计算机辅助设计在机械设计中的应用探讨

赵慧

（沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110045）

计算机辅助设计在机械设计中的应用探讨

赵慧

（沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110045）

Application discussion of computer aided design in mechanical design

计算机辅助设计由于其自身所具备的优势，能有效改善产品的设计精度，缩短产品制造周期，逐步获得了机械制造业的青睐，并将其运用到机械设计中。基于此，文章从计算机辅助设计在机械设计中的优势出发，并以此为基础，对其在机械设计中的应用展开探讨，以供参考。

计算机辅助设计；机械设计；应用探讨

在信息科学技术高速发展的推动作用下，计算机辅助设计技术的发展为我国机械制造业的发展提供了一定的技术支持，同时也简化了机械设计行业的工作流程，为机械设计提供了巨大的方便。鉴于此，市场经济竞争日益激烈的大环境背景下，机械设计人员应增强时代认识，充分意识到计算机辅助设计技术在机械设计中的应用优势，摒弃传统的绘图方法，积极引进计算机辅助设计技术，设计高质量的机械产品。

1 计算机辅助设计在机械设计中的应用优势

1.1 保证了机械产品的质量

计算机辅助设计软件系统中的系统模型能够对机械产品的参数进行精确、精准的调整，为机械设计提供精确的设计基础。除外，计算机辅助设计软件还融合了结构系统和力学体系等物理内容，利用这种技术设计出来的机械产品不仅精确，而且承受力也能够得到科学保证。可见，通过计算机辅助设计在机械设计中的应用，能够有效保证机械产品的质量。

1.2 缩短设计周期，提高工作效率

系统开发人员在计算机辅助设计软件中通过编程输入了相关的参数，机械设计工程师只需要在设计的过程中进行简单的选择，就可以找到有关参数。相比于传统的绘图方式，这种融入了计算机辅助设计技术的设计方式大大缩短了设计工程师的设计周期，机械设计的工程效率也获得了极大程度的提升。除此以外，计算机辅助设计软件开发人员还能够根据机械设计工程师的需要，把工程师的预想模型用编程的形式导入软件中，那么设计工程师在进行机械设计时，就能够快速找到所需模型，设计的工作效率也得到有效提高。

2 计算机辅助设计在机械设计中的应用分析

一般来说，设计、建模、协同、集成、仿真是构成计算机辅助设计的五大要素。其中，计算机辅助设计还包括了优化设计、分析有限元、计算机仿真等内容。现阶段，计算机辅助设计在我国各大行业中的应用已日趋成熟，在计算机技术兴起的最初时期，计算机辅助设计技术还只是局限在计算机辅助绘图领域。在现代化科学技术与设计理念的不断升级与更新下，计算机辅助设计已逐步发展成为涵盖了概念设计、计算机仿真与分析、智能CAD等技术的新领域，并在机械设计行业中取得了突出的成绩。以下就计算机辅助设计在机械设计中的应用进行分析：

2.1 在绘图中的应用

传统的机械设计绘图一般是由设计人员手绘完成，绘图效率及其质量可想而知。而利用计算机辅助设计技术配合使用专门的绘图软件，不仅能够存放一些使用率较高的符号、图形，以方便设计人员进行图形绘制时直接调用，还可以方便设计人员对设计图纸进行快速调整，绘图准确性及绘图效率都得到了大大的提高。再有，机械产品的零件构造较为复杂，有标准与非标准之分在设计的过程中一般会涉及到大量的数据、参数计算。譬如说，在开发参数化绘图软件、直线共轭内啮和齿轮泵轮设计时，往往会选用计算机辅助设计系统中的AutoCAD、Visual Basic平台，采用人机对话的方式，对零件中的参数进行修改设计，以提高齿轮泵轮、直线共轭内啮的性能。除外，机械设计工程师还可以利用软件中的一些工具对图像的尺寸进行设置，在计算机辅助设计软件的帮助下，设计出的图像尺寸将会跟家标准，而且绘图的速度也会大大提高。

