計算機輔助技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

1、計算機輔助技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用摘要：近年來，計算機技術(shù)正在不斷的發(fā)展，并且大范圍的應(yīng)用到人們的生產(chǎn) 生活中，計算機輔助技術(shù)也得到了更大的發(fā)展空間。計算機輔助技術(shù)的應(yīng)用，不 僅帶來了技術(shù)革新，還有效的提升了產(chǎn)品的設(shè)計效果，在產(chǎn)品制造階段，生產(chǎn)周 期出現(xiàn)了明顯的縮短。計算機復(fù)輔助技術(shù)在繪圖方面有著顯著作用，能夠提升繪 圖軟件的繪圖效率，在提高工作效率的同時，提升了機械產(chǎn)品的質(zhì)量，可見計算 機輔助技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用是有著重要地位。本文就計算機輔助技術(shù)在機械 制造中的應(yīng)用展開了探討。關(guān)鍵詞：計算機輔助技術(shù)；機械制造；應(yīng)用引言：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展機械制造的設(shè)計階段已經(jīng)開始引用各種繪圖 軟件

2、，而繪圖軟件則主要依靠計算機輔助技術(shù)而進行，計算機輔助技術(shù)有效的提 升了繪圖軟件的繪圖效率和設(shè)計方案的合理性，并且能夠有效的降低失誤率，在 機械制造的其他方面，計算機輔助技術(shù)也一直在發(fā)揮著重要作用。一、計算機輔助設(shè)計的發(fā)展和重要性機械設(shè)計是機械工程的重要組成部分，是進行機械生產(chǎn)的前提。同時也是決 定機械性能的重要因素，機械性能的好壞取決于設(shè)計質(zhì)量。從狹義上來講機械設(shè) 計是指在技術(shù)設(shè)計過程中，從廣義的上來講機械設(shè)計要根據(jù)設(shè)計者的要求和現(xiàn)有 的條件。對機械的工作原理和機械的結(jié)構(gòu)材料的強度，機械零件的形狀和大小能 量的傳遞方式進行分析。并形成具體的描述作為機械制造的工作依據(jù)。這是一個 有創(chuàng)造性的工作

3、，也是建立在成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的，只有將兩者結(jié)合起來，才能 設(shè)計高質(zhì)量的機器。機械設(shè)計的步驟都需要計算機的幫助，圖形的編輯和數(shù)據(jù)的 計算都需要借助計算機軟件的提供支持。除了這些具體的工作可以利用計算機完 成后，還可以根據(jù)圖紙沒在計算機上模擬一個模型，對產(chǎn)品的性能和受力情況進 行分析，根據(jù)出現(xiàn)的狀況進行相關(guān)的修改不斷完善產(chǎn)品的質(zhì)量，計算機應(yīng)用技術(shù) 越來越廣泛的應(yīng)用到機械設(shè)計加工中。二、三維造型、工程分析和報表中的應(yīng)用在采用實體造型設(shè)計時，通過計算機對試題造型進行相關(guān)的處理會給設(shè)計工 作帶來很大的便利，通過軟件處理技術(shù)，可以將事物的造型更加合理的展現(xiàn)在我 們面前。機械設(shè)計采用計算機進行數(shù)據(jù)分析，會使

4、數(shù)據(jù)分析工作更簡單。提高工 作人員的工作效率。在機械設(shè)計過程中，對一些特殊的數(shù)據(jù)和報表要進行相關(guān)的 說明。這些工作可以通過計算機輔助來完成。1.機械設(shè)計中三維設(shè)計技術(shù)的優(yōu)勢1.1三維設(shè)計更形象更直觀機械設(shè)計人員在進行零件設(shè)計的時候，最初設(shè)想都是三維實體，而且還有具 有復(fù)雜運動關(guān)系的三維實體。因為原有的繪圖手段存在較多的限制，因此，在圖 紙中無法將所設(shè)想的零件用立體的圖形來表示，所以，必須要按照同一標(biāo)準，使 用正投影的方法形成二維視圖，但是并不能形象地表達設(shè)計人員的三維設(shè)想，而 在CAD軟件快速發(fā)展的同時，利用該軟件就可以從三維模型開始進行設(shè)計。三維 設(shè)計方法最佳的優(yōu)勢就是更加形象，更加直觀，設(shè)

5、計的結(jié)構(gòu)可以使人一目了然， 并且有利于干涉檢查工作的進行，而且還可以進行運動干涉分析。簡單地說，可 以在設(shè)計階段實現(xiàn)模擬裝配、運轉(zhuǎn)，進而確保設(shè)計可以與實際過程更相符。1.2可以實現(xiàn)變量化與參數(shù)化的設(shè)計變量化與參數(shù)化是三維設(shè)計中最基本的兩種思想，一般情況下，傳統(tǒng)繪圖軟 件在繪圖過程中的參數(shù)化和變量化都是固定的，當(dāng)繪圖設(shè)計結(jié)束后，如果想要進 行二次修改，就必須要對已經(jīng)繪制好的線條進行修改，這樣是很浪費設(shè)計時間的。 但是，應(yīng)用了計算機輔助技術(shù)的最新繪圖軟件能夠?qū)崿F(xiàn)在原圖基礎(chǔ)上的修改與刪 減。盡管二維繪圖軟件也能夠進行參數(shù)化的設(shè)計，但是二維繪圖技術(shù)并不能夠根 據(jù)具體環(huán)境設(shè)計出相應(yīng)的繪圖，而三維繪圖軟件

