计算机辅助设计在机械设计中的运用

张庆亮

江阴名旭模塑有限公司江苏江阴221400

摘要：如今，计算机技术可谓横扫全球各个领域，掀起了一浪高过一浪的话题。在机械设计中，开展计算机辅助设计可以提高工作效率和产品的质量。本文主要对计算机辅助设计在机械设计中的应用意义进行了分析，再提出了计算机辅助设计技术在机械设计中的具体应用。并指出，计算机辅助设计在我国还需要进一步加大自主研发力度。

关键词：计算机；设计；机械设计；汽车零部件

引言：计算机的功能有很多，利用这一技术辅助机械设计可以提高设计的准确率，使设计人员能够对产品进行有效的分析与精确设计。计算机辅助设计可以提高机械设计的效率，缩短机械制造时间。因此，本文通过分析计算机设计对机械设计的辅助应用，进一步说明计算机的能力，以及机械设计的发展方向。

一、计算机辅助设计在机械设计中的应用意义

计算机辅助设计技术可以借助强大的数据计算能力和图形处理分析能力，以及绘图软件实现对产品的精确设计。与传统的机械设计相比，计算机辅助设计可以提高设计效率与精度，使一些工程零件可以得到最大程度的精确设计。由于计算机能够实现高速、准确的计算，在设计零件的时候，就可以获取零件的精确数据，减少设计误差。在传统的机械设计中，设计人员一般都通过手工操作的方式进行图纸绘制，对于产品而言，这种设计方式就可能会存在误差。如果利用计算机辅助设计，就可以实现对产品的有效开发和修改，使产品质量能够得到保证。

1、实现和人脑思维适应性的匹配

计算机辅助设计可以帮助设计人员获得更加开阔的思维。由于设计师在设计产品的时候需要提前进行构思，再通过具体的绘图进行表达，因此，若是能够使这一表达方式更加具体、形象，就可以有效提高设计的准确性。计算机可以设计出三维模型，使构思的产品更加具体。通过三维模型可以反映出产品的属性、形状，对产品设计具有一定的辅助作用。

2、提升机械设计的工作效率

利用计算机辅助设计可以进一步提升机械设计的工作效率。设计师头脑中构思的物体状态可通过三维模型进行展示，不管产品有多复杂，这种模型都可以展现出非常全面的信息。再利用计算机强大的计算功能对实体进行计算，化复杂为简易的纤细线型，这样就可以有效降低设计难度，缩短产品设计周期。

3、方便对机械设计零件修改

采用计算机辅助设计能够实现对零件的修改，使各种零件的设计都可以顺利完成。由于不同零件所面临的环境不同，因此，在开展设计的时候就需要搜集环境的信息和零件的信息，使零件设计更加方便快捷。设计之后，就可以根据需求对零件进行有效搭配，减少不必要的设计误差。在装配环境下，机械设计工作人员可以根据箱子的形状在较短的时间内设计出和箱子相匹配的箱盖。如果零件设计完毕后，发现需要有修改的地方，也可以利用计算机进行修改。修改完毕后，不断总结经验，进一步优化机械设计步骤。

4、提升机械产品的设计质量

计算机辅助设计代表着信息技术，其与机械设计的融合体现出机械设计领域正在不断与时俱进。许多机械产品在设计的过程中，需要借助计算机这一技术进行辅助，提高质量，使其在未来的应用中有保障。计算机辅助设计技术能够提高设计精度，使产品的设计得到进一步优化，确定产品是否受力均匀，性能是否可以达到要求。同时，计算机辅助设计还能够找出产品设计中存在的问题，剔除不足，实现整体产品设计优化。对于许多企业而言，需要通过精确的机械设计提高产品质量，而计算机辅助设计可以对机械设计零件的位置、大小和形状进行准确描述，使设计人员的设计意图得到准确表达。机械制造行业的发展正随着计算机的应用而蒸蒸日上，其产品的质量也会得到保障。

