馬瑋聰(山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東泰安 271000)

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分析計算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計制造的結(jié)合

馬瑋聰
(山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東泰安 271000)

【摘 要】近些年來,隨著科技的快速發(fā)展,計算機(jī)技術(shù)發(fā)展快速,并廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域,進(jìn)一步方便了人們的生產(chǎn)、生活。當(dāng)前,計算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造中的應(yīng)用越來越廣泛,進(jìn)一步提升了機(jī)械設(shè)計制造的工作效率和設(shè)計的質(zhì)量,促進(jìn)了我國機(jī)械制造業(yè)的良性發(fā)展,促進(jìn)了我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文主要立足與計算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計制造的結(jié)合,簡要介紹了計算機(jī)輔助設(shè)計和機(jī)械設(shè)計制造的相關(guān)概述,介紹了計算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計制造中的具體應(yīng)用,并重點(diǎn)分析了計算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計制造結(jié)合的優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】計算機(jī)輔助技術(shù) 機(jī)械設(shè)計制造 結(jié)合

隨著科技的進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，并且應(yīng)用廣泛。當(dāng)前，計算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，并被廣泛的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域，有效地提高了機(jī)械設(shè)計制造了工作效率和設(shè)計質(zhì)量，推動了機(jī)械設(shè)計制造的良性發(fā)展。進(jìn)而，計算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計制造的結(jié)合是十分必要的，并對其加強(qiáng)研討也是具有重大意義的。

1 計算機(jī)輔助設(shè)計

計算機(jī)輔助技術(shù)是利用計算機(jī)和圖形設(shè)備來輔助設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計工作，簡稱為CAD。在急性工程和產(chǎn)品的設(shè)計過程中，可利用計算機(jī)來擔(dān)負(fù)設(shè)計人員的計算和信息存儲以及制圖等工作，進(jìn)而來有效地減輕設(shè)計人員的工作負(fù)擔(dān)，縮短設(shè)計周期，并提升設(shè)計質(zhì)量。

計算機(jī)復(fù)制計算是利用計算機(jī)并將其用于產(chǎn)品的設(shè)計、制造和測試等過程的技術(shù)，輔助人們在特定應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)完成任務(wù)的理論、方法和技術(shù)。它包括了計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、計算機(jī)輔助制造(CAM)和計算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)等各個領(lǐng)域。“輔助”是強(qiáng)調(diào)了人的主導(dǎo)作用，計算機(jī)和使用者構(gòu)成了一個密切交互的人機(jī)系統(tǒng)。

2 機(jī)械設(shè)計制造

機(jī)械設(shè)計制造主要分為機(jī)械設(shè)計和機(jī)械制造兩大部分。機(jī)械制造主要是畸形各類機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)制造，如機(jī)床、測量儀器和測量儀表等。機(jī)械設(shè)計是在使用機(jī)械設(shè)備的前提下，來分析和優(yōu)化機(jī)械設(shè)備的工作原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)和構(gòu)造部件等，最后來描述各類技術(shù)含量文件，進(jìn)而來作為機(jī)械制造工作的過程。

目前，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域取得了良好的成績。我國的接卸設(shè)計制造正逐步向自動化數(shù)字控制和智能化的方向發(fā)展，其中最為明顯的是機(jī)械設(shè)計制造的虛擬化發(fā)展。虛擬化是借助計算機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)軟件技術(shù)來模擬機(jī)械設(shè)計制造的過程，進(jìn)入來有效地提升機(jī)械設(shè)計制造的生產(chǎn)效率和設(shè)計質(zhì)量。

3 計算機(jī)輔助設(shè)計在機(jī)械設(shè)計制造中的具體應(yīng)用

3.1 圖形符號

將圖形符號應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計制造中，進(jìn)而導(dǎo)致接卸設(shè)計的復(fù)雜性。設(shè)計人員將圖形符號應(yīng)用于計算機(jī)輔助技術(shù)，通過利用計算機(jī)輔助技術(shù)的相關(guān)軟件來對這些圖形和符號進(jìn)行編程，然后再進(jìn)行設(shè)計，進(jìn)而大大的縮短了機(jī)械設(shè)計的設(shè)計周期，同時也能進(jìn)一步借助計算機(jī)的精準(zhǔn)性和較高的數(shù)據(jù)處理能力，來滿足設(shè)計者的設(shè)計要求。并且，將計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用刀機(jī)械設(shè)計制造中，能有效地避免在設(shè)計過程中的零件規(guī)格不一的現(xiàn)象。

