聶勇軍

（廣州航海學院機械工程系，廣州510725）

1 計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 提高機械設(shè)計效率

計算機輔助設(shè)計技術(shù)具有顯著的高效性，應(yīng)用計算機輔助設(shè)計技術(shù)可以立體化地展示機械設(shè)備內(nèi)部的各個配件的功能和特點。在實際進行機械設(shè)計工作的過程中，計算機設(shè)備的計算程序是機械設(shè)計工作最為基礎(chǔ)的功能，輔助設(shè)計程序可以有效提升計算分析的精準性。在機械設(shè)計的過程中，應(yīng)用計算機輔助設(shè)計技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動運算，減少人力資源的投入，大幅度縮減人工成本，節(jié)省機械設(shè)計時間，降低整體工作強度。同時，計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域中的有效應(yīng)用還可以針對客戶的要求，快速進行機械產(chǎn)品的修改和完善，使得機械設(shè)計工作更加合理和便捷。相關(guān)設(shè)計人員可以有效應(yīng)用輔助程序進行原有方案的修改，減少設(shè)計人員的工作壓力，進一步提高機械設(shè)計工作的效率和質(zhì)量，使得傳統(tǒng)的設(shè)計工作模式獲得有效創(chuàng)新和優(yōu)化[1]。

1.2 提高數(shù)據(jù)處理的精準性

機械設(shè)計活動對數(shù)據(jù)的要求比較高，利用計算機輔助設(shè)計技術(shù)和計算機輔助設(shè)計平臺的實施監(jiān)控功能，能夠更好地進行數(shù)據(jù)的監(jiān)督和管理，提高數(shù)據(jù)編輯和修改的速度，設(shè)計人員只需要借助計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)便可以簡單地在數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤時直接完成數(shù)據(jù)修復工作，方便計算機輔助設(shè)計工作人員，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中存在的問題和不足，并科學地完成信息的處理以及上報工作。機械設(shè)計工作在數(shù)據(jù)修改過程中，并不需要耗費大量的人力和物力，利用CAD 技術(shù)建立數(shù)學模型，可以最大限度地進行實物三維立體的還原。其次，還可以建立起三維產(chǎn)品模型，保證模型具有穩(wěn)定性。投入市場時由專門人員進行模型檢測，保證機械設(shè)計的安全性，有效消除機械設(shè)計的安全隱患。信息系統(tǒng)的有效應(yīng)用可以打破原有時間和空間的限制，充分利用計算機系統(tǒng)強大的計算能力和控制能力，減少數(shù)據(jù)處理時間和分析時間，可以集合處理分析及設(shè)計為一體來開展計算機設(shè)計工作。另外，計算機系統(tǒng)的輔助設(shè)計應(yīng)用可以多角度、全方位地進行產(chǎn)品的監(jiān)督和管理，減少不必要的人力資源的浪費，提高機械設(shè)計產(chǎn)品的可用性[2]。

1.3 縮短機械設(shè)計工作周期

應(yīng)用計算機輔助設(shè)計技術(shù)可以持續(xù)縮短機械項目的設(shè)計周期，減少原有機械設(shè)計活動對人力資源的限制，減輕設(shè)計師的工作壓力。工程項目設(shè)計人員在遇到某些比較復雜的機械結(jié)構(gòu)時，可以應(yīng)用CAD 計算機輔助設(shè)計軟件進行三維立體結(jié)構(gòu)的快速展示和設(shè)計，通過簡易的零件組合模式呈現(xiàn)煩瑣的零部件結(jié)構(gòu)，在提高設(shè)計效率的同時有效降低了設(shè)計工作的難度，保證設(shè)計活動的有效性和科學性。同時，計算機輔助設(shè)計技術(shù)的研究還可以避免成本和時間的過度浪費，設(shè)計師可以對簡易的零部件進行重新組裝，保證技術(shù)條件的科學化改良，從而可以創(chuàng)造更加優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新型機械產(chǎn)品[3]。

1.4 零件的修改和設(shè)計更加方便

機械設(shè)計在實際進行的過程中難免會出現(xiàn)一些不合理和不科學的問題，影響機械整體呈現(xiàn)的效果和功能。因此，機械相關(guān)設(shè)計人員需要結(jié)合設(shè)計要求以及工作特征進行科學的調(diào)整和優(yōu)化。傳統(tǒng)的機械設(shè)計方式應(yīng)用手繪的方法修改難度比較大，有的甚至需要重新進行設(shè)計圖的繪制。計算機輔助技術(shù)的有效應(yīng)用可以科學地解決這一弊端問題，在整體設(shè)計上通過模擬裝配環(huán)境進行更換零件的有效推演，使得機械設(shè)計活動可以更加方便和簡便，達到最佳的機械設(shè)計整體效果，有效降低機械設(shè)計的成本問題[4]。

