。

2 计算机辅助技术与机械设计制造结合的作用

2.1 能够提高机械设计制造的工作效率

把计算机辅助技术应用到机械设计制造中，可以简化设计中遇到的复杂几何图形，也可以使复杂的运算简化，从而使设计过程更为简单，提高机械设计制造的效率。通过使用计算机辅助技术，还能够进行机械重组，完成开发新零件的任务，此外，利用计算机辅助技术还有助于修改机械设计，该过程可以通过2方面实现：一方面是在旧环境中实现新的设计，另一方面是在已有零件的基础上进行新零件的设计，这凸显出计算机辅助技术的特点，明显改善机械设计的便利性，也降低了修改错误零件的难度，可明显提高设计速度。

2.2 能够提高机械设计制造产品的质量

随着我国科技的飞速发展，机械设计制造技术也得到了较大的进步，将计算机辅助技术运用到机械设计制造中，更是较大程度上提高了其技术水平。该技术能够有效完善错误零件的改正，尤其在图纸修改上，具有显著优势，能够有效改善机械零件产品质量低下的现象，进而保证机械产品的质量。机械设计制造的技术水平直接影响到生产产品的质量，所以必须将计算机辅助技术与机械设计制造进行结合，完善制造产品水平。

2.3 增强机械设计制造的灵活性

计算机辅助技术在机械设计制造过程中的使用不仅可以提高设计的效率和产品质量，还可以使设计更为灵活。计算机辅助技术可以对机械设计进行校验和修改，完善机械设计过程和结果。计算机辅助技术对环境的要求不大，能够适应各种复杂环境，并仍可以最大限度的完成设计任务，所以计算机辅助技术使机械设计制造变得更加灵活。同时还可以对错误零件进行纠正，增强设计产品的准确性，使产品质量得到提升。

3 计算机辅助技术在机械设计制造中的应用

3.1 符号与图形中的应用

设计师在进行机械设计时，会应用到很多的图形符号，而大量符号与图形的设计不光会增加设计人员的工作量，还会增加设计工作的复杂程度，不利于设计精度的提升。将计算机辅助技术应用到设计过程中，能够利用对图形与符号的智能化处理，完成对较多数量符号与图形的处理，同时在处理的过程中还可实现不同类别图形符号的分类与存储，可通过预先设定计划，保障设计工作的顺利进行，不光可大幅度提高设计效率，还可避免产生技术性的失误，能够有效克服符号与图形处理量过大的问题。另外，设计人员也可利用智能索引，按照一定规律完成对图形的排列，可防止由于设计零件规格不一而导致实物偏差，有助于保证设计图形的精确性。

3.2 绘图设计中的应用

机械设计与制造与图纸是密不可分的，绘制设计图纸是开展所有工作的基础条件，可对机械设计的方向产生决定性的影响。在传统机械制造与设计的绘图上，图形设计通常采用人工绘制完成初稿，进而通过对设计过程的分析并结合机械的功能与使用要求，完成对图纸的修改，该设计方式不光对设计人员的素养有较高要求，同时还会在画图环节耗费较多的时间。而利用计算机辅助设计，可利用计算机迅速完成图形绘制，且图形具有极高的兼容性，表达方式多样，另外在修改上也相对较为方便，有效改变了传统反复修改图纸的问题。

3.3 三维立体设计中的应用

在机械设计的过程中，传统多以二维的方式进行图形表达，造成部分抽象思维能力不强的工作人员读图时存在较大困难，容易出现失误，而在计算机辅助绘图的情况下，可利用其三维工作空间，以立体的方式呈现所绘制图形，可将图形以更为直观的形式展现在人们眼前，有助于充分了解设计零件的整体情况，并可以此为基础完成对设计产品功能的评估，可实现将复杂的问题简化，有助于对整个设计流程把控。

4 应用实例分析

以汽车覆盖件模具的设计与制造为例，通常来说在传统设计模式下，在实际时需要做好技术选择、数据分析以及对比计算工作，如果仅依靠人力进行计算，不光工作量较大，在设计过程中也容易出现产品造型与生产制造相冲突的问题，容易造成设计周期失控。而采用计算机辅助设计，则可有效解决传统设计模式所存在的问题。在进行设计的过程中，可首先利用CAD及时完成建模工作，进而依托于CAD工作空间内的数据测量方式，完成对所构建模型数据的分析与处理工作，能够有效提高数据处理的效率，后期可通过对数据的分析，在对原来的模型进行修改，并利用完善的模型，控制数控加工过程，可有效在模型修改上节约所需要花费的时间，也可保障后期加工过程的精确性与效率。尤其在汽车覆盖件模具零件较多的情况下，如仅依靠人工进行建模，将导致工作量的大幅度增加，且将造成设计工作变得更加复杂，而在配合计算机辅助技术后，则可有效提高模型的处理效率。另外在建模过程中，也可结合市场动态，从模具的结构以及特点上入手开展设计，这不光可提高设计模具的实用价值，也可提高其设计产品的市场竞争力。

5 结语

计算机辅助技术在机械设计制造过程中的意义深远，提升了机械设计制造的效率，完善了产品生产的质量，使机械行业在社会中久存不衰。所以，将计算机辅助技术与机械设计制造的结合值得大力宣传和发扬，这项技术仍具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。在这个经济快速发展的社会阶段，提高机械产品的设计和质量具有重要的意义，一方面可以加快社会经济发展速度，另一方面，还可以提高企业的经济效益，有助于扩大企业规模与实力，并进一步提升人民的日常生活水平。所以，研究人员应充分调动现有条件和技术，促进计算机辅助技术在机械设计制造，乃至各个领域的使用，加大对此项技术发展和应用的研究。