郑航
郑州飞机装备有限责任公司 河南省 郑州市 450000
摘要：随着科学技术的发展，我国的各种新技术有了很大进展，而机械设计工作也在积极推动各类新技术的不断应用，计算机辅助设计在机械设计工作中的应用较为广泛，不仅为机械设计工作提供了较大的便利，还大大的缩短了产品开展时间，为企业创造了更高的经济效益。文章对计算机辅助设计在机械设计中的应用进行简单探讨。
关键词：工业设计；计算机辅助；机械设计；应用
引言
计算机技术在应用中所表现出的最主要特点就是改进了机械设计制造以往的工作形式，此项技术在机械设计制造中的应用推动了其向着自动化、信息化、智能化的方向发展，因此计算机辅助技术的应用使其整体的工作质量及工作效率都得到了极大的提升，如今此项技术在机械设计制造中的应用越来越广泛、普遍。
1计算机辅助设计基本概念
计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称CAD），在机械设计过程中承担大量的人工难以实际操作的工作，并将其转化为数字、文字、图像等资料在计算机当中进行处理、检索等，在计算机辅助设计当中包含了交互技术、图形变换技术、曲面造型技术、实体造型技术，由计算机软硬件、专业的图形显示终端、图形输入板、扫描仪等共同组成，机械设计人员可以通过计算机辅助设计技术建立三维工作空间，将各类机械设计模型进行真实呈现，大大提升机械设计整体工作效率。
2计算机辅助设计技术在机械设计领域中的实际应用现状
在机械设计和自动化行业领域中，虽然我国相比西方发达国家还有较大的差距，但是和过去相比，我国机械设计和自动化水平已得到极大提高。然而我国存在显著的科技劣势，一些发达国家已成功地将纳米、数控、激光整合等高端技术和传统机械设计制造结合，进而有效提高了机械设计与制造效率、水平，相比之下，我国起步时间较晚，因此，不管是在研究范畴或是深度方面都不尽如人意，尽管如今大部分企业已达到机械自动化控制目标，但是有关计算机辅助设计技术的应用还不完善，始终停滞在机械设计自动化层面上。
3计算机辅助技术在机械设计中的科学应用措施
3.1在绘制设计图中的应用
在机械设计制造中，设计图的绘制是一切工作开展的前提条件，它决定着机械制造的整体方向。在传统机械设计制造中，设计图的绘制基本上都是通过人工来完成，设计者通过对整个设计过程进行仔细了解，并结合机械设备功能和使用环境对设计图进行完善。这种设计方式对设计人员自身素质要求很高，并且设计过程复杂，影响因素较多，很容易导致设计图出现问题，同时为了保证设计质量，造成资源过度浪费。随着时代的发展，计算机辅助技术应用到了机械设计制造领域当中，改变了人工绘制设计图的情况。
3.2零部件和装配图建模
在CAD程序当中，主要包含线框、表面、实体三类模型构建功能，能够直接构建机械产品零部件与装配图实体建模。如经过CAD程序中的基础性体系和布尔运算过后，能够更加简易快速地构建起零部件的三维实体模型，而面对一些结构机理烦琐的零件，则可以考虑预先使用二维几何元素勾勒大体形态，之后再反复进行拉伸、旋转处理来完成造型设计，确保计算完毕之后获取所需的三维实体模型。在机械产品零部件实体模型构建完毕之后，设计人员还可以借助CAD中的三维编辑功能，装配零件模型，随后整合形成机械装配图。
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3.3三维设计
机械设计其实就是使用简单几何体构建复杂系统的过程，而采用计算机辅助软件三维设计，能大大降低设计难度，缩短设计周期，提升工作效率，在设计完成后可以实现对零部件的模拟组装，以便发现设计存在的问题，获取设计灵感，组合出更优化的作品。对于相关的数据分析也可以通过计算机来进行，部分需要利用报表和文档处理的特殊说明，可以通过计算机辅助完成。
3.4工程分析与结构优化调试
机械设计与加工活动存在必不可少的环节，就是科学调整机械产品的力学性能和结构。特别是经过有限元和动力学建模分析，涉及 CAD 程序的工程分析和结构调整功能得以有机拓展。实际上，目前我国许多 CAD 程序都提供了和 ANSYS 等有限元分析软件相互匹配的接口，涉及主体可以选择将机械产品三维实体模型直接导入有限元分析程序之中，保证针对这类模型进行工程分析之后，依照结构实施优化改进。另外，能够借助机械 CAE 程序，针对机械设计的动态特征、碰撞问题、运动情况、结构合理状态、材料强度等，进行细致认证和妥善优化。
3.5逆向工程
在机械设计中，逆向工程是一种消化、吸收和应用先进科学技术的机械设计方法，通过应用这种方法能够提升机械产品的设计效率和质量。但是在机械设计逆向工程应用发展中存在成本耗费大、受市场限制的问题，想要实现有效的机械设计目标需要有关人员投入更多的精力。计算机辅助设计技术在机械设计逆向工程中的应用能够对先进国家的技术更好的消化和吸收，将这些技术转变为自身机械生产设计的动力。传统的逆向工程设计研究和应用注重实体物上，关注是对新产品的制造，具体实施在只有实物模型的条件下，在了解产品设计之后，对产品零部件进行逆向重构的过程。传统逆向工程设计研究往往是通过对产品的拆解和重新构建实现新产品的制造。在计算机辅助设计技术的应用发展下能够借助坐标测量设备、通用 CAD 软件等将实体物进一步转化为 CAD 模型，在计算机辅助软件和计算机集成制造系统的配合下对产品进行处理、再设计。计算机辅助设计技术在逆向工程中的应用以仿真的方式为有关人员的机械产品设计提供了实物分析，加强了有关工作人员对产品特点和产品零部件模型的充分认识。
3.6CAD的实际应用案例
对于汽车车型来说，汽车覆盖件的模具设计具有很大的影响作用，同时还是汽车个性化与更新换代的重要标志。不过在实际的模具设计过程中，却经常会发生设计人员的设计与工艺制造人员的工作相冲突的现象，也即是说，设计人员的设计理念并不能很好地融入到生产与制造环节，这样就有可能会造成返工的出现，从而增加了设计的成本。而基于CAD技术的汽车覆盖件模具设计能够很好地解决这个问题。汽车覆盖件模具的设计过程一般包括：根据市场需求进行模具概念设计；对模具的结构、热度、工艺问题等进行分析并画出图纸；根据图纸进行 CAD模具结构造型设计；将CAD 造型铸造为实物，如有矛盾或不当之处，再返回 CAD 设计。其中尤其应该引起注意的便是CAD的造型设计，这是非常关键的环节的所在，如
（下转第367页）果此处出现问题，将很有可能会对后来的汽车生产产生较大的影响。
结语
在机械设计制造领域中计算机辅助设计的应用可以改变以往手工作业的形式，并且在计算机技术的帮助下可以确保其设计的精准度更高，有效地减少在机械设计制造中存在的误差问题。目前在机械设计制造中此项技术的应用已经得到了良好的推广及发展，但是在实际中还需不断地对计算机辅助技术进行改进及完善，以此来保证其可以为机械设计制造提供更好的辅助设计效果，进而推动机械设计制造现代化建设的进一步完善。
参考文献
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论文作者:郑航
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/13
标签：机械设计论文; 技术论文; 计算机辅助设计论文; 机械设计制造论文; 模型论文; 实体论文; 机械论文; 《防护工程》2018年第18期论文;