计算机辅助技术在机械设计制造中的应用

杨志龙

摘要：在计算机技术飞速发展的背景下，各行各业在计算机技术的辅助下都取得了一定的发展优势，机械设计制造行业作为现代工业化社会发展过程中极为重要的行业，为进一步提升这一行业的发展质量，将计算机技术与机械设计生产制造融为一体已经成为降低人力资源消耗、提升机械设备生产质量的最有效的方式之一。基于此，本文针对计算机辅助设计在机械设计中的应用优势展开探讨，并从多个角度对该技术在机械设计中的实际应用进行研究，以供参考。

关键词：计算机辅助技术;机械设计;应用研究

引言

随着机械制造装备业向着智能化和自动化发展，各种数控自动化操作、智能化技术的应用都离不开计算机辅助技術，需要依托其来完成，所以关于计算机辅助技术的研究，对机械设计制造行业的发展起着重要的推动作用。在计算机辅助技术的配合下，机械设计制造行业稳步发展，不仅提高了机械设计生产效率，还能保障设计制造质量，实现了企业更好的发展。

1机械设计制造的概述分析

传统的机械制造生产模式主要是依赖于人工实现生产制造，因此会造成生产工作内容庞大且复杂，同时也无法对于工业生产过程当中即将可能出现的生产问题进行及时的发现以及解决，面对生产制造过程当中的设计不合理以及生产技术难点等相关问题不能够做出提前的预判以及处理，但是通过计算机辅助技术可以将生产过程进行提前的模拟，将工业生产过程当中的每个环节利用信息数据进行拆解呈现，使得工业生产过程当中的每一项生产步骤和生产过程当中应用的每一个技术要点都能够通过信息数据得到分析以及展示，之后利用自动化技术来对于所采集到的相关信息数据进行比对以及分析，进而及时的发现工业生产步骤以及应用技术当中的不合理之处，然后展开具有针对性的纠正以及问题的解决，针对于工业生产过程当中不可避免会发生的相关问题能够通过技术化手段进行提前的措施准备以及生产预警。方便相关工作人员对于机械生产当中应用的相关设备进行问题的及时发现以及改进，通过及时的对于设备进行维修及保养可以延长生产设备的使用寿命，保障机械生产设备可以安全且稳定的可持续性运转。

2计算机辅助技术在机械设计制造及自动化中的优势

2.1提升机械设计制造效率

在当前机械设计制造工作开展的过程中，计算机辅助技术的合理应用可以在一定程度上简化传统手工机械设备生产操作的流程，缩短生产时间，达到提升机械设备设计生产制造效率的目的。同时，这种自动化程度较高的设计制造方式还能提升机械设计制造产品的精确度，便于生产企业有效地控制产品的质量，降低产品的生产成本，提高自身的经济效益。以汽车发动机制造为例，过去的发动机生产过程中，受零件装配、零件质量等因素的影响，发动机的生产质量、效率往往存在较大的不确定性。现阶段，将自动化机械设计制造应用于汽车发动机生产过程中，由自动化打号机、拧紧机、可调机械臂等设备代替人工组装零部件。

2.2提升机械设计制造安全性

在传统的机械设计制造过程中，大多由人工操作机械设备，进行产品的生产，受机械设备故障、人员操作失误等问题的影响，这种生产方式往往存在较多的安全隐患。现阶段，为了在降低安全隐患出现概率的基础上，切实降低产品的生产成本，将计算机辅助技术应用于机械设计生产过程中，减少人工工作量，在提升机械设计生产自动化水平的同时，有助于降低机械设备对人员的伤害。同时，将计算机辅助技术应用于机械设计制造工作中，可以由计算机系统有效监控机械设计制作的流程，并且通过对各项数据进行分析记录的方式，及时发现机械设计制造过程中设备中的故障并处理，避免对机械设计制造活动产生不利影响。

3计算机辅助设计在机械设计制造中的应用

3.1绘制工程图

在机械设计制造中，工程图的绘制是开展其他工作的重要前提，通过工程图纸能对机械零部件的构造、制造要求、各项参数有直观的了解，保证了机械设计制造的质量和效率。设计图的绘制如果达不到生产标准，会直接影响最终的制造环节，传统的手工绘制工程图，不仅耗费专业技术人员的时间成本，同时在后期分析过程中如果出现问题需要对图纸进行修改，难度也较大。为了提高工作效率，确保绘图达到标准要求和设计需求，不影响后续制造加工，保证图纸质量满足应用需求并符合行业标准，保证图纸的准确度，计算机辅助技术的应用就显得至关重要。随着计算机技术的不断发展，利用计算机辅助技术可以进行二维图的绘制，软件可以自动生成设计数据，可以方便技术人员直接进行核查修改，减轻人工负担，实现工程图的高效绘制和校正工作，为后续的零件制造打好基础，为企业效益增收提供帮助。

3.2三维建模

计算机辅助技术在机械设计制造中重要的一项功能就是对机械零部件进行三维建模，这是科学技术迅速发展给机械制造行业带来的新契机。三维建模具体操作过程就是通过相关软件的特征约束，充分利用实体、面、线框造型的优势创建旋转扫描各类实体，实用性极强。在机械设计制造过程中常常需要对产品实体造型进行设计，还可以进行参数化设计和编辑，也可对零件进行装配，实现可视化效果，更直观地展示产品结构。通过机械产品直观的立体展示有助于设计师对产品进行分析和观察，为机械设计工作提供可靠保障，有针对地解决问题，减少对人工的依赖，从而提高机械设计的效率。

3.3仿真设计

计算机辅助技术除了应用在二维绘图和三维建模中，还可进行数字仿真，这是由三维建模技术发展而来的新技术。该技术具体来说就是可以对机构进行工程学仿真，即进行运动仿真设计、运动学分析和动力分析，同时还可以对复杂运动进行力学模拟和评估，通过这一功能，实现对机构静态、运动学和动力学模拟，通过分析结果对设计方案进行评估，准确找出模型存在的问题，对存在的不足之处全面分析，采取针对性措施，解决现阶段机械设计存在的各项安全隐患问题，保证机械设计的合理性和准确度，实现产品的优化设计，从而提高产品质量，满足生产设计需求。

3.4加工制造

计算机辅助制造可以实现机械产品零件加工制造，如切削、铸造等加工。例如在数控切削加工过程中，通过CAM软件可以构建基本的切削方程，依据零件类型材料及现有机床的情况可以对加工中的切削量和速度以及加工轨迹等进行调整，从而在确保零件加工精度及技术要求的前提下，提高加工效率降低能源的损耗。计算机辅助制造不仅可以应用到机械制造的数控切削机床之上，还能够用于冲压机、工业机器人、焊接机等其他设备的控制当中。同时，应用相应指令实现对机械设计过程的全面控制，保证设计的合理性，为智能化机械设计作业提供支持，在做好相应控制作业的同时，对机械加工的环节进行全面分析，针对不足之处进行优化调整，保证机械加工过程更为安全有效。通过计算机辅助技术的配合，提升机械设计制造的现代化和自动化水平，实现该行业的稳步有序发展。

结语

综上所述，通过应用计算机辅助技术，不仅能够提升机械设计制造的质量和效率，还能实现为企业提供高级技能应用型人才，保证机械制造业的升级发展。因此，国家应加大对新兴技术的研发，继续推进计算机辅助技术在机械设计制造中的应用，为实现机械产业的持续发展作出贡献。

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