计算机辅助设计在机械设计中的应用分析

边涛

关键词：计算机辅助设计；机械设计；应用分析

1.计算机辅助设计及其重要性

1.1计算机辅助设计

计算机辅助设计是通过计算机使用些绘图软件来帮助设计师进行机械设计。原本机械设计是通过手绘来完成的，通过计算机来进行图纸绘制节省大量时间，大大提高工作效率。利用计算机软件，也便于设计师进行一些其它操作，使设计更加合理，也方便设计师对设计产品进行修改，从而使得产品具有更高质量。另外在计算机上设计师还可对产品进行模拟，保证产品合理性。

1.2重要性分析

机械设计是机械工程重要组成部分，是进行机械生产前提。同时也是决定机械性能重要因素，性能好坏取决于设计质量。狭义上讲机械设计指在技术设计过程中，广义上讲机械设计要据设计者要求和现有条件，对机械工作原理和机械结构材料强度，机械零件形状和大小能量传递方式进行分析。并形成具体的描述作为机械制造的依据。这是个创造性工作，是建立在成功经验基础上的，只有结合两者才能设计高质量机器。

机械设计步骤都需计算机帮助，图形编辑和数据计算都需借助软件提供支持。除这些具体工作可利用计算机完成，还可据图纸在计算机上模拟模型，对产品性能和受力情况进行分析，据出现状况进行相关修改不断完善质量，计算机应用技术越来越广的应用到机械设计中。

2计算机辅助设计在机械设计中的应用优势

机械设计中，要将理论知识和实践融合，才能设计出高质量的产品。我国的计算机辅助设计的水平目前还相对较低，但要看清计算机辅助设计在机械设计中应用的优势，并且加强对计算机辅助的研发工作，使得计算机辅助设计软件更好的为机械设计服务。

2.1缩短设计周期

在以往的设计中，偏向于传统的人工绘制，在简单的机械设计中，往往也需要大量的时间来制作，给设计带来了很大的困难，特别是复杂的几何结构的零件，为绘制带来了更大的难度。但如果采用计算机辅助软件进行二维绘图或者三维设计，用一些简单的几何体组建这些复杂的几何机构，以此缩短设计周期，提高工作效率。

2.2产品设计修改

利用计算机辅助技术，在零件设计的时候，即使出现零件出错或不满足相关需求的情况下，我们也可以对产品设计进行修改，相比较传统方式，利用计算机辅助技术，会更加快捷方便。在零件环境中，我们也可以看到零件设计的各个步骤，在调整的过程中能够方便看出问题的出错点，提高了修改的有效性，使应用能发挥其实效性。

2.3观察装配零件

计算机辅助设计可以对某些零件的运动成果进行展示，利用虚拟实验，对装配零件进行观测。通过计算机进行演示，将不合理的地方进行修改，节省了产品试验的费用。例如，在机械设计中，采用不同的装配关系可以出现不同的效果，利用计算机辅助技术将不同的装配关系进行演示，查找器可以对不合理的地方进行显示，方便我们对错误的部分进行修改，使得设计的质量得到提升。

3计算机辅助设计技术在机械设计中应用

3.1三维造型、工程分析和报表中应用

采用实体造型设计时，通过计算机对试题造型进行相关处理会给设计工作带来便利，通过软件处理技术，可将事物造型更加合理的展现出来。采用计算机进行数据分析，使数据分析工作更简单，提高工作效率。机械设计中，对一些特殊数据和报表进行相关说明时均可通过计算机辅助完成。

3.2逆向工程中CAD应用

逆向工程是种吸收先进设计的手段，技术研发很重要，但研发成本很昂贵，研发中受现有条件影响，一些技术需很长时间才能成熟。因而设计中要充分运用科技成果，融合新技术基础上要不断创新。

二次世界大战后，发达国家不断提高计算机技术，为机械生产提供技术保障。逆向工程只有在实物条件下，了解产品基础上逆向构造零部件模型，达到产品创新目的。在以前“逆向工程”应用中主要集中在实物方面，在原有产品基础上，对实物模型进行创新设计体现出产品性能，可通过坐标测量方法，CAD制图软件把实物转化成虚拟模型。利用计算机辅助功能对产品进行加工，可运用多种技术实现逆向转换设计。可利用数据绘制网格，并对点进行模拟，得到连续曲面再对曲面进行修复进而获得实物模型。利用SCAN一TOOLS技术在生成曲面进行裁剪、延伸等工作，把曲面转换成实体，利用相关软件实现参数化设计，完成模型重建。

3.3汽车覆盖件模具设计中CAD应用

CAD技术是企业技术的应用先锋。此技术使我国传统技术发生变革。新技术兴起，对我们汽车企业起推动作用。模具制造、数控加工等方面都起强大作用。如汽车模具CAD技术、汽车车身覆盖件CAD技术、在汽车行业中制造属于密集型和劳动密集性产业。

汽车覆盖是汽车车身、发动机、金属板材等内部零件。是由汽车覆盖件组装而成，不但功能强大，且大方、美观、质量极好、表面光顺。在新设计与开发中的汽车，车身占据主导地位，尤其是冲压模具设计，车身传统开发是以实物模型为车身提供可用信息，其中易出误差、实物模型变形等因素，会影响车身冲压模具设计精度与效率。若想提高精度与效率，保质保量完成就要打破传统模具设计、制作方法。其中采用CAD技术是关键。

一般情况下，冲压模具要经过拉深、修边、整形、冲孔等几道工序。其中最重要是补充面设计。在设计实体模具时要避免内腔、凹、凸模、加强助等潜在干扰因素，可利用CAD技术。设计实体模具前要先绘制出数控刀具路径程序，再检查加工过程可行性。在冲压零件表面设计中必须要使用专用曲面设计软件，才可保证冲压零件表面和模具表面一致。

CAD技术在构建模型、模具结构设计、仿真产品和间库使用中起到非常关键作用。虽然CAD技术能实现参数化，便于与CAM相结合，但计算机运算速度慢、软件占硬盘和内存空间大、设计标准化程度较低、专用行不强、开放性、可靠性和规范性不够。但是只修改对应参数和局部区域修改可提高设计效率。

结语

目前，计算机辅助设计随着社会的变化发展也比较迅速，设计人员必须要根据设计技术和设计理念的不断变化及时的更新自己，使得自己能够掌握新的技术和理念，这样以使得设计的质量得到提高，只有使得设计质量得到提高，才能使得设计的产品能够满足激烈市场竞争的需要。另外，我国的计算机辅助设计的水平目前还相对较低，我们必须加强对计算机辅助的研发工作，这样才能使得计算机辅助更好的为机械设计服务。

参考文献

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