6、則能夠根據(jù)機械的結(jié)構(gòu)尺寸來對 目標(biāo)進行修改。與此同時，在裝配的設(shè)計過程中還可以使用變量化與參數(shù)化的技 術(shù)建立起裝配體各零部件形狀與尺寸間的關(guān)系，進而保證其中某零部件形狀與尺 寸出現(xiàn)變化的時候，可以自動改變其他零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸。這樣就能夠有效地 減少重復(fù)勞動，并縮減設(shè)計的工作量，一定程度上加快了設(shè)計進度，而且還能夠 減少信息存儲量。1.3實現(xiàn)重要零件的有限元分析與優(yōu)化設(shè)計形狀或者受力比較復(fù)雜的重要零件如果使用傳統(tǒng)設(shè)計方法進行設(shè)計，會使設(shè) 計的計算數(shù)據(jù)與實際工作狀態(tài)存在較大差異，因此，為了保證零件工作的可靠性 能，必須要增加安全系數(shù)，這樣就會使零件粗大又笨重。然而，現(xiàn)階段所使用的 三維設(shè)計軟件并

7、沒有有限元分析軟件接口，所以，重要零件在經(jīng)過參數(shù)化三維造 型設(shè)計后就會輸入有限元分析軟件中，可以自動生成有限元網(wǎng)格，進行全面地分 析。若分析結(jié)果與設(shè)計要求不相符，就需要重新造型并計算直至滿意，一定程度 上提高了設(shè)計的水平，并且使得設(shè)計優(yōu)化，有效地減少了材料消耗與成本，提高 了產(chǎn)品可靠性能。1.4有利于觀察零件的裝配在機械制造過程中，經(jīng)常會采用不同的裝配關(guān)系來顯示不同的設(shè)計效果，在 利用計算機輔助技術(shù)進行裝配關(guān)系演示時，能夠及時的不同裝配關(guān)系之間是否存 在問題，一旦發(fā)現(xiàn)問題，就立即對其進行修改，同時，計算機輔助技術(shù)也能夠演 示零件的運作過程，在演示過程中，可以及早的發(fā)現(xiàn)零件本身所存在的問題，能

8、夠有效的提升零件的質(zhì)量。三、逆向工程中CAD的應(yīng)用逆向工程是一種吸收先進設(shè)計的手段，技術(shù)研發(fā)是很重要的，但是研發(fā)成本 是很昂貴的，在研發(fā)的過程中受到現(xiàn)有條件的影響，一些技術(shù)需要很長的時間才 能發(fā)展成熟。這對發(fā)達國家而言是無法想象的。因而在設(shè)計過程中要充分運用科 技成果，在融合新技術(shù)的基礎(chǔ)上要不斷創(chuàng)新。在二次世界大戰(zhàn)后一些發(fā)達國家不 斷提高計算機軟件技術(shù)，為機械生產(chǎn)提供技術(shù)保障。逆向工程只有在實物的條件 下，了解產(chǎn)品的基礎(chǔ)上逆向構(gòu)造零部件的模型，達到產(chǎn)品創(chuàng)新的目的。在以前的 逆向工程的應(yīng)用中主要集中在實物方面，在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對實物模型進 行創(chuàng)新設(shè)計體現(xiàn)出產(chǎn)品的性能，可以通過坐標(biāo)的測量的方法

9、，CAD制圖軟件把實 物轉(zhuǎn)化成虛擬模型。利用計算機輔助功能對產(chǎn)品進行加工處理，可以運用多種技 術(shù)實現(xiàn)逆向轉(zhuǎn)換設(shè)計。可以利用數(shù)據(jù)繪制網(wǎng)格，并對點進行模擬，得到連續(xù)的曲 面再對曲面進行修復(fù)進而獲得實物模型。利用SCZN-TOOLS技術(shù)在生成曲面進行 裁剪、延伸等工作，把曲面轉(zhuǎn)換成實體，利用相關(guān)軟件實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計，完成模 型的重建。四、汽車覆蓋件模具設(shè)計中CAD應(yīng)用汽車覆蓋件模具的設(shè)計不僅影響到汽車的車型，也影響個性化設(shè)置。在汽車 模具的設(shè)計過程中，在對實物的設(shè)計過程中經(jīng)常會出現(xiàn)設(shè)計與工藝人員在施工過 程中工作中相違背的情況。設(shè)計者不能很好的進行生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)，還會出現(xiàn)了 返工的情況這會額外的增加設(shè)計成本，延誤了生產(chǎn)時間，會導(dǎo)致企業(yè)失去市場競 爭力。為了避免這種情況，要在設(shè)計的過程中排除這些情況。汽車模具的設(shè)計過 程包括：根據(jù)市場需求對模具進行設(shè)計，對模具的結(jié)構(gòu)、熱度等問題進行分析并 制作圖紙。要根據(jù)圖紙進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，將實物進行改造，在設(shè)計中遇到的問 題要及時進行修改。結(jié)語：在機械制造中應(yīng)用計算機輔助技術(shù)，能夠有效的提升機械制造的設(shè)計 效果，并且有效的改善了傳統(tǒng)二維繪圖軟件中存在的缺點，在零部件運行方面能 夠進行提前演示，有助于及早的發(fā)現(xiàn)零件中存在的質(zhì)量問題，總而言之，計算機 輔助的應(yīng)用，有效