计算机辅助设计技术在机械设计中的应用

计算机辅助设计技术在机械设计中的应
用
摘要：近年来，随着科学技术的不断进步，计算机技术的应用越来越广泛，
有效地推动了各个产业领域的发展，使得工业生产的自动化、智能化水平越来越高。

其中，在机械设计中的应用起到了非常重要的作用，大大提升了生产效率，
降低了生产成本。

其在实际应用中最为突出的特点就是，深刻的改变了以往的工
作模式，推动机械制造向着自动化、信息化的方向迈进，可以说，两者的结合为
我国机械产业的发展提供了新的契机，对于推动我国经济的整体发展也起到了极
为重要的作用。

关键词：计算机辅助设计；机械设计；应用
1导言
计算机辅助技术是指基于计算机来辅助人完成特定应用领域任务和目标的理论、方法及技术，主要包括辅助设计、制造、教学、质量控制、绘图等方面。

随
着现代计算机技术的快速发展及逐渐成熟，计算机辅助技术在各个领域得到广泛
应用，机械设计行业正是其中的重要领域。

2机械设计概述
2.1机械设计的内涵
机械设计是工业生产中的重要组成部分，对于整个工业体系的发展起到了基
础性的作用。

一个国家实力的提升，首先要提高自己的机械设计水平。

一般来说，我们可以将其内涵分为以下两个部分：一是，机械制造，主要指的是对各类机械、机床等的生产制造，是机械生产的基础环节；二是，机械设计，主要指的是结合
实际工作需求对相关原理、结构组成等进行设计，并对其性能进行不断的优化、
升级，以实现生产效率的提高，此外，我们可以将各种设计资料详细的记录下来，为后续的生产提供参考。

2.2机械设计的发展
随着经济改革的逐步深入，我国经济获得了飞速的发展，这使得国内在科技
研发方面可以投入更多的人力、物力资源，这无疑大大推动了我国机械产业的发展，使得国内机械制造水平逐年提升，尤其是在数字化、信息化等方面取得了长
足的进步，已逐渐赶超世界先进水平。

在当前的机械设计中，我们常常会用到计
算机技术对设计过程进行仿真实验，经过近些年的发展和应用，这种技术的应用
已成为机械设计的关键组成部分，同时，也进一步促进了计算机辅助技术与机械
设计的深度结合。

目前来说，要想实现我国机械生产水平的大幅度提升，就需要
更加深入的应用计算机辅助技术。

3计算机辅助设计技术在机械设计中的应用优势
3.1提高机械设计效率
计算机辅助技术之所以能够在各个领域得到普遍应用，最关键的一点就在于
其能够进行大量基础工作，同时以标准化、规范化、简单化的方式替代人工工作。

不管是对机械设计还是对机械制造而言，应用计算机辅助技术所体现出的工作效
率提升优势都是显而易见。

就机械设计而言，设计人员可以借助计算机对不同方
案进行大量而快速的计算、分析与比较，并在此基础上决定最优方案，同时设计
人员也可以将各种设计信息直接存放在计算机中，随时进行检索和调用；另外计
算机还能对设计人员的草图进行自动处理并输出工作图。

而对机械制造来说，计
算机辅助能够大幅减轻人工工作量，自动完成标准化、规范化的机械制造流程，
以人类不可企及的速度完成流水线式的机械制造任务。

3.2激发设计灵感并提高设计质量
计算机辅助有助于激发设计人员灵感，通常来说机械设计需要在实物、目标、功用、外形等的共同刺激下逐步完成，如果设计人员只是在脑海中进行想象，或
者依靠纸张绘画进行设计，很容易在设计过程中遇到瓶颈。

