【摘要】在計算機化的21世紀(jì)，計算機輔助設(shè)計技術(shù)也在不斷發(fā)展。機械設(shè)計在信息時代迎來了新的發(fā)展機遇，計算機技術(shù)應(yīng)用于機械設(shè)計當(dāng)中，為機械設(shè)計提供了新的方法，由此使得機械設(shè)計的形式也從根本上發(fā)生了巨大的改變。在機械設(shè)計中，傳統(tǒng)的設(shè)計方式已經(jīng)落后于時代發(fā)展，將計算機輔助設(shè)計技術(shù)技術(shù)應(yīng)用在機械設(shè)計中能夠發(fā)揮更好的效果，本文就計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用探討。

【關(guān)鍵詞】計算機輔助設(shè)計技術(shù);機械設(shè)計;應(yīng)用;探討

一、機械設(shè)計中三維設(shè)計技術(shù)的優(yōu)勢

（1）三維設(shè)計讓設(shè)計看起來更加立體和形象。機械設(shè)計者在設(shè)計零件時，首先都是從一個三維實體出發(fā)進(jìn)行設(shè)計，而且這些三維實體彼此之間有著較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。由于傳統(tǒng)繪圖方法存在諸多局限性，無法用繪圖中的平面圖形來表示完整描繪出所假設(shè)的部件，因此有必要在將二維的平面圖形根據(jù)相同的參考進(jìn)行投影，進(jìn)而設(shè)計出三維圖形。這時就需要運用到CAD軟件，可以使用該軟件從三維模型開始設(shè)計，可以較為快速開發(fā)三維模型。三維設(shè)計方法的最大優(yōu)點是具有想象力強、直觀性強、設(shè)計結(jié)構(gòu)清晰、能夠進(jìn)行運動干涉分析等優(yōu)點?？傊梢栽谠O(shè)計階段實現(xiàn)模擬裝配和操作。

（2）可以在設(shè)計過程中能夠修改參數(shù)和變量。在設(shè)計工作中，變量和參數(shù)是非常重要的一個指標(biāo)。通常，傳統(tǒng)設(shè)計中圖形軟件的使用將固定尺寸的數(shù)目定義為一個幾何元素，但是在傳統(tǒng)的設(shè)計繪圖軟件中想要進(jìn)行修改就需要刪除并重新繪制現(xiàn)有線條來修改參數(shù)和變量，那么您必須在設(shè)計新產(chǎn)品的過程中多次修改它。但是許多設(shè)計工作只需要在現(xiàn)有設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。二維圖形軟件具有類似設(shè)計的設(shè)計功能，但不能根據(jù)模擬的裝配環(huán)境進(jìn)行參數(shù)化的修改。在三維設(shè)計軟件中，變量模塊和參數(shù)化設(shè)計模塊可以通過改變結(jié)構(gòu)尺寸來實現(xiàn)自動修改。同時，在裝配設(shè)計過程中，采用變量化和參數(shù)化技術(shù)，將各部件的形狀和尺寸都聯(lián)系起來，并依據(jù)建立的聯(lián)系來改變其他部件的結(jié)構(gòu)和尺寸，以保證零件的形狀和尺寸變化。所以，可在很大程度上避免重復(fù)反復(fù)修改，可減少要設(shè)計的工作量，有利于設(shè)計進(jìn)度的加快[1]。

（3）具有輔助制造集成的功能。輔助生產(chǎn)系統(tǒng)通過計算機軟件生成多個控制程序，并通過通信接口的數(shù)控代碼傳輸?shù)綌?shù)控機床進(jìn)行數(shù)控加工。傳統(tǒng)的方法實現(xiàn)在設(shè)計過程中進(jìn)行具體的設(shè)計任務(wù)，并能夠完成設(shè)計圖的繪制，并實現(xiàn)了程序控制的人工處理，根據(jù)設(shè)計圖進(jìn)行制造工作[2]。但是這樣非常容易產(chǎn)生管理的混亂，因為其所提供的數(shù)據(jù)信息實兩份完全相同的，在輔助設(shè)計與輔助制造非常出錯，輔助制造軟件中的兩個不同定義的產(chǎn)品數(shù)據(jù)可能誤用或錯誤。通過三維設(shè)計軟件，輔助設(shè)計能夠轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助制造集成，能夠?qū)o助設(shè)計信息的進(jìn)行合理的選擇和處理，在制造過程中實現(xiàn)處理信息的集成和自動化。

