机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用

段立波 张强

【摘  要】从机械设计制造及其自动化的发展情况来看，与计算机技术的融合无疑是重要的发展趋势，其优势主要表现在计算机辅助功能、数控机床、3D以及仿真技术等四个方面，并且对于我国机械制造领域整体水平提升、提高机械产品的质量和精密化以及实现机械制造企业的现代发展都发挥了不可或缺的作用。基于此，本文主要对机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用进行了简要的分析。

【关键词】机械设计制造;自动化;计算机技术;应用

引言

社会为科技提供助力，计算机辅助设计技术采用智能化手段，能够有效减少人工失误率，计算机辅助设计能够具体分析产品实际情况。现代社会不断发展，传统机械设计模式过于落后，计算机辅助设计技术能够避免机械设计与现代社会脱节，计算机辅助设计技术还能够优化设计流程，减少设计成本，优化设计环节。

1机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用优势

计算机技术广泛应用到各行业中，对各行各业的发展都起到了重要的推动作用。计算机技术能够利用三维模型制作软件来对产品进行设计制作，对模型进行修改，成功解决了传统机械设计所面临的问题，提高了机械设计制作水平和工作效率。由于计算机能够对机械零件进行检测，所以零件在保证合格率的同时又减少了成本。此外，计算机能够对资源进行重组，进而有效促进机械行业的發展。

随着科技的高速发展，现代各个机械设计产业更倾向于将电子计算机技术应用到生产中，从而精确地设计出产品，提高产品的质量，对检查不合格、存在问题的零件进行重新设计和修改。现代机械设计员可以摆脱繁琐的手绘设计、尺规作图等复杂步骤，只需要有设计灵感在大脑中进行构思，初步形成设计图，然后利用计算机进行三维模型制作，直观地把产品的成型效果展现出来，使设计思维与实际的产品相结合，大大提高机械设计的工作效率。传统的手绘机械设计要通过复杂的几何实体制作来完成，需要更长的时间，过程更加繁琐。但电子计算机可通过软件来将复杂的几何体进行精确计算，使设计变得更加简单化，提高工作效率，增加收益。

2计算机辅助设计技术在机械设计中的实际应用现状

人工力量有限，计算机辅助设计能够完成机械设计过程中人工难以操作的工作，计算机辅助设计技术渗透机械设计的各个环节，我国机械设计领域迎来了春天，机械设计呈现自动化、智能化发展趋势。计算机辅助技术包含内容较多，其集交互技术、图像变化技术、实体造型技术等为一体，以专业的手法打造最成功的机械产品。计算机辅助设计技术能够在较短时间内实现图文转换，通过强有力手段进入数据终端，在三维工作空间中展示机械设计模型[3]。计算机辅助设计技术在原有基础上改进，其并不是完全脱离传统机械设计，而是在原有基础上进行科技优化，采用最高端的技术为现代机械设计服务。有了计算机辅助设计技术，我国机械设计领域产品设计期望与现实的差距不断缩小，现有情况下应当不断努力，投入时间和精力提高机械设计水平，达到机械自动化控制目标。

3机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用

3.1符号与图形中的应用

设计师在进行机械设计时，会应用到很多的图形符号，而大量符号与图形的设计不光会增加设计人员的工作量，还会增加设计工作的复杂程度，不利于设计精度的提升。将计算机辅助技术应用到设计过程中，能够利用对图形与符号的智能化处理，完成对较多数量符号与图形的处理，同时在处理的过程中还可实现不同类别图形符号的分类与存储，可通过预先设定计划，保障设计工作的顺利进行，不光可大幅度提高设计效率，还可避免产生技术性的失误，能够有效克服符号与图形处理量过大的问题。另外，设计人员也可利用智能索引，按照一定规律完成对图形的排列，可防止由于设计零件规格不一而导致实物偏差，有助于保证设计图形的精确性。

3.2在产品概念设计中的应用

概念设计阶段是后续设计方案确定阶段的基础，而对于机械设计过程来说，除了保障机械在功能上可以满足要求之外，设计人员还应保障概念设计方案能在外观、色彩、风格等方面满足用户要求。在这一过程中，虚拟现实技术的应用可以很好的引导用户参与到实际设计过程之中，促进设计人员与用户之间的沟通，进而提升概念设计阶段的工作效率。在这一过程中，虚拟现实技术的应用可以分为以下几方面：首先，可以由用户对设计方案中的外形特征进行调整。在传统设计模式之下，设计方与用户之间的交流、沟通通常建立在方案多次修改的基础之上，而这样的方式不但费时费力，同时也会导致整体生产周期不断加长。在虚拟现实技术的辅助之下，用户将能自主的对机械外观、色彩、风格等进行调整，并直接获得调整后的方案，直至达到满意的设计效果。其次，设计方可以通过虚拟现实技术对设计思路等进行表达。由于机械设计需要依赖具备一定专业素养的人员来完成，而用户极有可能无法在概念设计阶段理解设计方所提出的设计理念，仅依赖设计图纸很有可能影响到这一工作的开展效率。通过对虚拟现实技术的应用，设计方将能更全面的通过三维的形式对机械设计概念图进行展示，加快设计方与用户之间的交流效率。

3.3三维立体设计中的应用

在机械设计的过程中，传统多以二维的方式进行图形表达，造成部分抽象思维能力不强的工作人员读图时存在较大困难，容易出现失误，而在计算机辅助绘图的情况下，可利用其三维工作空间，以立体的方式呈现所绘制图形，可将图形以更为直观的形式展现在人们眼前，有助于充分了解设计零件的整体情况，并可以此为基础完成对设计产品功能的评估，可实现将复杂的问题简化，有助于对整个设计流程把控。线框、表面、实体是CAD程序中三大模型构建功能，在现实过程中能够利用这三大功能完成模型构建。各零部件之间需要按照严格的顺序排列，CAD程序借助布尔运算能够制定最合理的部件布局，零部件呈现最佳分布状态。三维实体模型中不可避免地会出现一些不符合条件的零件，这些零件的机理磨合度较低，这时候可以借助计算机辅助设计技术改变零件形态，最终满足现实需要。数据计算无误后构建机械产品零部件实体模型，完成这项工作之后还需要进行后续加工。这时候机械设计人员能够借助计算机辅助设计技术进行模型操作，重新装配零件模型，确保机械装配图的完整性。

结束语

计算机技术对于机械设计行业起着重要作用。对于工程设计，能够不再使用传统的手绘设计，使工程设计更加简单化，节省大量的人工成本。对于工程制作，不仅节省工程制作的时间，而且产品质量也得到提高。目前计算机在机械设计中的应用并未得到广泛的传播，还处在初级阶段，要想更多的企业接受计算机技术，就应不断创新，寻求设计出更加精准的产品的有效方式，提高产品质量和合格率，使机械设计行业处于领先地位，促进机械设计行业进一步发展，实现机械设计行业的智能化和高效化。

参考文献：

[1]朱子岩.机械设计制造及其自动化中计算机技术应用分析[J].南方农机，2019，50（01）：185.

[2]王琳琳.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用[J].科技创新导报，2018，15（33）：1+3.

[3]史欣欣.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].中国金属通报，2018（08）：61-62.

[4]严林凯.基于计算机技术的机械精密加工技术探讨[J].电脑迷，2017（04）：145.

[5]董雪婷，齐骥，刘文俏.计算机图形技术在机械制造中的应用探讨[J].电脑迷，2017（03）：114.