翟曉

(中國(guó)原子能科學(xué)研究院,北京 102413)

淺議計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造的結(jié)合

翟曉

(中國(guó)原子能科學(xué)研究院,北京 102413)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用程度越來越普遍.由于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用,使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作效率大幅度提高,并保證了設(shè)計(jì)質(zhì)量.本文從機(jī)械設(shè)計(jì)概念出發(fā),論述了計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),并對(duì)其實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行總結(jié).

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì)制造;結(jié)合

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在近幾十年發(fā)展中取得了輝煌成就,新技術(shù)得到開發(fā)和完善,并在各行各業(yè)中得到了應(yīng)用.目前,在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),節(jié)省了大量人力和物力.通過二者相互結(jié)合,為機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的模式,并對(duì)提高我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)力起到了重要推動(dòng)作用.

1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造的概述

1.1 機(jī)械制造的內(nèi)涵

對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造來說,其內(nèi)涵主要包括兩個(gè)部分:機(jī)械制造和機(jī)械設(shè)計(jì).在機(jī)械制造中,實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械、機(jī)床、儀器儀表以及其他機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)統(tǒng)一,也是所有機(jī)械生產(chǎn)的總稱;而機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際工作要求對(duì)其原理、結(jié)構(gòu)功能等進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思和計(jì)算優(yōu)化,以達(dá)到提高生產(chǎn)力的目標(biāo),另外可以將各種機(jī)械技術(shù)以文件描述方式記錄下來,為制造全過程提供依據(jù).

1.2 機(jī)械制造的發(fā)展

改革開放以來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到迅速發(fā)展,同時(shí)帶動(dòng)了我國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步,再加上很多現(xiàn)代化技術(shù)的支持,是我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)逐漸趨于自動(dòng)化領(lǐng)域,這主要體現(xiàn)在虛擬化、數(shù)字化、綠色化、智能化等幾個(gè)方面.在機(jī)械制造虛擬過程中,需用借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的先進(jìn)技術(shù)軟件,來對(duì)這個(gè)操作過程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬,目前,這種技術(shù)的使用已經(jīng)成為機(jī)械制造過程中最常用技術(shù)之一,同時(shí)這種技術(shù)的應(yīng)用,也促進(jìn)了后來計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中.當(dāng)前,想要實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的創(chuàng)新發(fā)展,就必須保證計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造充分結(jié)合,從而提高我國(guó)社會(huì)整體生產(chǎn)能力.

2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的工作效率

通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用,讓機(jī)械設(shè)計(jì)制造的理念得到改變,使設(shè)計(jì)模式更加創(chuàng)新.在傳統(tǒng)工作過程中,機(jī)械制造必須借助于復(fù)雜的運(yùn)算才能保證最終設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量,在計(jì)算過程中,需要工作人員投入大量精力,而且也不能完全保證最終計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確程度.而對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來說,可以將這種計(jì)算過程簡(jiǎn)單化,還能將整體復(fù)雜的設(shè)計(jì)圖通過三維技術(shù)進(jìn)行立體分解,將其分解成為幾個(gè)簡(jiǎn)單的平面圖,讓人看過之后就有一目了然的感覺,方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作并提升了設(shè)計(jì)效率.除此之外,利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的機(jī)械零件進(jìn)行重組.

2.2 實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的修改

在以往機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中,設(shè)計(jì)過程過于復(fù)雜,在很多因素影響下很容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作出現(xiàn)問題,即使工作人員很快發(fā)現(xiàn)問題所在,修改起來也十分麻煩,不利于機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作有效開展.通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造相結(jié)合,有效解決了上述工作中的困難,并保證這種新的設(shè)計(jì)技術(shù)可以在各種環(huán)境中得到使用,也可以根據(jù)其他零件所處位置,來進(jìn)行新零件的制造和設(shè)計(jì),而且在設(shè)計(jì)過程中,可以將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行一一改正,確保機(jī)械設(shè)計(jì)工作高效開展.

2.3 提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品質(zhì)量

社會(huì)不斷進(jìn)步和發(fā)展帶動(dòng)了人們生活水平的提高,這也使得人們對(duì)各種產(chǎn)品質(zhì)量要求也越來越高.在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中,不僅要保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率,還要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控.通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造相結(jié)合,讓產(chǎn)品質(zhì)量得到大幅度提高,而且對(duì)整體設(shè)計(jì)水準(zhǔn)來說可以提升到一個(gè)更高層次.因此,對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來說,已經(jīng)成為機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中不可缺少的重要技術(shù).

