机械设计中计算机辅助设计技术应用研究

机械设计中计算机辅助设计技术应用研究

赵正光

身份证号码： 3729251981****8312

摘要：随着机械制造行业的高速发展，对于机械设计的质量要求、应用集成范围也在不断提高，计算机技术的普遍应用，使机械设计在保证精准程度的同时，也推动了机械制造业不断朝着精细化、智能化和集成化方向发展。因此，将计算机技术融入机械设计制造中，是机械制造业发展的必然趋势。

关键词：机械设计；计算机技术；辅助设计技术

1机械设计和制造的概述

在当前的机械设计制造过程中，主要的内容是机械设计，但是其中也包括了机械制造，这两个方面涉及的内容较多，所以对于这些设备的结构和润滑方式，要注重运转传递方式和构造的具化，这对于目前的机械制造和设计的发展，起着非常着重要的作用。我国的工业发展迅速，这样的发展给我国的机械制造，带来了新的发展契机，当前我国的机械设备在制造业中应用非常广泛，这也在很大程度上推动了机械设计和制造的发展。随着智能化和自动化技术的发展，智能化已经成为了各行各业的未来发展方向，将计算机技术与机械制造结合，不仅可以更好地促进机械设计行业的发展，也在很大程度上提高了设计质量和有效性。计算机辅助技术，很大程度上推动了机械设计的虚拟化发展速度，也帮助了企业实现了对生产进度的全面把控，有效地避免了人为因素导致的误差，实现了机械设计的科学化标准化发展。由于计算机辅助技术的应用，提高了参数分析的准确度，并且优化了传统机械设计结构，使机械设计整体水平得到了提高。计算机辅助技术，推动了机械设计和制造的智能化发展，为该领域的长期可持续发展奠定了基础，也为企业带来了更多的经济效益。

2机械设计中计算机辅助设计技术应用

2.1二维图样

在机械设计中计算机辅助设计技术应用最为广泛和深入的领域就是二维图样的绘制方面。本文以AutoCAD绘图软件为例，对其二维绘制功能进行介绍。AutoCAD是当前应用最为广泛的二维图样绘制软件，有着十分全面的绘制功能，该软件在二维图纸绘制过程中的详细功能如下：①文本设定：创建单行或多行文字作为单个文字对象；格式化文本、列和边界。②标注：自动创建标注；将光标悬停在选定对象上以获取预览，然后再进行创建。③中心线和圆心标记：创建和编辑移动关联的对象时自动移动中心线和中心标记^[1]。④表格：创建数据和符号分别在行和列中的表格、应用公式，并链接到Microsoft Excel的电子表格中。⑤修订云：为图形中的最新更改绘制修订云，从而快速识别更新内容。⑥视图：按名称保存视图，轻松返回到特定视图当中，以便快速参考或应用到布局视口。⑦布局：制定图形大小、添加标题块、显示模型的多个视图。⑧字段：使用文本对象中的字段来显示字段值，更改时可自动更新文本。⑨数据连接：通过在MicrosoftExcel电子表格和图形中的表格之间创建实时链接来启用同步更新。⑩数据提取：从对象中提取信息、块和属性，包括图形信息。动态块：添加灵活性和智能到块参照，包括更改形状、大小或配置。阵列：以环形或矩形阵列或沿着路径创建和修改对象。参数化约束：应用几何约束和尺寸约束，从而保持几何图形之间的关系。清理：通过简单的选择和对象预览，一次删除多个不需要的对象。