3.2 繪圖

繪圖是機(jī)械設(shè)計制造過程中尤為重要的環(huán)節(jié)。將計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計制造的繪圖過程中，能在最大限度上縮短繪圖的時間，并且還能有效地提升工作效率，進(jìn)一步確保繪圖質(zhì)量。

3.3 三維造型

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計制造的實體模型設(shè)計時，設(shè)計師可將計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用到三維造型中，來建立一個三維立體的模型。計算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用，方便了設(shè)計的操作，并且能有效地將模型呈現(xiàn)出三維立體的可視化形態(tài)，進(jìn)而來方便設(shè)計師雜設(shè)計分析，有效地提升了設(shè)計師的工作效率，同時還能更具計算機(jī)輔助技術(shù)的產(chǎn)生問題來對設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、解決。

3.4 計算機(jī)仿真技術(shù)

在計算機(jī)輔助技術(shù)中，常用的技術(shù)有：計算機(jī)可視技術(shù)、計算機(jī)虛擬現(xiàn)實技術(shù)和計算機(jī)仿真技術(shù)。其中計算機(jī)的仿真技術(shù)是在前兩者的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過計算機(jī)系統(tǒng)來建立研究對象的數(shù)學(xué)模型，然后再通過對模型的真實現(xiàn)實來對對象的實質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的研究。計算機(jī)仿真技術(shù)執(zhí)行建立的數(shù)學(xué)模型能方便計算機(jī)的出具，進(jìn)而來便于機(jī)械設(shè)計的修改，使之更為簡潔、方便。

同時計算機(jī)輔助技術(shù)的仿真技術(shù)中，結(jié)合了現(xiàn)實與虛擬，進(jìn)而在模型的仿真實驗中，為機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量提供了有力的科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而來確保了機(jī)械設(shè)計的實踐能力。

3.5 機(jī)械自動化的計算機(jī)應(yīng)用

機(jī)械自動化，在最大限度上提升了機(jī)械制造生產(chǎn)的工作效率。并且，該技術(shù)在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，進(jìn)一步解放了勞動力，實現(xiàn)了機(jī)械生產(chǎn)的自動化與智能化，有效地提升了機(jī)械制造生產(chǎn)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度。

在機(jī)械制造的過程中，可利用計算機(jī)的傳感技術(shù)、電磁波技術(shù)和遙感技術(shù)等來對機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)行識別和操控，有利于提高機(jī)械生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。其主要體現(xiàn)在：計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計制造過程中，能有效地解決機(jī)械生產(chǎn)過程中的復(fù)雜環(huán)節(jié)，無需認(rèn)為操作，解放了勞動力，同時還提升了機(jī)械生產(chǎn)的安全性和可靠性；在機(jī)械設(shè)計制造的過程中，應(yīng)用計算機(jī)輔助技術(shù)，有利于保證機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，進(jìn)一步確保了機(jī)械生產(chǎn)的安全性，同時還提升了生產(chǎn)效率，有效地節(jié)省了生產(chǎn)成本，提升了經(jīng)濟(jì)效益。

3.6 具體應(yīng)用

3.6.1 逆向工程中CAD的應(yīng)用

技術(shù)的自主研發(fā)是極為重要的，但是由于研發(fā)的成本高昂，且受到研發(fā)人員的素質(zhì)、財政投入和現(xiàn)有條件等諸多因素的影響，新技術(shù)的研發(fā)往往要花費(fèi)大量的時間和金錢，在技術(shù)會讓設(shè)備條件都相對落后的發(fā)展中國家來說尤為困難的。逆向工程作為消化和吸收先進(jìn)設(shè)計的重要手段，充分的利用國外先進(jìn)的科技技術(shù)，不斷的消化、吸收，并在此基礎(chǔ)上不斷的創(chuàng)新，進(jìn)而來加快科技的發(fā)展。

傳統(tǒng)的“逆向工程”是集中對實物的技術(shù)研究和應(yīng)用，將原有的產(chǎn)品進(jìn)行拆卸，然后來將其進(jìn)行重組，建成一個新的產(chǎn)品模型，進(jìn)而來制造新的產(chǎn)品。近年來，隨著機(jī)械制造技術(shù)的不斷發(fā)展，在利用坐標(biāo)測量設(shè)備和通用CAD軟件等方法來將實物轉(zhuǎn)化成為CAD模型，然后在對CAM、CIMS等技術(shù)的綜合應(yīng)用來對其進(jìn)行處理和二次設(shè)計。