3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 符號(hào)以及圖形的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中,容易出現(xiàn)符號(hào)和圖形設(shè)計(jì),由于符號(hào)和圖形設(shè)計(jì)的工作量較大,而且較為復(fù)雜,在工作人員投入大量精力的同時(shí),也并不能保證設(shè)計(jì)工作具有較高準(zhǔn)確率,這對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造來說提升了工作難度.通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用,可以利用智能處理器的快速處理功能,將大量符號(hào)和圖形進(jìn)行集中處理,并在處理過程中適當(dāng)進(jìn)行分類和存儲(chǔ),按照工作人員事先制定的設(shè)計(jì)計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作的有序開展,這樣不僅提高了設(shè)計(jì)效率,還能有效把握設(shè)計(jì)過程中不出現(xiàn)技術(shù)性錯(cuò)誤,從而解決了由海量符號(hào)和圖形為設(shè)計(jì)工作帶來的困難.除此之外,通過利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),工作人員可以通過使用頻率的智能索引,將符號(hào)和圖形按照自身功能進(jìn)行順序排列,為后續(xù)設(shè)計(jì)工作有效開展提供基礎(chǔ),從而實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行,并且避免了由于設(shè)計(jì)零件不統(tǒng)一而出現(xiàn)了設(shè)計(jì)工作終端現(xiàn)象,提高設(shè)計(jì)工作效率.

3.2 在繪制設(shè)計(jì)圖中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中,設(shè)計(jì)圖的繪制是一切工作開展的前提條件,它決定著機(jī)械制造的整體方向.在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中,設(shè)計(jì)圖的繪制基本上都是通過人工來完成,設(shè)計(jì)者通過對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行仔細(xì)了解,并結(jié)合機(jī)械設(shè)備功能和使用環(huán)境對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行完善.這種設(shè)計(jì)方式對(duì)設(shè)計(jì)人員自身素質(zhì)要求很高,并且設(shè)計(jì)過程復(fù)雜,影響因素較多,很容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖出現(xiàn)問題,同時(shí)為了保證設(shè)計(jì)質(zhì)量,造成資源過度浪費(fèi).隨著時(shí)代的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域當(dāng)中,改變了人工繪制設(shè)計(jì)圖的情況.

3.3 在三維立體造型中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中,工作人員要根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求來選擇設(shè)計(jì)方式,保證設(shè)備發(fā)揮出最佳效果,但無(wú)論采用哪一種設(shè)計(jì)方式,計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)都可以提供最便捷服務(wù).比如在利用實(shí)體造型方式來進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中,通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的三維立體模式,繪制出直觀的設(shè)計(jì)制造模型,工作人員通過對(duì)設(shè)計(jì)模型的觀察,可以實(shí)現(xiàn)掌握零件設(shè)計(jì)完成之后的整體樣貌和功能,獲得全面技術(shù)數(shù)據(jù).另外,通過計(jì)算機(jī)輔助功能,工作人員能夠全面掌握設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意哪些問題,而且通過三維立體圖形,將很多復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化,讓工作人員更容易把握整個(gè)設(shè)計(jì)流程,保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作順利進(jìn)行.

3.4 實(shí)例分析

(1)汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)與制造.下面對(duì)實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)工作進(jìn)行論述和分析,來突出計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造相結(jié)合的作用.汽車覆蓋件在汽車設(shè)計(jì)制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)好壞可以直接影響到整個(gè)汽車設(shè)計(jì)水平.尤其是在覆蓋件模具設(shè)計(jì)中,一旦出現(xiàn)技術(shù)性失誤,就會(huì)對(duì)汽車整個(gè)外觀和使用上產(chǎn)生巨大影響.在設(shè)計(jì)過程中,由于設(shè)計(jì)過程較為復(fù)雜,而且涉及到的工作程序較多,最容易出現(xiàn)的問題就是設(shè)計(jì)工作與實(shí)際生產(chǎn)工作發(fā)生沖突.對(duì)于汽車覆蓋件設(shè)計(jì)來說,上述問題的影響并不嚴(yán)重,但將設(shè)計(jì)工作和問題原因都?xì)w結(jié)到一個(gè)整體上時(shí),問題就會(huì)得到突顯.因此,在汽車覆蓋件設(shè)計(jì)過程中,必須建立其預(yù)防機(jī)制和問題解決策略,實(shí)現(xiàn)對(duì)上述問題的有效規(guī)避.而計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用,正是解決汽車覆蓋件設(shè)計(jì)矛盾的最有效途徑.

(2)具體應(yīng)用步驟.一般來說,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初,都會(huì)對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,為設(shè)計(jì)工作提供良好導(dǎo)向,這樣,才可以保證設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品得到更多消費(fèi)者認(rèn)可.所以說,在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作中,也要結(jié)合當(dāng)下市場(chǎng)熱點(diǎn)需求,并跟未來發(fā)展相結(jié)合.計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行深入挖掘,保證圖紙繪制工作高效進(jìn)行,并對(duì)設(shè)計(jì)過程中存在的不足及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充.比如在汽車車門設(shè)計(jì)過程中,先要進(jìn)行車門零部件的設(shè)計(jì)制造工作,由于汽車零部件比較瑣碎,在建模過程中如果利用人工建模,會(huì)造成整個(gè)設(shè)計(jì)工作復(fù)雜化,此時(shí)可以利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),在網(wǎng)絡(luò)中完成各種模型建立,實(shí)現(xiàn)三維立體模型成型.

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造相結(jié)合,提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整體工作效率,并對(duì)其設(shè)計(jì)質(zhì)量提高有明顯促進(jìn)作用.所以,在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中,一定要總結(jié)經(jīng)驗(yàn),并吸取國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù),充分實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)相結(jié)合,提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作效率,為行業(yè)未來創(chuàng)新發(fā)展提供基礎(chǔ).

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