計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

1、計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用摘要：近年來，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)輔助技術(shù)也得到了更大的發(fā)展空間。計(jì)算機(jī)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(jì)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(jì)算機(jī)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(shí)，提升了機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，可見計(jì)算 機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用是有著重要地位。本文就計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械 制造中的應(yīng)用展開了探討。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)；機(jī)械制造；應(yīng)用引言：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展機(jī)械制造的設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)輔助技術(shù)而進(jìn)行，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有效的提 升了繪圖軟件的繪圖效率和設(shè)計(jì)方案的合理性，并且能夠有效的降低失誤率，在 機(jī)械制造的其他方面，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)也一直在發(fā)揮著重要作用。一、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展和重要性機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)的前提。同時(shí)也是決 定機(jī)械性能的重要因素，機(jī)械性能的好壞取決于設(shè)計(jì)質(zhì)量。從狹義上來講機(jī)械設(shè) 計(jì)是指在技術(shù)設(shè)計(jì)過程中，從廣義的上來講機(jī)械設(shè)計(jì)要根據(jù)設(shè)計(jì)者的要求和現(xiàn)有 的條件。對(duì)機(jī)械的工作原理和機(jī)械的結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度，機(jī)械零件的形狀和大小能 量的傳遞方式進(jìn)行分析。并形成具體的描述作為機(jī)械制造的工作依據(jù)。這是一個(gè) 有創(chuàng)造性的工作

3、，也是建立在成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，只有將兩者結(jié)合起來，才能 設(shè)計(jì)高質(zhì)量的機(jī)器。機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟都需要計(jì)算機(jī)的幫助，圖形的編輯和數(shù)據(jù)的 計(jì)算都需要借助計(jì)算機(jī)軟件的提供支持。除了這些具體的工作可以利用計(jì)算機(jī)完 成后，還可以根據(jù)圖紙沒在計(jì)算機(jī)上模擬一個(gè)模型，對(duì)產(chǎn)品的性能和受力情況進(jìn) 行分析，根據(jù)出現(xiàn)的狀況進(jìn)行相關(guān)的修改不斷完善產(chǎn)品的質(zhì)量，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) 越來越廣泛的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)加工中。二、三維造型、工程分析和報(bào)表中的應(yīng)用在采用實(shí)體造型設(shè)計(jì)時(shí)，通過計(jì)算機(jī)對(duì)試題造型進(jìn)行相關(guān)的處理會(huì)給設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，會(huì)使

4、數(shù)據(jù)分析工作更簡(jiǎn)單。提高工 作人員的工作效率。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，對(duì)一些特殊的數(shù)據(jù)和報(bào)表要進(jìn)行相關(guān)的 說明。這些工作可以通過計(jì)算機(jī)輔助來完成。1.機(jī)械設(shè)計(jì)中三維設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)1.1三維設(shè)計(jì)更形象更直觀機(jī)械設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行零件設(shè)計(jì)的時(shí)候，最初設(shè)想都是三維實(shí)體，而且還有具 有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)關(guān)系的三維實(shí)體。因?yàn)樵械睦L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(zhǔn)，使 用正投影的方法形成二維視圖，但是并不能形象地表達(dá)設(shè)計(jì)人員的三維設(shè)想，而 在CAD軟件快速發(fā)展的同時(shí)，利用該軟件就可以從三維模型開始進(jìn)行設(shè)計(jì)。三維 設(shè)計(jì)方法最佳的優(yōu)勢(shì)就是更加形象，更加直觀，設(shè)

5、計(jì)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(jìn)行，而且還可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干涉分析。簡(jiǎn)單地說，可 以在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)模擬裝配、運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而確保設(shè)計(jì)可以與實(shí)際過程更相符。1.2可以實(shí)現(xiàn)變量化與參數(shù)化的設(shè)計(jì)變量化與參數(shù)化是三維設(shè)計(jì)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(jì)結(jié)束后，如果想要進(jìn) 行二次修改，就必須要對(duì)已經(jīng)繪制好的線條進(jìn)行修改，這樣是很浪費(fèi)設(shè)計(jì)時(shí)間的。 但是，應(yīng)用了計(jì)算機(jī)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(jìn)行參數(shù)化的設(shè)計(jì)，但是二維繪圖技術(shù)并不能夠根 據(jù)具體環(huán)境設(shè)計(jì)出相應(yīng)的繪圖，而三維繪圖軟件

