曾麗

【摘 要】隨著電腦技術(shù)的不斷進步，逐漸開發(fā)出的新設計軟件在各行各業(yè)得以應用與推廣，特別是為機械設計注入新血液、引發(fā)新革命的計算機輔助設計軟件，設計師通過這一關(guān)鍵的制圖系統(tǒng)進行機械的設計與檢索，挑選出最優(yōu)的方案。本文通過了解計算機輔助設計的概念，知曉其應用在機械設計中的重要意義，并通過從二維繪圖、三維設計、汽車覆蓋件設計以及逆向工程四方面探究計算機輔助設計在機械設計中的應用。

【關(guān)鍵詞】計算機輔助設計;機械設計;應用

計算機輔助設計誕生于20世紀60年代，隨著科技的不斷進步，越來越多的人認識到計算機輔助設計是一種巨大的生產(chǎn)力，更多的設計人員將這一項先進的制圖軟件應用在機械設計中，不僅縮短了研發(fā)產(chǎn)品的生命周期，提高了工作效率，而且給機械制造業(yè)帶來了更大的經(jīng)濟效益。

一、計算機輔助設計相關(guān)理論概述

（一）計算機輔助設計的概念

計算計輔助設計，簡稱CAD。它是指通過使用一臺計算機與制圖設備進行所繪圖形的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、疊加、平移等設計工作，并將其轉(zhuǎn)化為文字、圖像和數(shù)字等相關(guān)資料，從而利用計算機進行加工與檢索的工作軟件。

（二）計算機輔助設計應用在機械設計中的意義

1.有利于調(diào)整設計方案

每一臺完整的機械都是由大大小小的零部件組成，機械的正常運轉(zhuǎn)就需要各個零部件發(fā)揮其重要作用。通過計算機輔助設計系統(tǒng)可以及時調(diào)整零部件的尺寸、使用位置、適用形狀等，使得不同的零部件之間相互協(xié)調(diào)與配合，共同維持機械的正常運轉(zhuǎn)。此外，在完成相關(guān)設計工作之后，機械設計人員通過觀察制圖過程以及模擬演練可以進一步清楚機械設計步驟，了解各零部件之間配合的情況，逐漸完善設計方案。

2.有利于提升產(chǎn)品的設計質(zhì)量

機械設計是產(chǎn)品生產(chǎn)的重要前提，機械設計的很多工作都需要計算機來完成，在設計過程當中，計算機會對不同方案進行分析、對比、探索與計算，從中選擇最完美的產(chǎn)品設計方案。計算機將設計人員設計好的草圖進行檢索，檢索完成之后直接將草圖變成工作圖，節(jié)省了投入的時間與成本，也可以幫助工作人員了解產(chǎn)品設計存在的不足、分析產(chǎn)品的局限性，從而進行優(yōu)化，不斷提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量。此外，設計人員可以在計算機上創(chuàng)造一個虛擬樣機，在觀察與分析其運行程序與工作機制過程中，通過所記錄的問題對其進行詳細修改，這也是提高產(chǎn)品設計質(zhì)量的有效方法與途徑。

3.有利于提高機械設計工作效率

在過去的機械設計中，大多數(shù)都需要工作人員手工繪制完成，即使是很簡單的制圖工作，也需要花費很多時間與精力，所以較為困難的機械設計工作，為設計人員增添了很大的難度。隨著時代的發(fā)展，計算機輔助設計逐漸得到廣泛應用，它將復雜的、多層面的圖像清晰明了的展示出來，然后借助其運算程序進行相關(guān)的檢索工作，很大程度上縮短了機械設計周期，提高了機械設計的工作效率。

二、計算機輔助設計在機械設計中應用的體現(xiàn)

（一）二維繪圖的應用

在機械設計過程當中，二維繪圖是最基礎的工作。在過去的設計工作中，二維繪圖需要設計人員手動繪圖來完成，需要花費較多的時間與精力，并且因為是在圖紙上繪制，一旦出錯，不僅不容易修改，而且會造成紙張的浪費，增加設計成本。在計算機輔助設計這一軟件中進行二維繪圖，通過在計算機界面上操作，有很多繪圖工具的選擇，完成大部分制圖工作，且極方便修改設計步驟，完善二維繪圖設計方案，提升設計效率的同時，節(jié)省人力、財力與物力。