二、计算机辅助设计技术在机械设计中的应用

1、在机械设计逆向工程中的应用

逆向工程在机械设计中的占据十分重要的位置，该方法依赖先进的科学技术对产品进行设计。不过，逆向工程很容易受到限制，在机械设计中没有充分达到设计的目的，反而还耗费了大量的成本，也容易受到市场环境的影响。这就需要应用计算机辅助设计技术，使其可以有效辅助逆向工程，进一步提高产品的设计效率，确保产品质量。设计人员往往需要投入更多的精力，不过，有了计算机辅助设计技术之后，就可以使工作人员的精力得到有效分散，将先进的技术变成机械设计的有效动力。

传统的逆向工程设计虽然研究领域比较新颖，而且对新产品的设计有很大的帮助，不过，其研究重点是实物与实体，前提就是必须要有实物模型方可实现对产品的设计。如果没有实物，就无法对零件进行逆向与重新构造。逆向工程在传统设计中的思维也侧重于对产品进行拆解，构建，使得各种新产品横空出世。对于计算机辅助设计技术的应用一般会借助CAD软件构建成模型，使逆向工程从传统的实体依据变成三维模型。在这种情况下，还会有计算机集成制造系统予以紧密配合与处理。同时，计算机辅助设计技术还可以对产品进行仿真设计，使其最大程度符合实物的具体形态，而这也与逆向工程的设计依据相吻合。设计人员根据相应的模型可以进行分析，在逆向工程中注重突出产品的特点，使设计更加完善。

2、在汽车覆盖件中的应用

在汽车覆盖件的设计中，可采用计算机辅助设计技术，使设计人员在设计中突出产品的功能，实现对汽车的个性化设计。在传统的汽车覆盖模型设计中，常常会出现设计人员设计和工艺人员设计之间的冲突现象，使设计人员无法在汽车覆盖件生产和制造环节中有效工作，不仅可能会有重新设计、制造的问题，还会增加设计成本，显然，这对于产品质量会有很大的影响，还会降低生产效率。

利用计算机辅助设计技术可以使得汽车覆盖件设计满足多元化的需求，使产品具备市场竞争力。在模具结构的制造、模具工艺等问题的分析上，同样可以利用计算机辅助设计技术，实现对问题的有效分析。在该技术的帮助之下，汽车覆盖件设计可以实现实物的缔造，充分反应、跟踪实物的设计现状，有问题就可以及时呈现，及时确定相应的调整方案。

在传统的汽车覆盖件设计绘图中，设计人员通常是依靠手工绘图的方式展现产品，显而易见，一旦应用于实践之中，就可能会出现许多问题。应用计算机辅助设计技术可以提高产品绘图的准确性和真实性，使产品的设计质量得到保障。

3、在零件装配观察中的应用

设计人员对于零件装配的设计也可以借助计算机辅助设计技术实现。因为零件装配设计需要展现出不同的设计理念，从而达到不同的设计效果，计算机辅助设计技术可以实现不同零件的不同搭配，并选择出最佳的搭配方案。在搭配的过程中，还需要注意机械零件装配设计的时间，显而易见，利用计算机辅助设计就可以达到这样的效果，大大提高工作效率。

在计算机辅助设计中，需要根据机械产品的特征，找到设计的主旨，确保产品的设计准确度。利用计算机强大的图形处理能力和运算能力，可以化复杂为简单，化实物为模型，使设计人员能够有效结合模型开展产品设计。由于计算机辅助设计技术在我国的应用处于摸索阶段，尤其与发达国家相比，还存在较大的差距，因此，我国要加大自主研发力度，使计算机的辅助设计技术走向新的阶段。在机械设计中，需要尽量提高产品的设计精度，确保产品质量，而这则需要计算机辅助设计技术的鼎力支持。

参考文献：

[1]邓瑜.浅析计算机辅助设计在机械设计教学中的应用[J].赤峰学院学报（自然科学版），2017，33（06）：214-215.

[2]刘希望.计算机辅助设计技术在机械设计中的运用[J].科技创新与应用，2017（03）：134.

[3]鲁娣.计算机辅助设计在机械设计教学中的运用[J].福建质量管理，2016（05）：202.