这是因为设计人员不
管是想象还是绘画，通常都只能得到平面图形，无法准确把握设计构思全面。

而
在计算机辅助设计助力下，设计人员可以在计算机中进行三维设计，直观地分析
自身设计思路，并在三维图形的刺激下进一步改善设计。

3.3为机械设计修改提供方便途径
机械设计并非是一蹴而就，往往需要不断进行修改和完善，才能确保设计质量，规避各种可想到的设计缺陷。

在传统设计模式下，设计人员需要在图纸上对
平面图形进行反复修改，难度大，工程量巨大，耗时耗力。

而计算机则为机械设
计修改提供了更为方便的途径，设计人员通过查找器便能快速找到对应零部件，
并能在三维图形中随意添加和减少各种零部件，修改设计。

如果设计人员想找回
零部件或者找到之前设计图纸，也可以直接在回收程序或者历史记录进行查找，
便能快速完成操作。

3.4推动机械制造产品质量提升
现代机械制造将不断向自动化、智能化方向发展，不但产品制造效率得到有
效提升，制造质量也基本上都能达到相应标准。

而应用计算机辅助技术，则能进
一步优化机械制造流程与方法，同时对制造过程及产品制造质量进行检测，成为
产品质量的重要保障。

4计算机辅助设计技术在机械设计中的应用
4.1三维造型
计算机辅助设计技术在机械设计中的应用可以通过三维造型设计来实现，通
过计算机辅助程序立体直接地展示出机械产品的三维信息，给设计人员的设计思
路和设计过程提供有效帮助。

在计算机辅助设计技术的应用背景之下，设计人员
可以直观和快速地进行设计方案的修改与调整，保证设计质量和设计效果。

另外，计算机辅助设计软件还可以分析整合原有的产品的版本，为后续产品的优化和升
级提供科学的意见，在辅助设计技术应用的过程中加强三维造型效果的优化，能
够显著提升计算机辅助技术的应用效率和质量，使得三维造型设计活动能够更加
快速准确地完成。

4.2计算机辅助设计技术
在实际机械设计过程中，需要充分利用CAD程序和软件系统的3大功能进行
模型的构建与完善，严格按照相关规定和设计原理进行各零部件之间的顺序排列。

借助布尔运算进行最合理的部件布局，实现零部件最佳的分布状态。

在实际工作
的过程中，难免会遇到三维实体模型中一些不符合条件的零件，这些连接的零件
磨合度比较差，可以应用计算机辅助设计技术对零件状态进行改变，满足实际工
程项目的建设要求。

构建机械产品零部件的实体模型，并做好后续加工和完善工作，设计人员要利用计算机辅助设计技术进行模型操作，对零件模型进行重新装配，确保机械装配图的完整性和科学性。

4.3工程分析与结构优化调试
在机械设计的过程中，需要结合机械产品的功能要求，科学调整机械产品的
力学结构以及力学性能。

通过动力学建模分析以及有限元分析，做好CAD程序工
程分析工作以及结构调整工作。

从当前我国工程项目和机械设计情况开展来看，
我国很多CAD程序都提供了有限元分析软件相互匹配的接口，可以利用软件系统
将机械产品的三维实体模型直接在有限元分析程序之中导入，依照结构实施改进
和优化，保证三维模型的设计效率。

其次，还可以应用机械设计程序对这些设计
的碰撞问题动态特征、结构合理状态、运动状态以及材料强度进行妥善优化和细
致认证。

4.4计算机辅助设计技术在逆向工程中的应用
在机械设计领域，有时会采取逆向工程的形式进行机械设计活动，逆向工程
设计技术的设计手段比较先进，能够更好地满足行业发展的需要。

在当前科学技
术迅猛发展的背景下，需要结合最新的科技成果，对逆向工程的设计手段进行持
续创新。

计算机辅助技术的应用可以结合CAD制图软件，有效利用测量坐标的方
式将逆向工程的侧重点转向为虚拟模型，减少逆向工程应用过程中的工作量，提
高逆向工程的应用效率和应用质量，保证机械设计的效果。

5结束语
总之，机械设计与计算机辅助的有效结合能够全面提高机械设计效率，同时激发设计人员灵感，提高设计质量，方便设计修改，提升机械制造产品质量，对现代机械设计行业的发展有着积极意义。

就当前来看，计算机辅助能够在机械的图形与符号设计中起到巨大功用，并能帮助设计人员快速高质地完成绘图及三维造型设计，并能为机械产品制造提供技术支持和有效监管，全方位促进机械设计工作的高质高效完成。

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