2 計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 三維造型

計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用可以通過三維造型設(shè)計來實現(xiàn)，通過計算機輔助程序立體直接地展示出機械產(chǎn)品的三維信息，給設(shè)計人員的設(shè)計思路和設(shè)計過程提供有效幫助。在計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用背景之下，設(shè)計人員可以直觀和快速地進行設(shè)計方案的修改與調(diào)整，保證設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計效果。另外，計算機輔助設(shè)計軟件還可以分析整合原有的產(chǎn)品的版本，為后續(xù)產(chǎn)品的優(yōu)化和升級提供科學的意見，在輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的過程中加強三維造型效果的優(yōu)化，能夠顯著提升計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用效率和質(zhì)量，使得三維造型設(shè)計活動能夠更加快速準確地完成。

2.2 計算機輔助設(shè)計技術(shù)

在實際機械設(shè)計過程中，需要充分利用CAD 程序和軟件系統(tǒng)的3 大功能進行模型的構(gòu)建與完善，嚴格按照相關(guān)規(guī)定和設(shè)計原理進行各零部件之間的順序排列。借助布爾運算進行最合理的部件布局，實現(xiàn)零部件最佳的分布狀態(tài)。在實際工作的過程中，難免會遇到三維實體模型中一些不符合條件的零件，這些連接的零件磨合度比較差，可以應(yīng)用計算機輔助設(shè)計技術(shù)對零件狀態(tài)進行改變，滿足實際工程項目的建設(shè)要求。構(gòu)建機械產(chǎn)品零部件的實體模型，并做好后續(xù)加工和完善工作，設(shè)計人員要利用計算機輔助設(shè)計技術(shù)進行模型操作，對零件模型進行重新裝配，確保機械裝配圖的完整性和科學性。

2.3 工程分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)試

在機械設(shè)計的過程中，需要結(jié)合機械產(chǎn)品的功能要求，科學調(diào)整機械產(chǎn)品的力學結(jié)構(gòu)以及力學性能。通過動力學建模分析以及有限元分析，做好CAD 程序工程分析工作以及結(jié)構(gòu)調(diào)整工作。從當前我國工程項目和機械設(shè)計情況開展來看，我國很多CAD 程序都提供了有限元分析軟件相互匹配的接口，可以利用軟件系統(tǒng)將機械產(chǎn)品的三維實體模型直接在有限元分析程序之中導入，依照結(jié)構(gòu)實施改進和優(yōu)化，保證三維模型的設(shè)計效率。其次，還可以應(yīng)用機械設(shè)計程序?qū)@些設(shè)計的碰撞問題動態(tài)特征、結(jié)構(gòu)合理狀態(tài)、運動狀態(tài)以及材料強度進行妥善優(yōu)化和細致認證。

2.4 計算機輔助設(shè)計技術(shù)在逆向工程中的應(yīng)用

在機械設(shè)計領(lǐng)域，有時會采取逆向工程的形式進行機械設(shè)計活動，逆向工程設(shè)計技術(shù)的設(shè)計手段比較先進，能夠更好地滿足行業(yè)發(fā)展的需要。在當前科學技術(shù)迅猛發(fā)展的背景下，需要結(jié)合最新的科技成果，對逆向工程的設(shè)計手段進行持續(xù)創(chuàng)新。計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用可以結(jié)合CAD 制圖軟件，有效利用測量坐標的方式將逆向工程的側(cè)重點轉(zhuǎn)向為虛擬模型，減少逆向工程應(yīng)用過程中的工作量，提高逆向工程的應(yīng)用效率和應(yīng)用質(zhì)量，保證機械設(shè)計的效果。

3 結(jié)語

綜上所述，計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用能夠有效提升機械設(shè)計的質(zhì)量和機械設(shè)計的效率，減少機械設(shè)計過程中失誤問題的發(fā)生，是當前科學技術(shù)持續(xù)進步的必然趨勢。計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用可以保證整體機械設(shè)計的精準度，有效提高機械設(shè)計的信息處理水平和信息處理效率，提高了機械設(shè)計的自動化水平和智能化水平，通過全新的作業(yè)方式優(yōu)化設(shè)計環(huán)節(jié)，提高設(shè)計效率，減少人工失誤和設(shè)計成本，促進機械設(shè)計行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。