白益鋮

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川德陽618000）

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

白益鋮

（四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川德陽618000）

針對(duì)目前機(jī)械設(shè)計(jì)過程中存在的問題，通過分析計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提出了CAD軟件等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在各類機(jī)械中的設(shè)計(jì)方法以及該技術(shù)在未來的創(chuàng)新發(fā)展方向。

機(jī)械設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)；逆向工程

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，機(jī)械設(shè)計(jì)已經(jīng)成為各行各業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。然而，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，由于機(jī)械設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性以及設(shè)計(jì)零部件加工環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，存在設(shè)計(jì)與實(shí)物不符的問題。基于此相關(guān)建設(shè)人員，應(yīng)將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于其中，從而通過建立仿真虛擬模型來提高機(jī)械設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。本文針對(duì)當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)過程中存在的問題，對(duì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中采用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了CAD軟件等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在各類機(jī)械中的設(shè)計(jì)方法以及該技術(shù)在未來的創(chuàng)新發(fā)展方向。

1　機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的重要性

機(jī)械設(shè)計(jì)是工業(yè)建設(shè)中重要的組成部分，它是機(jī)械生產(chǎn)建設(shè)發(fā)展的前提。具體來說，機(jī)械設(shè)計(jì)就是對(duì)應(yīng)用技術(shù)的設(shè)計(jì)過程。而從宏觀的角度講，機(jī)械設(shè)計(jì)人員要根據(jù)機(jī)械設(shè)備應(yīng)用的具體情況以及現(xiàn)有條件來進(jìn)行設(shè)計(jì)。這就需要機(jī)械設(shè)計(jì)工作人員，要對(duì)機(jī)械設(shè)備的工作原理以及結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度進(jìn)行充分認(rèn)識(shí)。此外，還要對(duì)機(jī)械零件的形狀、大小、功能以及能量傳遞方式進(jìn)行實(shí)用性分析。這樣一來，機(jī)械設(shè)備就可以按照使用者要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際作用。在具體實(shí)際的過程中，設(shè)計(jì)人員需要借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的幫助，來進(jìn)行圖形編輯以及圖形數(shù)據(jù)方面的計(jì)算。除了這些具體的工作，機(jī)械設(shè)計(jì)人員還可以在利用基本的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，建立其機(jī)械設(shè)備實(shí)際使用的模型。這就可以對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的性能和受力情況進(jìn)行預(yù)先分析，并根據(jù)模型動(dòng)作中存在的問題進(jìn)行完善［1］。

2　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

2.1逆向工程中的CAD應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)中，逆向工程是一種采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，這對(duì)于提高機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用效果是非常重要的。然而，在對(duì)其進(jìn)行研發(fā)的過程中，遇到了成本昂貴以及其他市場(chǎng)條件限制的問題，使得逆向工程需要很大一段時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)其作用目標(biāo)。

針對(duì)這一問題，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中將科學(xué)技術(shù)成果充分利用起來，具體就是將新技術(shù)成果融進(jìn)實(shí)際的設(shè)計(jì)中去。其中計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)成果是提高機(jī)械設(shè)計(jì)生產(chǎn)的重要技術(shù)內(nèi)容，其能為逆向工程建設(shè)以仿真模型的方式來提供實(shí)物分析。這樣一來，機(jī)械設(shè)計(jì)人員就能夠在充分認(rèn)識(shí)產(chǎn)品特點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)逆向工程的零部件模型。

逆向工程在應(yīng)用CAD計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的過程中，將主要的研究方向集中在實(shí)物的開發(fā)方面，這在很大程度上增加了機(jī)械設(shè)計(jì)的難度。具體來說，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)在原有產(chǎn)品特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)物的零部件模型進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，進(jìn)而體現(xiàn)出機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的應(yīng)用性能。例如，通過利用坐標(biāo)測(cè)量法以及CAD制圖軟件，將產(chǎn)品實(shí)物以虛擬模型的狀態(tài)反映到計(jì)算機(jī)上［2］。

2.2汽車覆蓋件設(shè)計(jì)的CAD應(yīng)用

汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)是決定汽車車型的重要設(shè)計(jì)內(nèi)容，其也是整個(gè)汽車零部件設(shè)計(jì)中個(gè)性化設(shè)置的體現(xiàn)。然而，在對(duì)汽車覆蓋件模具進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，存在設(shè)計(jì)與工藝人員相悖的情況，這就使得汽車覆蓋件在生產(chǎn)和加工的環(huán)節(jié)出現(xiàn)了諸多問題，嚴(yán)重的甚至要進(jìn)行大批量的返工。在此情況下，不僅增加了機(jī)械設(shè)計(jì)的成本，還延長(zhǎng)了生產(chǎn)建設(shè)的時(shí)間。