6、則能夠根據(jù)機(jī)械的結(jié)構(gòu)尺寸來對(duì) 目標(biāo)進(jìn)行修改。與此同時(shí)，在裝配的設(shè)計(jì)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(jìn)而保證其中某零部件形狀與尺 寸出現(xiàn)變化的時(shí)候，可以自動(dòng)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(dòng)，并縮減設(shè)計(jì)的工作量，一定程度上加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度，而且還能夠 減少信息存儲(chǔ)量。1.3實(shí)現(xiàn)重要零件的有限元分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，會(huì)使設(shè) 計(jì)的計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)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(huì)使零件粗大又笨重。然而，現(xiàn)階段所使用的 三維設(shè)計(jì)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(jì)后就會(huì)輸入有限元分析軟件中，可以自動(dòng)生成有限元網(wǎng)格，進(jìn)行全面地分 析。若分析結(jié)果與設(shè)計(jì)要求不相符，就需要重新造型并計(jì)算直至滿意，一定程度 上提高了設(shè)計(jì)的水平，并且使得設(shè)計(jì)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(jī)械制造過程中，經(jīng)常會(huì)采用不同的裝配關(guān)系來顯示不同的設(shè)計(jì)效果，在 利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行裝配關(guān)系演示時(shí)，能夠及時(shí)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(duì)其進(jìn)行修改，同時(shí)，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)也能夠演 示零件的運(yùn)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(jìn)設(shè)計(jì)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(zhǎng)的時(shí)間才 能發(fā)展成熟。這對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家而言是無法想象的。因而在設(shè)計(jì)過程中要充分運(yùn)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(dá)國(guó)家不 斷提高計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，為機(jī)械生產(chǎn)提供技術(shù)保障。逆向工程只有在實(shí)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(dá)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(shí)物方面，在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)物模型進(jìn) 行創(chuàng)新設(shè)計(jì)體現(xiàn)出產(chǎn)品的性能，可以通過坐標(biāo)的測(cè)量的方法

9、，CAD制圖軟件把實(shí) 物轉(zhuǎn)化成虛擬模型。利用計(jì)算機(jī)輔助功能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工處理，可以運(yùn)用多種技 術(shù)實(shí)現(xiàn)逆向轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)?？梢岳脭?shù)據(jù)繪制網(wǎng)格，并對(duì)點(diǎn)進(jìn)行模擬，得到連續(xù)的曲 面再對(duì)曲面進(jìn)行修復(fù)進(jìn)而獲得實(shí)物模型。利用SCZN-TOOLS技術(shù)在生成曲面進(jìn)行 裁剪、延伸等工作，把曲面轉(zhuǎn)換成實(shí)體，利用相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，完成模 型的重建。四、汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)中CAD應(yīng)用汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)不僅影響到汽車的車型，也影響個(gè)性化設(shè)置。在汽車 模具的設(shè)計(jì)過程中，在對(duì)實(shí)物的設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝人員在施工過 程中工作中相違背的情況。設(shè)計(jì)者不能很好的進(jìn)行生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)，還會(huì)出現(xiàn)了 返工的情況這會(huì)額外的增加設(shè)計(jì)成本，延誤了生產(chǎn)時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致企業(yè)失去市場(chǎng)競(jìng) 爭(zhēng)力。為了避免這種情況，要在設(shè)計(jì)的過程中排除這些情況。汽車模具的設(shè)計(jì)過 程包括：根據(jù)市場(chǎng)需求對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)模具的結(jié)構(gòu)、熱度等問題進(jìn)行分析并 制作圖紙。要根據(jù)圖紙進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將實(shí)物進(jìn)行改造，在設(shè)計(jì)中遇到的問 題要及時(shí)進(jìn)行修改。結(jié)語：在機(jī)械制造中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，能夠有效的提升機(jī)械制造的設(shè)計(jì) 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(diǎn)，在零部件運(yùn)行方面能 夠進(jìn)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(jì)算機(jī) 輔助的應(yīng)用，有效