计算机辅助设计技术在机械设计中的应用探讨

计算机辅助设计技术在机械设计中的应用探讨

建科机械(天津)股份有限公司天津300000

摘要:近几年随着我国计算机技术的飞速发展,各行各业都将计算机技术应用到其中,为不同行业提供了更加便捷的工作途径。计算机技术应用到机械制造行业中,不仅具有较大的优势更具有良好的发展前景。通过计算及辅助设计技术来进行机械设计具有较多优势,文章首先对其进行详细阐述,再根据计算机辅助技术在机械设计中的发展现状总结了计算机技术在机械制造行业中的主要应用,据此提出了计算机辅助设计技术在机械制造业中的良好发展前景。

关键词:计算机技术;辅助设计技术;机械设计;实际应用

引言

随着计算机技术的进步,计算机辅助设计技术被提出并实际应用到机械制造业中。计算机辅助设计技术指的是设计师利用计算机以及相应的一些配套绘图软件来辅助进行机械设计,转变了传统的机械设计采用手绘方式来完成图纸绘制的局面,节省了大量的工作量和工作时间,大大提高了设计工作效率。另外,利用计算机软件使设计师的其他一些操作更加便捷,例如,修改、细节删减等等,设计过程显得更具合理性,质量更高。计算机辅助设计技术更重要的一个应用是对产品进行虚拟的模拟仿真,只有产品通过仿真能够得到预期成果,才能被实际制造,保障了产品合理性,节约了返工时间。文章对其进行深入的阐述。

一、计算机辅助设计技术的优势

1.1面向用户的设计方式

设计师在使用计算机辅助设计软件进行产品设计过程中,通常软件是面向用户的、图形化的设计方式,能够更加直观生动地真实反映出产品的几何形状。设计师在设计时通常按照先构思再表达的步骤进行,在脑海中构思出的产品模型是具有三维结构的,因此,在设计时通过具有三维显示能力的计算机软件来作为辅助,能够简单直接的将产品设计并显示出来,有利于设计师更加准确地表达产品图形,促使设计师在原产品的基础上进一步提升产品细节,激发创造力。

1.2提升工作效率

通过计算机进行三维的机械设计,有利于呈现出较为复杂的几何造型。例如,利用简单的几何实体来实现较为复杂的几何实体,自动生成截交线以及纵贯线,减少设计工作量,同时能够减少设计工作时间,提升效率。另外,通过计算机辅助设计三维CAD系统,并开发全新的机械设计,则只需对产品部分零件进行重新制造及设计就可以实现,在原设计的基础上,大部分的零件都可以保留以往的信息,这样能够大大提升机械设计工作效率,并降低工作难度。另一方面,计算机辅助设计系统能够进行多样化的设计,具有较强快速变形设计的能力,能够实现设计图的快速重构以获得全新的机械产品设计。

1.3便于产品设计及修改

计算机辅助设计软件能够对新零件进行设计并可根据零件形状、位置等来进行设计,不仅保障了设计零件的合理性,也提高了方便性,可用性。这样具有依据和相互协调的零件设计方式避免了对零件的单独设计而产生零件之间出现差错或是不兼容的现象。例如,设计软件在零件环境中配备了相应的查找器,当机械零件其造型设计完成后,资源查找器会显示出已经完成的零件,点击相关命令,就可以对零件具体步骤进行了解,再通过资源查找器中零件回放的功能,就可以将零件塑造的过程通过动画形式表示出来,整个过程具有透明性。在对零件进行修改时,同样可以通过资源查找器来完成,在装配环境下,通过点击相关零件即可进行零件的修改,便捷性高。

1.4提高产品设计质量

机械产品和信息技术在发展的过程中不断进行有机结合,再通过计算机辅助设计技术等技术来进行机械产品设计,大大提高了产品设计的水平。例如,通过计算机辅助设计进行设计优化以及有限元的受力情况,能够有效保障产品设计质量。另外,在大型企业中由数字控制电路来完成加工工作不断完善,结合计算机辅助设计技术,企业进行零件加工的效果较好,产品的质量也能够得到有效的提升。这是由于计算机辅助设计能够准确将对象的大小、形状等特征描述出来,同时能够包含对象的体积、颜色等外观信息以及工作状态,能够较为真实、准确的将设计意图表达出来,提升产品设计质量。

二、计算机辅助设计在机械设计中的应用

计算机辅助技术应用到机械设计中主要包括设计、建模以及仿真等几个主要步骤,根据功能不同,又可以分为优化设计、计算机仿真等内容。计算机辅助设计技术的具体应用有以下几个方面:

2.1机械零件设计

通常在机械的零件设计过程中,需要进行大量精确的计算。若采用人工的方式进行计算,则不仅工作量大,且精确度也是需要考虑的问题之一。若采用计算机软件,例如,VB,AutoCAD等平台,在这些平台中开发出参数化的绘图软件,通过人机交互的方式,修改设计参数,提高零件性能。通常可以在一般性的机械零件设计过程中采用这一方法。

2.2机械设备设计

机械模具设计是机械设计的重要问题之一,通过对注塑模具计算机辅助设计的特点进行了解,来提高应用的优越性,了解当前发展情况及未来的发展趋势。另外,充分了解注塑模具各个系统结构的零件工件设计尺寸,提高设计的快捷性及准确性。

2.3机械系统参数设计

机械参数是机械设计的其中一部分内容,例如,若要对全液压推土机其相关参数进行分析及计算,可以通过VB平台来进行计算机辅助设计。通过使用这一软件,除了能够计算出传统牵引性能,还能对液压系统速度、参数校核等进行计算。

最后,计算机辅助设计技术的综合应用体现在机器人的设计中。在动态仿真原理这一基础上,利用CAD计算机辅助设计,借助机器人速度快、准确度高等等优势,来研究出下棋机器人手臂操作、手掌动作的过程及范围、特性等等,最终确定出该机器人具体的储存及型号结构。再通过动态仿真系统来保证运动控制具有实时性、可靠性、安全性。

三、计算机辅助设计技术的发展前景

我国机械制造行业在发展过程中,设计人员由中国制造转变中国创造,创造能够设计产品的整体设计过程,并不仅仅包括产品零部件的设计及生产。因此,单靠二维的设计无法很好的实现功能,而中国的机械制造行业在将二维设计转换为三维设计的过程中是朝着CAD深化的方向进行的。计算机辅助设计软件能够更好的提高产品创新及设计水平,在相关软件应用之后,同样能够深化软件的应用需求。因此,我国需要进一步推动具有自主知识产权的符合行业设计标准及习惯的相关应用模块。要在计算机自身的性能不断提高、储存和处理信息的能力不断提升的同时,逐步将计算机辅助设计技术标准化、集成化。因此,在计算机辅助设计技术发展的趋势上,需要进行正确把握,系统规划,才能更好的将计算机辅助设计技术应用到机械设计中。

四、结束语

综上,将计算机技术与机械制造相结合,将计算机辅助设计技术应用到机械设计中,是适合于人类思维的设计方式,提高了机械设计的便捷性、可靠性;使整个设计过程具有直观性、可视性;减少了设计工作量,缩短了设计工作时间,提升了设计工作效率。通过分析,计算机辅助设计技术可以应用到机械设计的诸多方面,甚至随着中国制造的不断转变,计算机辅助设计将会参与到设计制造的整个过程中,不断推动中国机械制造行业的发展。

参考文献:

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