江威波 孫強 曾科

摘 要：隨著我國科學技術(shù)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，計算機輔助技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于諸多設(shè)計領(lǐng)域，尤其是在機械設(shè)計及制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文將對計算機輔助技術(shù)與機械設(shè)計制造進行簡單的介紹，并探究兩者結(jié)合的發(fā)展前景，最后重點研究計算機輔助技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：計算機輔助技術(shù);機械設(shè)計與制造;結(jié)合

引言

隨著第三次科技革命計算機技術(shù)的出現(xiàn)和其歷經(jīng)70多年的發(fā)展，計算機技術(shù)已被應(yīng)用在各個領(lǐng)域中，在我們?nèi)粘Ｉ钪衅鸬街匾妮o助作用。機械設(shè)計制造領(lǐng)域與計算機技術(shù)的融合，通過優(yōu)勢互補，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，更利于推動機械設(shè)計制造的現(xiàn)代化發(fā)展進程。在當下的社會環(huán)境下，機械設(shè)計制造與計算機輔助技術(shù)之間的結(jié)合，是現(xiàn)代化技術(shù)進步的體現(xiàn)，對于推動國家經(jīng)濟的快速發(fā)展有著重大意義。

1 概述

1.1機械設(shè)計及制造概述

機械設(shè)計制造主要是由機械制造與機械設(shè)計組成，其中機械制造主要是指對機械各設(shè)備所開展的一系列生產(chǎn)工作，具體包括機床、儀表以及儀器等。而機械設(shè)計一般是指在設(shè)備生產(chǎn)階段，根據(jù)機械設(shè)備的實際特點，對其工作原理、構(gòu)建材料及運轉(zhuǎn)傳輸形式等給予科學、合理地構(gòu)思與分析，并對設(shè)備參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化，以期更好地服務(wù)于機械制造行業(yè)。伴隨我國社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，促使機械設(shè)計制造行業(yè)得到一定的改善與優(yōu)化，再加上現(xiàn)代科學技術(shù)的應(yīng)用，機械設(shè)計制造行業(yè)正在朝智能化與自動化方向發(fā)展。

1.2計算機輔助技術(shù)概述

計算機輔助技術(shù)（computer aided technology）是以計算機為工具，輔助人在特定應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)完成任務(wù)的理論、方法和技術(shù)。它主要包括計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）等。計算機輔助技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在機械產(chǎn)品設(shè)計與制造方面應(yīng)用最為廣泛。它包括的應(yīng)用有：工程圖的繪制、零件3D模型生成及裝配、運動仿真及有限元法分析產(chǎn)品性能、數(shù)控加工自動編程等。模型生成是將產(chǎn)品用數(shù)學方法表示成計算機能處理的形式，所建模型可用于計算、分析、數(shù)控加工等。

2機械設(shè)計制造與計算機輔助技術(shù)結(jié)合的發(fā)展前景

伴隨計算機技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展，已經(jīng)成為人們生活中重要的組成部分，并且為人們的生活與工作帶來眾多的便捷。雖然計算機技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到機械設(shè)計制造當中，但是仍然不夠完美，同時還會存在一定的不足。因此，不僅需要相關(guān)設(shè)計人員高效的掌握計算機技術(shù)，還需要根據(jù)自身的經(jīng)驗優(yōu)化其應(yīng)用的方式，規(guī)避傳統(tǒng)機械設(shè)計制造的弊端，創(chuàng)新多樣化技術(shù)的應(yīng)用模式，確保計算機的優(yōu)勢能夠高效的發(fā)揮，促進兩者有效的結(jié)合，促進機械設(shè)計制造行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

3 計算機輔助設(shè)計在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

3.1 三維建模和裝配

計算機輔助技術(shù)在機械設(shè)計制造中一項重要的功能就是對機械零部件進行三維建模。零件的建模就是考慮如何采用合適特征，通過正確的組合方法形成零件模型的過程。機械設(shè)計人員除了需要具有清晰的空間思維能力外，還要掌握和積累一些必要的零件建模技巧，從而提高建模的效率。在機械設(shè)計制造過程中常常需要對產(chǎn)品進行設(shè)計、參數(shù)化設(shè)計和編輯，也可對零件進行裝配，實現(xiàn)可視化效果，更加直觀地展示產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

3.2 機械制圖

工程圖被稱為工程界的語言，工程圖的繪制是開展其他工作的重要前提，通過工程圖紙能對機械零部件的構(gòu)造、制造要求有直觀的了解，保證了機械設(shè)計制造的質(zhì)量和效率。計算機輔助技術(shù)的出現(xiàn)，促使人工繪圖的工作強度與難度隨之降低，利于得到理想的繪圖效果。在計算機輔助技術(shù)的支持下，可全面清晰地掌握機械的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸等構(gòu)成要素，能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決各種設(shè)計問題，帶動設(shè)計方案逐步改進、優(yōu)化。計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用，逐步取代了以往的手工操作環(huán)節(jié)，確保了圖紙編輯與修改的工作效率，利于計算機輔助技術(shù)作用價值的充分發(fā)揮。

3.3 運動仿真

在機械設(shè)計制造中，進行機構(gòu)設(shè)計時通常需要進行機構(gòu)運動分析，以此來驗證機構(gòu)設(shè)計的合理性和可行性。所以運動分析與仿真成為計算機輔助工程（CAE）中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，成為機機械設(shè)計的必經(jīng)過程。機構(gòu)運動仿真功能，可幫助用戶更好地完成機構(gòu)設(shè)計，使原來在二維圖紙上難于表達和設(shè)計的運動變得直觀和易于修改，并且能夠大大簡化機構(gòu)的設(shè)計開發(fā)過程，縮短其開發(fā)周期，減少開發(fā)費用，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量。

3.4 自動編程

自動編程也稱為計算機編程，是指將輸入計算機的零件設(shè)計和加工信息自動轉(zhuǎn)換成為數(shù)控裝置能夠讀取和執(zhí)行的指令（或信息）的過程。在機械加工中，數(shù)控加工的份額與日俱增。由于傳統(tǒng)數(shù)控加工依靠手工編程，效率低，易出錯，加工對象簡單，限制了數(shù)控機床的應(yīng)用。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工在機械制造業(yè)的應(yīng)用日趨廣泛，計算機技術(shù)的逐步完善和發(fā)展，給數(shù)控技術(shù)帶來了新的發(fā)展奇跡，為數(shù)控編程的高效化、智能化提供了良好的開發(fā)平臺，推動了數(shù)控機床系統(tǒng)自動化的進一步發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，在機械設(shè)計制造行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的過程中，合理應(yīng)用計算機輔助技術(shù)，不僅能夠提高機械設(shè)計制造效率和質(zhì)量，還能確保機械設(shè)計制造工作的順利進行。因此，我們要不斷對計算機輔助技術(shù)進行升級，推動機械設(shè)計制造業(yè)的繁榮發(fā)展，隨著我國提出的“中國制造2025”，我們作為機械設(shè)計制造從業(yè)人員要朝此方向不斷努力！

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作者簡介：江威波（1986- ），男，江西鷹潭人，漢族，職稱：助理工程師，大專，研究方向：機械設(shè)計 工程機械液壓閥。

通訊作者：江威波21FE689D-640C-4BC0-B732-7C23C3C29F1A