（二）三維設計的應用

二維繪圖僅僅需要工作人員考慮上下左右四個方向，三維設計增加前與后兩個方位，更加具有立體感。計算機輔助軟件進行三維設計會使得機械設計更加簡單化、方便化，在進行機械設計的模擬重組實驗過程中，不斷激發(fā)工作人員的設計靈感，制造出更加的優(yōu)質(zhì)的機械。在日常生活中我們所接觸的事物大多都是三維的，我們所居住的房子、放衣服的衣柜、駕駛的汽車、書桌、書本、等等，當然還有我們喜歡看的3D電影，給我們視覺帶來震撼的同時，也使我們整個人都身臨其境一般。

（三）汽車覆蓋件設計的應用

汽車覆蓋件設計的合理與否會影響車身的美觀度與質(zhì)量，因此，從編制沖壓工藝到模具設計都需要認真分析、全面測算。我們在觀察一輛汽車時，首先看到的就是汽車的外形輪廓與其外部結(jié)構(gòu)，覆蓋件的模型出現(xiàn)設計與工藝上的問題，不僅無法體現(xiàn)辛苦勞作的設計人員的價值，而且會給生產(chǎn)部門與制造部門帶來很大的麻煩，如果已經(jīng)投入市場，也會造成顧客的不滿，影響企業(yè)形象。而通過使用計算機輔助軟件系統(tǒng)，會幫助設計人員將自己的設計思路通過計算機轉(zhuǎn)化為實物模型，經(jīng)過內(nèi)部人員的不斷溝通、反復檢測，進而發(fā)現(xiàn)問題所在，及時改進設計方案，節(jié)約了設計成本，而且提高的覆蓋件設計的準確度，使生產(chǎn)的成品更快的投入市場，為企業(yè)獲得更多的利益。

（四）逆向工程的應用

逆向工程是在已經(jīng)獲得實物的情況下，通過實際測量與計算機輔助技術(shù)制圖軟件等將實物以虛擬模型的形式展現(xiàn)在電腦上，設計人員通過對其進行分解來了解它的功能特性、內(nèi)部構(gòu)造、工作流程以及硬件規(guī)格等，然后利用相關(guān)軟件實現(xiàn)參數(shù)化設計，完成模型的重建，以達成對產(chǎn)品創(chuàng)新的目標。逆向工程的應用能夠有效降低企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的風險，加快某一機械外部造型與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設計，同時，因為已經(jīng)有成品的存在，通過了解成品的設計與制作過程，可以進一步完善產(chǎn)品的性能與構(gòu)造，設計出更加完美的產(chǎn)品供應市場。但是，由于這一技術(shù)成本比較高、工程周期比較長、所需要的科技水平比較高，因此，并沒有廣泛應用開來。

三、總結(jié)

綜上所述，計算機輔助設計應用于機械設計，能有效的幫助企業(yè)生產(chǎn)與制造出高品質(zhì)、高性能的產(chǎn)品，而且能夠促進我國機械制造業(yè)的進步。由于計算機輔助設計最早起源于發(fā)達國家，在這一技術(shù)的應用上，我國與發(fā)達國家仍然存在著較大差距，要想快速提高我國的計算機應用技術(shù)，國家就要出臺相應的激勵政策、給予資金的支持、注重人才的培養(yǎng)。其次，設計人員也要加強學習國外的先進技術(shù)，更新自己的設計理念，將所學的理論知識與實際的設計工作相結(jié)合，提高自主研發(fā)水平。

【參考文獻】

[1] 翟曉.淺議計算機輔助技術(shù)與機械設計制造的結(jié)合[J].中國設備工程，2017（32）：155-158.

[2] 盧建湘，黃文呈.機械設計制造與計算機輔助技術(shù)結(jié)合應用分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2017（11）：288-290.

[3] 徐乾.計算機輔助設計技術(shù)在機械設計中的應用分析[J].科技與創(chuàng)新，2017（19）：111-113

[4] 劉嘉，李晟.計算機輔助設計課程教學改革的研究與實踐[J].安陽師范學院學報，2011（22）.