计算机辅助设计技术在机械设计中的应用

聂勇军

（广州航海学院机械工程系，广州510725）

1 计算机辅助设计技术在机械设计中的应用优势

1.1 提高机械设计效率

计算机辅助设计技术具有显著的高效性，应用计算机辅助设计技术可以立体化地展示机械设备内部的各个配件的功能和特点。在实际进行机械设计工作的过程中，计算机设备的计算程序是机械设计工作最为基础的功能，辅助设计程序可以有效提升计算分析的精准性。在机械设计的过程中，应用计算机辅助设计技术可以实现数据的自动运算，减少人力资源的投入，大幅度缩减人工成本，节省机械设计时间，降低整体工作强度。同时，计算机辅助设计技术在机械设计领域中的有效应用还可以针对客户的要求，快速进行机械产品的修改和完善，使得机械设计工作更加合理和便捷。相关设计人员可以有效应用辅助程序进行原有方案的修改，减少设计人员的工作压力，进一步提高机械设计工作的效率和质量，使得传统的设计工作模式获得有效创新和优化[1]。

1.2 提高数据处理的精准性

机械设计活动对数据的要求比较高，利用计算机辅助设计技术和计算机辅助设计平台的实施监控功能，能够更好地进行数据的监督和管理，提高数据编辑和修改的速度，设计人员只需要借助计算机辅助设计系统便可以简单地在数据出现错误时直接完成数据修复工作，方便计算机辅助设计工作人员，及时发现设计过程中存在的问题和不足，并科学地完成信息的处理以及上报工作。机械设计工作在数据修改过程中，并不需要耗费大量的人力和物力，利用CAD 技术建立数学模型，可以最大限度地进行实物三维立体的还原。其次，还可以建立起三维产品模型，保证模型具有稳定性。投入市场时由专门人员进行模型检测，保证机械设计的安全性，有效消除机械设计的安全隐患。信息系统的有效应用可以打破原有时间和空间的限制，充分利用计算机系统强大的计算能力和控制能力，减少数据处理时间和分析时间，可以集合处理分析及设计为一体来开展计算机设计工作。另外，计算机系统的辅助设计应用可以多角度、全方位地进行产品的监督和管理，减少不必要的人力资源的浪费，提高机械设计产品的可用性[2]。

1.3 缩短机械设计工作周期

应用计算机辅助设计技术可以持续缩短机械项目的设计周期，减少原有机械设计活动对人力资源的限制，减轻设计师的工作压力。工程项目设计人员在遇到某些比较复杂的机械结构时，可以应用CAD 计算机辅助设计软件进行三维立体结构的快速展示和设计，通过简易的零件组合模式呈现烦琐的零部件结构，在提高设计效率的同时有效降低了设计工作的难度，保证设计活动的有效性和科学性。同时，计算机辅助设计技术的研究还可以避免成本和时间的过度浪费，设计师可以对简易的零部件进行重新组装，保证技术条件的科学化改良，从而可以创造更加优质的创新型机械产品[3]。

1.4 零件的修改和设计更加方便

机械设计在实际进行的过程中难免会出现一些不合理和不科学的问题，影响机械整体呈现的效果和功能。因此，机械相关设计人员需要结合设计要求以及工作特征进行科学的调整和优化。传统的机械设计方式应用手绘的方法修改难度比较大，有的甚至需要重新进行设计图的绘制。计算机辅助技术的有效应用可以科学地解决这一弊端问题，在整体设计上通过模拟装配环境进行更换零件的有效推演，使得机械设计活动可以更加方便和简便，达到最佳的机械设计整体效果，有效降低机械设计的成本问题[4]。

2 计算机辅助设计技术在机械设计中的应用

2.1 三维造型

计算机辅助设计技术在机械设计中的应用可以通过三维造型设计来实现，通过计算机辅助程序立体直接地展示出机械产品的三维信息，给设计人员的设计思路和设计过程提供有效帮助。在计算机辅助设计技术的应用背景之下，设计人员可以直观和快速地进行设计方案的修改与调整，保证设计质量和设计效果。另外，计算机辅助设计软件还可以分析整合原有的产品的版本，为后续产品的优化和升级提供科学的意见，在辅助设计技术应用的过程中加强三维造型效果的优化，能够显著提升计算机辅助技术的应用效率和质量，使得三维造型设计活动能够更加快速准确地完成。

2.2 计算机辅助设计技术

在实际机械设计过程中，需要充分利用CAD 程序和软件系统的3 大功能进行模型的构建与完善，严格按照相关规定和设计原理进行各零部件之间的顺序排列。借助布尔运算进行最合理的部件布局，实现零部件最佳的分布状态。在实际工作的过程中，难免会遇到三维实体模型中一些不符合条件的零件，这些连接的零件磨合度比较差，可以应用计算机辅助设计技术对零件状态进行改变，满足实际工程项目的建设要求。构建机械产品零部件的实体模型，并做好后续加工和完善工作，设计人员要利用计算机辅助设计技术进行模型操作，对零件模型进行重新装配，确保机械装配图的完整性和科学性。

2.3 工程分析与结构优化调试

在机械设计的过程中，需要结合机械产品的功能要求，科学调整机械产品的力学结构以及力学性能。通过动力学建模分析以及有限元分析，做好CAD 程序工程分析工作以及结构调整工作。从当前我国工程项目和机械设计情况开展来看，我国很多CAD 程序都提供了有限元分析软件相互匹配的接口，可以利用软件系统将机械产品的三维实体模型直接在有限元分析程序之中导入，依照结构实施改进和优化，保证三维模型的设计效率。其次，还可以应用机械设计程序对这些设计的碰撞问题动态特征、结构合理状态、运动状态以及材料强度进行妥善优化和细致认证。

2.4 计算机辅助设计技术在逆向工程中的应用

在机械设计领域，有时会采取逆向工程的形式进行机械设计活动，逆向工程设计技术的设计手段比较先进，能够更好地满足行业发展的需要。在当前科学技术迅猛发展的背景下，需要结合最新的科技成果，对逆向工程的设计手段进行持续创新。计算机辅助技术的应用可以结合CAD 制图软件，有效利用测量坐标的方式将逆向工程的侧重点转向为虚拟模型，减少逆向工程应用过程中的工作量，提高逆向工程的应用效率和应用质量，保证机械设计的效果。

3 结语

综上所述，计算机辅助设计技术在机械设计中的应用能够有效提升机械设计的质量和机械设计的效率，减少机械设计过程中失误问题的发生，是当前科学技术持续进步的必然趋势。计算机辅助设计技术的应用可以保证整体机械设计的精准度，有效提高机械设计的信息处理水平和信息处理效率，提高了机械设计的自动化水平和智能化水平，通过全新的作业方式优化设计环节，提高设计效率，减少人工失误和设计成本，促进机械设计行业的持续稳健发展。