如果機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，長(zhǎng)期處在這種運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，就會(huì)失去在市場(chǎng)環(huán)境中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。為控制設(shè)計(jì)與實(shí)物生產(chǎn)工藝相悖的問題，機(jī)械設(shè)計(jì)人員要將整個(gè)汽車覆蓋件設(shè)計(jì)涉及的所有問題進(jìn)行細(xì)化。例如，在細(xì)化汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)的同時(shí)，還要充分考慮其結(jié)構(gòu)與熱度的影響問題。分析之后還要進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，將圖紙上的設(shè)計(jì)再現(xiàn)，在再現(xiàn)的過程中一旦出現(xiàn)問題，要及時(shí)的進(jìn)行修改。實(shí)物造型的核心就是CAD造型設(shè)計(jì)，CAD造型設(shè)計(jì)一旦出現(xiàn)問題會(huì)對(duì)汽車的生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響。因此，做好CAD造型設(shè)計(jì)在汽車制造中是十分重要的。

例如，當(dāng)我們使用CAD軟件對(duì)汽車覆蓋件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要設(shè)計(jì)有關(guān)于汽車覆蓋件零部件的幾何模型，通過專業(yè)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量和分析，并對(duì)分析中的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理，使用相關(guān)的技術(shù)手段將模型進(jìn)行抽檢。進(jìn)而完成對(duì)模具的加工以及數(shù)據(jù)控制。最后完成整個(gè)汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)工作。

繪圖是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的不可或缺的一部分。以往機(jī)械設(shè)計(jì)所使用的方法基本都是采用手繪的方式進(jìn)行的，這考驗(yàn)了設(shè)計(jì)師的手繪能力，并且在一定程度上增加了設(shè)計(jì)人員的工作量，降低了他們的效率的同時(shí)，也大大增加了設(shè)計(jì)中誤差出現(xiàn)的幾率?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)可以通過計(jì)算機(jī)中的繪制軟件進(jìn)行操作，不但提高了設(shè)計(jì)效率還減少機(jī)械設(shè)計(jì)中的誤差［3］。

2.3零件裝配的觀察應(yīng)用

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)機(jī)械的過程中，會(huì)使用不同的裝配來達(dá)到自己的設(shè)計(jì)理念，這樣呈現(xiàn)出的效果也十分的多樣。設(shè)計(jì)人員在利用計(jì)算機(jī)演示機(jī)械設(shè)計(jì)不同的裝配關(guān)系時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)自行篩選出不符合裝配要求的裝配關(guān)系，方便設(shè)計(jì)人員修改，進(jìn)而節(jié)省了設(shè)計(jì)人員的測(cè)試時(shí)間。此外，設(shè)計(jì)人員還可以使用計(jì)算機(jī)對(duì)零件的運(yùn)作進(jìn)行演示，直觀的向設(shè)計(jì)人員展示設(shè)計(jì)中不合理的部分。進(jìn)而減少產(chǎn)品的實(shí)際測(cè)試費(fèi)用，還可以科學(xué)的改善設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提升整個(gè)產(chǎn)品的使用價(jià)值。

3　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的過程，也就說發(fā)展的過程，我國(guó)的機(jī)械行業(yè)從國(guó)人加工制造轉(zhuǎn)變?yōu)閲?guó)人設(shè)計(jì)生產(chǎn)。但是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)也已經(jīng)無法滿足我國(guó)現(xiàn)階段機(jī)械行業(yè)的需要了，我們要對(duì)CAD程序進(jìn)一步的了解，充分發(fā)揮CAD程序的功能，提高我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)水平。這些要求我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)開發(fā)具有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，制定完善的行業(yè)的內(nèi)部規(guī)范。

4　結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用能夠使機(jī)械設(shè)計(jì)更具準(zhǔn)確性，因?yàn)槠淠軌驅(qū)C(jī)械設(shè)計(jì)中的復(fù)雜圖形以及大數(shù)據(jù)建立虛擬模型。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要將自主研發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)來作為主導(dǎo)技術(shù)。然而，我國(guó)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的研究起步較晚，仍處在起步階段，這就很難實(shí)現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的推廣使用。針對(duì)這一問題，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)通過借鑒國(guó)外的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用情況，來提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用水平。在應(yīng)用科學(xué)技術(shù)的同時(shí)，還要加大計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用效果的宣傳力度，這是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)。

［1］馬軍.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討［J］.煤炭技術(shù)，2011，（05）:249-251.

［2］沈進(jìn).淺談?dòng)?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.信息與電腦（理論版），2011，（12）:34.

［3］劉銳鋒.探討計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的結(jié)合［J］.化工管理，2015，（07）:194-195.

Computer-aided Design Technology in MechanicalDesign

BAIYi-cheng
（Sichuan Engineering Technical College，Deyang Sichuan 618000，China）

Mechanical design process，the existing problems，the article by analyzing the computer-aided design technology in mechanical design，proposed CAD computer-aided design software and other technical design methods and technology in all types ofmachinery in the future of innovation Direction of development.

mechanical design；computer aided design；reverse engineering

TP391.7

A

1672-545X（2016）06-0248-02

2016-03-03

白益鋮（1983-），男，四川德陽人，本科，助理工程師，主要從事計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工作。