2.2 在三维造型中的应用

三维造型是机械设计的重点和难点，在机械设计中具有较高的应用率，尤其是实体造型设计，在机械设计中更为常见。在计算机辅助设计软件当中，三维建模技术是当前使用最为广泛和普遍的技术，特别是线框模型、表面模型以及实体模型。在机械设计工程中进行三维造型设计时，其最主要的理念就是对建模设计实现参数化和变量化的设计。

传统的三维造型设计中，难以实现对建模技术的三维化处理，而利用计算机辅助技术可方便的对实体造型进行处理。机械设计工程师可以根据设计的需要，把实体造型进行相应的分解和组装，并利用计算机辅助技术软件对这些实体进行三维处理，以勾勒出实体造型的三维模型，最终把设计当中的误差降到最低。

2.3 在机械设备中的应用

机械模具的设计是机械设计中最为重要的环节之一。计算机辅助设计技术的应用，能够帮助设计工程师了解注塑模具的特点，从而根据特点设计出适合的冷却系统、模具结构以及成型零件工件，增强模具设计的快捷性、准确性。同时，设计人员还可以利用计算机辅助设计技术，对机械模具造型进行论证与分析，及时发现模具造型设计中存在的不合理之处，针对性的加以改进，为后期机械产品的生产提供精确的参考。以汽车覆盖模具设计为例进行分析。

汽车的覆盖模具设计质量的优劣程度对汽车的整体设计制造产生着极其严重的影响。倘若机械设计工程师所设计的汽车覆盖模具图纸与实体模型之间存在较大的差异，这不仅会引发返工问题，延长设计周期，还会增加机械制造成本，降低效益，从而降低企业在市场上的竞争力。针对这种情况，机械设计工程师可以把计算机辅助设计技术应用到机械模具的设计工作中，采用计算机辅助技术，对模具造型进行论证和分析，针对当中存在的错误参数进行有效的修改和完善，从而避免返工问题的出现，提升机械设计的工作效率。例如：在设计汽车的车门时，就可以采用计算机辅助设计技术建立一个三维立体模型，并对模型进行数据测量，根据测量所得的数据，对车门进行自动化控制和加工，从而提高产品的生产效率。

2.4 在机械系统参数设计中的应用

机械系统参数是机械设计的内容之一。计算机辅助设计在机械设计中的应用，除了可以计算传统的牵引性能外，还可以计算液压系统的速度、刚度、参数校核、系统效率等等。譬如说：机械设计工程师在汽车的车身上做一些深入设计时，首先需要获取机身系统的几何模型，然后运用三坐标测量机对系统的机构进行分析，再使用特定的测量方法采集系统内部的数据，运用相关测量设备对数据进行参数校核，以迅速完成汽车车身的系统设计及加工。

2.5 在设计二次开发中的应用

随着社会对机械设计要求的不断提高，现阶段单一的机械产品已难以满足社会的发展需要。为设计出更多满足社会生产的产品，有必要对机械设计进行二次开发。VBA、AutoLisp由于自身具备了使用方便、操作简单的优势，已成为了当前应用较为广泛的计算机辅助设计技术。然而，由于VBA、AutoLisp这两种设计工具的兼容性不强，设计人员在开发使应注意根据实际情况进行选择，以满足客户对机械设计的特殊要求，提高机械制造业的市场竞争力。

3 结语

实践证明，通过计算机辅助设计在机械设计中的应用，能够很好的满足社会发展对机械设计行业的需求。为此，有关部门单位应增加对计算机辅助设计在机械设计中的应用研究，不断提高机械设计水平，以更好地为机械制造业及社会服务。

[1] 孙凤. 计算机辅助工程在机械设计中的应用[J]. 硅谷，2011年17期.

[2] 蒋英兰. 基于AutoCAD动态块在机械设计中的应用分析[J]. 装备制造技术，2012年10期.

(P-02)

TH122

1009-797X(2016)06-0108-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2016.06.041

赵慧（1979-），女，研究方向为机械CAD。

2016-02-25