《计算机辅助设计技术在机械设计中的应用》
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摘 要：随着现代科学技术的不断发展,计算机信息技术也在不断进步,并且其应用已经逐渐渗透到经济社会的各个领域.计算机辅助设计技术又叫CAD技术,它是计算机领域中一种常用的应用性技术,也是机械设计领域具有重要应用价值的一门技术.本文从计算机辅助设计技术的角度出发,首先阐明了计算机辅助设计技术的重要性,然后着重分析了该技术在机械设计中的应用优势,最后重点介绍了该技术在机械设计中的具体应用情况.
关键词：计算机;辅助设计技术;机械设计;
引言
计算机辅助设计技术（Computer Aided Design）是设计人员利用计算机以及相关的图像设备进行设计工作的一种现代技术,英文首字母缩写为CAD,因而又被称为CAD技术.在机械设计过程中,设计人员常常需要对多种设计方案进行大量的对比分析,在这个过程中会涉及到大量的计算,而如果运用CAD技术,设计人员往往只需要绘制草图,剩下大量的计算、分析以及处理工作都可以直接交给计算机自动完成,因而能够大大简化设计人员的工作内容,提高设计效率及其可靠性.因此,计算机辅助设计技术在机械设计中具有很高的应用价值.
一、計算机辅助设计技术及其重要性
计算机辅助设计技术是计算机辅助技术中的常用工具,它是充分利用计算机强大的计算能力和图文分析处理功能,在设计人员进行工程绘图、产品设计或数据处理时发挥辅助作用的一门应用性很强的技术.目前,计算机辅助设计技术常用在工程设计产品中,比如工程建筑类.另外,一些机械产品、电子产品、农业产品、轻工纺织类产品以及航天、汽车类产品的设计也常常会用到计算机辅助设计技术.随着社会信息化进程的不断推进,计算机辅助设计技术的应用范围也在随之不断扩大,到如今,计算机辅助设计技术在娱乐电影行业的应用价值也开始崭露头角.
计算机辅助设计技术最早就是应用在机械制造领域中的,因此,机械行业也是该技术应用比较成熟的行业.在计算机辅助设计技术的早期,主要是利用该技术进行绘制二维工程图,这对设计人员的空间想象能力及呈现能力具有很高要求.随着该项技术的不断发展和进步,计算机辅助设计技术的绘图功能逐渐升级为三维制图,这不仅解放了设计人员的传统设计思想,而且还有效提升了机械设计的自动化程度及工作效率,对机械制造产业的整体发展具有积极的促进意义.
二、计算机辅助设计在机械设计中的应用优势
计算机辅助设计在机械设计中的应用具有传统设计方法无法比拟的优势,具体表现为以下4个方面：
（1）与设计师的设计思维更相符
对于机械设计工作人员来说,在进行产品设计工作时往往是先在脑海中形成三维立体图像,然后通过一定的绘制手段表现出来.传统的绘图方法大多是通过构建立体几何图形来实现的,这种方式效率比较低下,往往会分散设计者很大的精力,有时候还会因为绘制效果不够理想而影响到机械设计的整体效果.而如果运用计算机辅助设计技术则可以利用计算机软件辅助绘制三维图形,这不仅可以有效减少设计人员在绘图方面的工作量,而且也大大提高了机械设计的工作效率、缩短机械产品的设计周期.
（2）有效提升机械产品的设计效率
计算机辅助设计技术在构建和呈现一些复杂的三维立体几何模型方面功能十分强大,因而,机械设计人员在利用该技术进行辅助设计时能够方便、高效的将机械产品的设计方案呈现出来,这对提高机械工程产品的设计效率是十分有利的.另外,机械工程产品的设计通常不是一蹴而就的,往往需要设计人员提供多种设计方案,并对各种方案进行复杂的计算、分析和对比,以从中选择最优组合.在这个过程中科学地运用计算机辅助设计技术可以大大提高处理效率,对机械工程产品的设计具有积极促进意义.
（3）提高了机械产品的设计质量
计算机辅助设计技术运用了计算机的强大计算、分析和处理功能,要比人为计算或分析具有更高的精准性和可靠性,因而设计出的机械产品也更加符合实际要求、具有更高的产品设计质量.另外,计算机辅助设计技术还具有很好的优化设计功能,再加上机械加工技术的不断进步,很多企业开始广泛使用数控加工技术,并且应用水平得以逐渐提升,这些新兴机械加工技术与计算机辅助设计技术的相互配合,可以使机械产品的设计质量得到很大的提升.
（4）为设计方案部分内容的修改与完善
在进行机械产品设计过程中,通常需要在原有机械装配环境下进行新零件的设计.运用计算机辅助设计技术就可以方便、快捷的实现这种效果.比如,一些新零件的设计对该新零件的形状、位置、规格、功能等都有严格要求,以保证其能在原有机械装配环境中正常使用.在这种环境下,只需要运用计算机辅助设计的相关软件,在原有设计方案的基础上点击鼠标进行操作即可达到设计要求.所以说,在机械设计中运用计算机辅助设计技术对设计方案部分内容的修改和完善是十分方便的.
三、计算机辅助设计技术在机械设计中的应用
计算机辅助设计技术在机械设计中的应用主要包括在二维制图、三维设计、工程分析及报表、逆向工程以及汽车覆盖模具设计等多个方面.
首先,在机械设计需要进行二维制图的环节中,运用CAD、PROE等绘图软件可以快速、便捷的完成绘图,这可以为设计人员节省大量的绘图时间,提高设计师的工作效率.在涉及到三维立体模型设计以及工程分析及报表时,运用计算机辅助设计技术可以得到较可靠的分析结果,使设计出的产品更加符合实际要求,工程分析及报表也会更加精准、高效.
其次,逆向工程是一种通过对产品的实物进行研究和分析来逆向再现产品设计原理及技术方法的过程.在机械设计的逆向工程中,运用计算机辅助设计技术可以快速重构机械产品或设备零部件的模型,方便设计或技术人员在原有产品的基础上进行创新、修改和完善.未来,随着机械产业相关技术水平的不断提高,计算机辅助设计技术在机械领域的逆向工程中将会发挥更高的应用价值.
汽车覆盖模具设计也是计算机辅助设计技术在机械设计中常见的应用类型.汽车覆盖模具的设计效果会决定汽车的外形和审美,而这些又通常是汽车产品更新升级的重要内容.在汽车覆盖模具设计过程中,需要用计算机辅助设计技术对模具的结构等以图形模型的形式呈现出来,以方便设计人员分析、修改和完善.
四、结语
综上可知,计算机辅助设计技术在机械工程设计中的应用能够在大大减少设计人员工作量的同时有效提高设计的精度及可靠性,对机械工程设计整体水平的提升具有重要的推动作用.然而,由于受一些客观因素的限制,我国机械设计领域中计算机辅助设计技术的应用还有很大的提升空间,尤其跟西方发达国家相比,我国对CAD技术的应用还存在许多不足之处.这也从某种程度上影响了我国机械设计制造产业的发展水平.为此,我们应该重视计算机辅助设计技术在机械设计中应用水平的提高,为推动我国机械制造业的发展提供更多帮助.
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机械设计引用文献:
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