探析新形势下计算机辅助设计在机械设计中的应用

【摘 要】传统的设计方式大多依靠人力完成制图，设计中难以凸显出问题，设计理念投入实际的利用后，往往造成较大的经济损失，机械设计包含了较为复杂的条件，在科技力量的支撑下，逐渐打破了传统设计上的种种框架，采取计算机辅助设计的形式，缩减了设计的制图时间，不仅节省了人力物力，且通过计算机系统呈现出的三维立体结构模型，可直接的展示出设计中的空缺与漏洞，并为设计内容提出科学的调节依据，是目前应用范围逐渐扩充的一种新型设计形式，计算机的辅助设计有多种应用渠道，设计人员应与时俱进，熟练掌握不同层次的计算机设计方式，优化设计内容。

【关键词】机械设计;计算机辅助设计技术;逆向工程;应用

随着我国市场经济发展进程的不断加快，机械设计已经成为各行各业进行长远发展的关键。然而，在实际设计过程中，由于机械设计具有复杂性以及设计零部件加工环节的特点，存在设计与实物不符的问题。基于此相关建设人员，应将计算机辅助设计技术应用于其中，从而通过建立仿真虚拟模型来提高机械设计的准确性。本文针对当前机械设计过程中存在的问题，对在机械设计中采用的计算机辅助设计技术进行了研究，提出了CAD软件等计算机辅助设计技术在各类机械中的设计方法以及该技术在未来的创新发展方向。

1机械设计应用计算机辅助设计技术的重要性

机械设计是工业建设中重要的组成部分，它是机械生产建设发展的前提。具体来说，机械设计就是对应用技术的设计过程。而从宏观的角度讲，机械设计人员要根据机械设备应用的具体情况以及现有条件来进行设计。这就需要机械设计工作人员，要对机械设备的工作原理以及结构材料强度进行充分认识。此外，还要对机械零件的形状、大小、功能以及能量传递方式进行实用性分析。这样一来，机械设备就可以按照使用者要求的设计内容进行实际作用。在具体实际的过程中，设计人员需要借助计算机网络技术的帮助，来进行图形编辑以及图形数据方面的计算。除了这些具体的工作，机械设计人员还可以在利用基本的计算机网络技术后，建立其机械设备实际使用的模型。

2计算机辅助设计技术在机械设计中的应用优势

将计算机辅助设计技术应用到机械设计中能够取得如下明显的应用优势：

2.1符合设计师的设计思维

对于机械设计师来说，其在对机械设计时，往往都是通过先构思后表达的方式，正是由于在大脑中所构造的产品形状是立体的，因此，通过三维实体模型反映产品的真实几何形状，更加有利于对机械设计的思维表达。在这种情况下，对于机械设计师来说就能够有更多的时间和经历投入到机械产品的设计之中，而不必将更多的时间浪费在了产品的图形表达上，这更加符合了设计师的设计思维，实现设计的连续性。

2.2有效提升了产品的设计效率

通过将计算机辅助设计技术之中的三维机械设计技术应用到机械设计之中，能够有效实现对复杂几何模型的构建。比如，通过布尔运算等软件功能，利用简单几何实体计算复杂的几何实体，自动形成截交线与相贯线，减少工作设计工作强度，缩短设计周期，提高设计效率。在使用计算机辅助设计的三维CAD系统时，开发全新机械设计，只需要对其中的部分零件重新设计与制造即可，而更多的零部件设计可以应用以往信息，这样极大提高机械设计的效率，降低设计难度。

2.3提高了机械产品的设计质量

伴随着机械技术的不断发展，机械产品逐渐与信息技术进行了有效的结合，再加上通过对计算机辅助设计技术以及CIMS技术等，有效提高了机械产品的设计水平，还可以对计算机辅助设计技术中的优化设计、有限元受力情况等进行分析，能够有效提升产品的设计质量。除此之外，随着一些机械企业的数控加工的日益完善，和该项技术的配合，也能够在机械另加的加工方面取得更好的效果，从而有效提升了机械产品的质量。

2.4更方便了零件的设计与修改

通过计算机辅助设计技术的应用，能够通过其中的計算机辅助设计软件，能够实现在装配环境下的新零件设计，同时还可以基于其相邻零件的形状、位置等设计新零件，能够大大提升了设计的便利快捷性，这样还能够有效确保新的零件与相邻的零件之间能够更好地融合，从而有效避免由于单独设计而产生的错误或者不兼容。比如，我们可以采用这种技术，在装配的环境之下，基于箱体的形状以及具体要求，准确而快速地设计出符合要求的箱盖。

3计算机辅助设计技术在机械设计中的具体应用

3.1在三维造型、工程分析和报表中的应用

在机械设计过程中，还需要进行实体造型设计，而在这一环节，我们就可以应用计算机辅助设计技术对实体造型进行适当的处理。在应用过程中，我们可以通过计算机软件处理的相关技术将具体的实物造型展示在眼前，这样就能直观地对其进行分析和处理。在进行造型分析之后，我们还可以将所获得的数据利用计算机辅助设计技术对其进行分析，这样就能保障数据分析的准确性。除此之外，在机械设计过程中应用计算机辅助设计技术，我们还能直观地对零件装配情况进行观察。在机械零件装配过程中，如果其装配方式不同，效果也不同，而我们要想确保装配效果达到最佳，就需要应用计算机辅助设计技术对零件的不同装配关系进行演示，这样就能找出最为有效的装配方式。

3.2CAD技术在汽车覆盖件模具设计中的应用

在对汽车模具进行设计的过程中，汽车覆盖件模具设计会直接影响到其车型以及个性化设置等。在对汽车模具进行设计的过程中，经常会出现各种问题，而针对此情况，设计人员如果不能及时对其进行改进和完善，就会出现返工的现象，从而就会增加额外的设计成本，并且还会延误生产进度，导致企业生产力降低。所以说，在对汽车覆盖模具进行设计的过程中，要尽量避免上述现象的出现。汽车模具的设计具体包括以下2个环节：①按照市场需求对模具进行适当的设计，设计内容主要包括模具的结构、热度等方面。在对这些进行分析之后，就可以将其制成图纸。②按照设计图纸对模具进行设计，以此来对实物进行改造，并且及时修改设计过程中所出现的问题。而在设计过程中，模具造型设计经常会应用到CAD技术。

4结束语

综上所述，在进行机械设计的过程中，应用计算机辅助设计技术有着较为显著的优势，不仅能够提高工作效率，还能够降低设计失误率，提高产品精度，在最大程度上保障机械设计的工作质量。因此，在机械设计过程中，相关人员一定要加强对计算机辅助设计技术的应用。

参考文献：

[1]傅方波.计算机辅助设计技术在机械设计中的应用解析[J].科技传播，2014，14（6）：89-90.

[2]马军.计算机辅助设计技术在机械设计中的应用探讨[J].煤炭技术，2011，30（5）：249-251.

[3]沈进.浅谈计算机辅助设计技术在机械设计中的应用[J].信息与电脑：理论版，2011，35（12）：40-41.

作者简介：

董博含，男，辽宁省锦州市，本科，就读于辽东学院化工与机械学院B1706机械设计制造及自动化专业，学号：0612417025。研究方向：机械设计制造及其自动化。

（作者单位：辽东学院化工与机械学院）