（4）實現(xiàn)了重要部件的有限元分析和設(shè)計優(yōu)化。一個比較復(fù)雜和重要的受力構(gòu)件是采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法設(shè)計，其設(shè)計計算的數(shù)據(jù)和在實際工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)有著巨大差異。因此，有必要增加安全系數(shù)，以保證零件的工作可靠性[3]。這使得零件大而重。然而，在現(xiàn)階段三維設(shè)計軟件不具有有限源分析軟件接口，和重要的部分，通過三維造型設(shè)計輸入的有限元分析軟件，可以進(jìn)行相對完整的分析。如果分析的結(jié)果不符合設(shè)計要求，有必要重新進(jìn)行設(shè)計計算，這樣有利于設(shè)計水平的提高，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，避免不必要的材料消耗和成本。

二、三維設(shè)計的意義和作用

三維設(shè)計過程的設(shè)計和傳統(tǒng)的設(shè)計方法有許多不同之處。在三維輔助設(shè)計系統(tǒng)中，工程圖紙設(shè)計能夠轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的3D模型，在一定范圍內(nèi)保證不同視覺角度上的精度。這樣，我們就施工圖紙的要求達(dá)成了一致。三維模型的設(shè)計包括一組完整的產(chǎn)品，從而允許形成其他不同的視圖。輔助設(shè)計系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計環(huán)境的不同，模型之間存在恒定的關(guān)系，可以在任何環(huán)境下直接對模型結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行修正，并可以自動更新其他模型[4]。

在三維計算機輔助設(shè)計產(chǎn)品的設(shè)計過程中，可以調(diào)整設(shè)計產(chǎn)品的基本屬性，設(shè)置模型的紋理、陰影和顏色的效果，實現(xiàn)強調(diào)產(chǎn)品外觀的效果。在三維計算機支持的設(shè)計過程中，必須建立有限源分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計。在裝配狀態(tài)下，零件可采用三維模型進(jìn)行設(shè)計，有效防止干涉的發(fā)生。

三、三維設(shè)計軟件的發(fā)展前景

在機械行業(yè)的發(fā)展的發(fā)展過程中，設(shè)計師已經(jīng)開始成為最為主要的創(chuàng)新生產(chǎn)力之一，產(chǎn)品的設(shè)計也不再僅僅是零部件生產(chǎn)，而是從整體上進(jìn)行設(shè)計。在中國的制造商向三維技術(shù)過渡的過程中，加深了對CAD應(yīng)用的主要方向。三維CAD軟件是提升設(shè)計水平的一個重要工具，可以加深對該軟件的應(yīng)用需求后，應(yīng)用該軟件。隨著計算機性能的提高，以及智能處理和三維技術(shù)的優(yōu)化更新，我們有必要準(zhǔn)確地掌握CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢，只有這樣的企業(yè)能夠精確的CAD應(yīng)用方案。

四、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，智能技術(shù)逐漸進(jìn)入了人們的視野，計算機技術(shù)開始慢慢應(yīng)用在各行各業(yè)中，而這些智能化的應(yīng)用也慢慢進(jìn)入到人民的生活之中。在計算機化的21世紀(jì)，計算機輔助設(shè)計技術(shù)也在不斷發(fā)展。機械設(shè)計在信息時代迎來了新的發(fā)展機遇，給機械設(shè)計注入了新的元素，增加了新的內(nèi)容，設(shè)計可以不再局限于二維圖形，可以拓展為3D模型進(jìn)行展示，三維設(shè)計技術(shù)設(shè)備可應(yīng)用于機械設(shè)計。在三維設(shè)計過程中，可以根據(jù)設(shè)計的實際需要，對設(shè)定的參數(shù)和變量進(jìn)行修改，并對裝配進(jìn)行模擬。在機械設(shè)計中，可以利用三維設(shè)計技術(shù)，，可以節(jié)省人力資源。與此同時，在輔助制造技術(shù)方面三維設(shè)計技術(shù)也具有一定的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬軍.計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用探討[J].煤炭技術(shù)，2011，30（5）：249-251.

[2]向明上.計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用探討[J].信息系統(tǒng)工程，2015（11）：94.

[3]秦國華.三維CAD技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用探討[J].小作家選刊，2016（32）.

[4]李士慧.計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用探討[J].工業(yè)c， 2016（6）：286.

作者簡介：胡興（1998.9-），男，湖北省石首人，本科，研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化。