3.6.2 汽車覆蓋模具設(shè)計中的CAD應(yīng)用

汽車的覆蓋模具設(shè)計時汽車車型的直接影響因素，同時也標(biāo)志著汽車的個性化和更新。在實際的設(shè)計過程中，由于設(shè)計人員同制造和工藝人員之間的沖突，進(jìn)而導(dǎo)致其難以更好的融合到汽車覆蓋模具的生產(chǎn)、制造過程中，導(dǎo)致工程的反工和再次設(shè)計，進(jìn)而增加了設(shè)計成本，導(dǎo)致生產(chǎn)周期延長，使得產(chǎn)品失去最佳的市場競爭力。

汽車覆蓋模具的設(shè)計，要根據(jù)市場的需求來進(jìn)行：模具結(jié)構(gòu)、熱度、和工藝等模具概念的設(shè)計，然后對其進(jìn)行分析，然后來繪制出設(shè)計圖紙，然后再利用CAD來根據(jù)圖紙要求進(jìn)行CAD模具結(jié)構(gòu)造型設(shè)計。將CAD模型造型轉(zhuǎn)化鑄造成為實體模具，檢查模具是否存在矛盾或是不足之處，經(jīng)過確定后再次進(jìn)行CAD的模具構(gòu)造設(shè)計。CAD模具構(gòu)造設(shè)計時整個汽車覆蓋模具設(shè)計中最為重要的環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)當(dāng)中出現(xiàn)的任何問題，都將直接影響到整個汽車的后期生產(chǎn)，因此必須做好這一環(huán)節(jié)的設(shè)計。

4 計算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計制造的結(jié)合優(yōu)勢

4.1 提升機(jī)械設(shè)計制造的生產(chǎn)效率

將計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計制造當(dāng)中，可進(jìn)一步實現(xiàn)復(fù)雜稽核圖形的簡單化，和設(shè)計制造過程中運(yùn)算過程的簡單化，勁兒來有效地題生機(jī)械設(shè)計制造的生產(chǎn)效率，并且還能實現(xiàn)對機(jī)械的重新組合，有利于新型零件的開發(fā)利用，進(jìn)而來推動機(jī)械設(shè)計制造的良性發(fā)展。

4.2 進(jìn)一步完善機(jī)械設(shè)計,提升設(shè)計質(zhì)量

將計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計制造過程中，可在不受環(huán)境因素影響的情況下，來將新的設(shè)計方法應(yīng)用實施到陳舊的生產(chǎn)環(huán)境中。同時也能在已有的固定位置的零件基礎(chǔ)上，來進(jìn)行新型機(jī)械零件的設(shè)計，借此來有效地提升機(jī)械制造的靈活性，并不斷的修改和完善存在錯誤或誤差和的零件，進(jìn)而來提升機(jī)械制造零件的質(zhì)量和品質(zhì)，以此來確保機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。

4.3 提升機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量,提升安全性能

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，接卸設(shè)計制造也實現(xiàn)了進(jìn)一步的發(fā)展。在機(jī)械設(shè)計制造的過程中，充分的利用計算機(jī)輔助技術(shù)，能在最大限度上有效地提升機(jī)械設(shè)計制造的技術(shù)水平。在機(jī)械設(shè)計制造的過程中，其制造水平的高低在很大程度上對機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量安全有著直接的影響，因而將計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計制造的過程中，提高了機(jī)械制造的技術(shù)水平，推動了機(jī)械制造水平的提升，進(jìn)而有利于機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量和安全性能的提升。

5 討論與建議

綜上所述，將計算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域能有效地提升機(jī)械設(shè)計制造的工作效率；完善機(jī)械設(shè)計，提升機(jī)械設(shè)計質(zhì)量；提升機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性能。因此，在機(jī)械設(shè)計制造領(lǐng)域中大力的推廣和應(yīng)用計算機(jī)輔助技術(shù)是有著極大的應(yīng)用前景的。在我國市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，機(jī)械制產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性能是極為重要的，因此要進(jìn)一步加強(qiáng)對計算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用，勁兒來有效地促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，提升機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并能有效地提升人民日常生活的質(zhì)量和生活水平。

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作者簡介:馬瑋聰(1995—),男,回族,山東淄博人,工學(xué)本科,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)。