2.2三维建模

在现有机械设计常采用的三维建模的过程中，往往通过一次性的设计难以达到实际要求，因此机械产品三维模型的构建和设计往往需要经历设计、仿真、再设计三个阶段，以此进一步提高设计的可靠性。在三维建模中应用计算机辅助设计技术的过程，主要包括两个环节，即CAD建模和CAE仿真。其主要技术过程就是先结合设计需求和实际情况对零件进行建模设计，然后再运用相应软件，进行虚拟装配，以此确保机械产品设计的科学性、合理性以及实用性。CAD软件有着强大的三维建模功能，而且三维模型的种类丰富，在实际进行建模设计的过程中，需要结合具体情况和需求选用不同的模型类型。以AutoCAD软件为例，在三维模型中，三维线框模型主要适用于初始设计迭代当中，而且具有一定的透视性，能够作为几何图形的参照，有助于后续建模和修改。三维实体模型是对于机械设计产品实际情况的展示，有着极高的效用，并且在实际设计过程中易于进行图元合并和轮廓拉伸操作，此外还能展示相应质量特性和截面^[2]。三维曲面建模能够实现对于曲面的精准控制和设计分析。三维网格建模有着自由形式雕刻、锐化和平滑处理的功能，有助于实现对于机械设计的多样化需求。除此之外，CAD软件还能够实现二维图样和三维模型等多项转换功能，进一步满足机械设计需求。CAE 仿真技术就是对建模完成的零件进行虚拟装配，通过虚拟装配，设计人员能够观察到零件装配过程中的实际情况，了解不同虚拟装配关系之间的差异，并以此为依据进一步对机械设计进行完善，以此保障机械设计的质量和效果。在机械设计当中，建模和仿真技术有着十分重要的意义和作用，是保障设计质量效果的重要计算机辅助设计技术。

2.3二次开发

为进一步优化产品功能，满足实际需求，同时降低设计生产成本，会在原有产品的基础上进行二次开发。二次开发实际就是在机械设计过程中，为降低设计成本，减少设计时间，在原有设计上进行定制化修改^[3]。通常情况下二次开发不会改变设计产品的原有内核，如机械产品的功能、作用等。计算机辅助设计技术是当前机械设计领域，进行二次开发所应用的主要技术，常用的软件有VBA、AutoLisp等，不仅操作较为简单便捷，而且数据、图纸信息保存管理也十分方便，在机械设计二次开发当中得到了广泛地应用。在实际进行二次开发的过程中，由于机械设计的需求不同、不同计算机辅助设计的功能存在差异性，尤其是CAE仿真系统，因此，在进行仿真操作的过程中，需要结合实际情况和设计需求，合理选择相应工具，以确保二次开发的质量和效果。

2.4逆向工程

简单来说，这就是一种产品设计的再现技术，通过对目标产品进行逆向分析，得到产品的结构、功能、技术规格等相应设计要点，并以此为依据设计出与之功能相似的不同机械产品^[4]。在实际逆向工程进行过程中，可借助相应计算机的辅助设计软件，例如CAD、CAM以及CAE等软件构建目标产品的虚拟模型，并通过对实际产品的测量扫描明确产品的尺寸信息，然后进行逐步分解和分析。以著名的逆向工程软件Imageware为例，在实际操作过程中，首先，需要将采集到的点阵数据导入到软件当中；其次，结合点阵数据确定曲线类型，然后创建曲线，并进行修改优化；再次，确定构建的曲面类型，并创建曲面进行优化；最后，实现模型构建。

结束语：

综上所述，随着计算机技术的普及，以及自动化技术的发展，当前已经在机械设计制造中广泛的使用。通过分析发现了计算机辅助技术于机械设计和制造是相辅相成的关系，要想更好地促进机械制造业的发展，就应当充分运用计算机辅助技术，这样才可以更好地促进机械制造技术及计算机辅助技术的发展，从而更好地推动我国制造业向着计算机人工智能化及计算机科学化方向发展。

参考文献：

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[2]黄晓春,文运昌.机械设计制造与计算机辅助技术结合应用分析[J].湖北农机化,2020(10):137-138.

[3]聂金桥,涂力.计算机辅助技术与机械设计制造结合研究[J].中国设备工程,2020(08):162-164.

[4]武承晨.计算机辅助设计CAD技术在机械设计及制造中的应用[J].内燃机与配件,2020(06):235-236.