論設(shè)計輔助軟件對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化的幫助

呂釗 常鵬

摘 要 在當(dāng)下市場經(jīng)濟(jì)的作用下，加之經(jīng)濟(jì)全球化的影響，市場競爭激烈，需求日新月異，要想實現(xiàn)企業(yè)高效的發(fā)展和快速的適應(yīng)能力，就必須進(jìn)行產(chǎn)品的的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，那么在機(jī)械設(shè)計行業(yè)，設(shè)計輔助軟件的作用顯得尤為重要。本文將對設(shè)計輔助軟件對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化的幫助展開闡述。

關(guān)鍵詞 設(shè)計輔助軟件;機(jī)械零件設(shè)計;效率

1設(shè)計輔助軟件的概念

設(shè)計輔助軟件，是用于輔助設(shè)計的軟件，又稱做計算機(jī)輔助設(shè)計（Computer Aided? Design，CAD），大多數(shù)人可能對其認(rèn)知停留在狹義的CAD軟件上，例如AutoCAD，CAD看圖軟件等。但是廣義上說，CAD是指利用計算機(jī)及其圖形設(shè)備輔助設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計工作。在我們?nèi)粘５臋C(jī)械工程師的設(shè)計工作中，通常都有大量的計算，分析和比較，而計算機(jī)的各類軟件可以幫助設(shè)計人員儲存所需的圖文，選擇最優(yōu)的設(shè)計方案，以及快速的檢索，精確的圖距比例?，F(xiàn)下的設(shè)計輔助軟件已經(jīng)功能非常豐富，能夠在機(jī)械生產(chǎn)多流程中提高效率[1]。

2設(shè)計輔助軟件的作用

2.1 減少設(shè)計時間

當(dāng)下的CAD技術(shù)主要是依賴于軟件來完成設(shè)計和加工，現(xiàn)在有機(jī)械版CAD還有零件庫和定制版圖框，能從最大程度上使得機(jī)械設(shè)計與加工的功能得到保障，使得機(jī)械設(shè)計人員最快速度的完成設(shè)計稿。從前，我們做一個機(jī)械零件的配件設(shè)計，需要從一張白紙開始操作，這不但消耗了大量的人力物力，還拖延了設(shè)計進(jìn)度，而現(xiàn)在使用CAD，只需要將零件庫里的模型調(diào)出來放置在圖紙需要裝配的位置上，不僅能保證配件的精度，還能夠加快設(shè)計速度。計算機(jī)輔助軟件的應(yīng)用，全過程把控設(shè)計質(zhì)量，給予了高質(zhì)量的設(shè)計模塊，使得全過程生產(chǎn)效率大大提高。

2.2 確保設(shè)計資料安全

眾所周知，在機(jī)械設(shè)計和生產(chǎn)加工的時候必然需要用到大量的企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，這個時候，我們?nèi)绻眉堎|(zhì)手稿，容易丟失損毀，而利用計算機(jī)輔助軟件來操作，能夠?qū)⑺械馁Y料存在硬盤里，直接將數(shù)據(jù)資料儲存進(jìn)系統(tǒng)當(dāng)中去，無論是圖片還是文字，都將以簡單有效的方式被保管。甚至借助一些其他數(shù)字儀器，可以將所有的內(nèi)容都保存進(jìn)數(shù)據(jù)庫，避免了蟲害受潮，火災(zāi)等人禍造成的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 數(shù)控集成技術(shù)的交融

設(shè)計輔助軟件的應(yīng)用，直接推動了機(jī)械生產(chǎn)效率的提高，完成數(shù)控機(jī)床的快速轉(zhuǎn)變，推動了機(jī)械零件設(shè)計和加工一體化，集中化?，F(xiàn)在，已經(jīng)實現(xiàn)了，CAD與CAM的集成，極大提高了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，使得機(jī)械的零件設(shè)計和加工無縫對接。

2.4 提升設(shè)計開發(fā)進(jìn)展

在應(yīng)用中，憑借三維模型中的渲染和著色等功能，可以快速獲得3D效果圖，這方便設(shè)計人員最快最明了的得到產(chǎn)品的外觀圖。在綜合的運用計算的過程中，設(shè)計人員能夠極大的擴(kuò)展自己的設(shè)計想象力，提高設(shè)計水平，激發(fā)設(shè)計靈感。計算機(jī)輔助軟件應(yīng)用的過程，更是一個模擬設(shè)計人員思維方式的過程[2]。

3計算機(jī)設(shè)計輔助軟件的具體應(yīng)用

3.1 參數(shù)設(shè)計

如果要對一個機(jī)械設(shè)計方案進(jìn)行建模，在應(yīng)用CAD技術(shù)，采用框架，立體的方法，采用簡單的圖案，而相較于比較復(fù)雜的設(shè)計，運用運算的方式，進(jìn)行圖形的排列，根據(jù)設(shè)計的要求，完成系統(tǒng)的匯算，從而得到想要的圖案。通過參數(shù)設(shè)計法，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，該方法就想是機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計。設(shè)計后若是出現(xiàn)數(shù)據(jù)的差異，可以進(jìn)行設(shè)計參數(shù)修改，建立圖形庫，生成極限零件的圖像。

3.2 三維建模

三維CAD系統(tǒng)的核心就是三維建模，用戶在使用該工具進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，更能直觀地反映產(chǎn)品的構(gòu)造和制造過程。設(shè)計決定了產(chǎn)品后續(xù)的功能和外形，更決定了產(chǎn)品的質(zhì)量，有相當(dāng)一部分走在前沿的企業(yè)，已經(jīng)完成了二維技術(shù)向三維技術(shù)的轉(zhuǎn)換，并且取得的巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益，這意味著設(shè)計輔助軟件對于產(chǎn)品成本起著至關(guān)重要的作用。

3.3 繪圖功能

計算機(jī)二維繪圖功能，使得設(shè)計人員從繁重的手工繪圖中解放，甩掉圖板，依靠簡單的電子產(chǎn)品，它的易用性和通用性甚至讓繪畫功底不好的工程人員都能很好繪制出精良的設(shè)計稿，無須懂得變成，可以自動制圖，進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換。方便使用者便利的繪制直線曲線，不需要在借助其他的作圖工具，省下大筆的工具費用，并且還比手工制圖更加精確。

3.4 工程環(huán)境分析

CAD技術(shù)在工程設(shè)計中，能夠進(jìn)行溯流分析和冷卻分析，能夠非常大程度的確保設(shè)計的合理性和科學(xué)性。在設(shè)計和加工的過程中，運用力學(xué)和運動學(xué)的方式，進(jìn)行工程環(huán)境設(shè)計，例如在模具設(shè)計下，進(jìn)行交叉處理，在曲面分割和最大輪廓線的分割，只需要進(jìn)行命令，就可以簡單的操作，不會對磨具產(chǎn)生不利的影響。

3.5 機(jī)械加工

最核心的應(yīng)用放在企業(yè)中，必然是提高生產(chǎn)力，考慮到數(shù)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用，從而達(dá)到數(shù)控的數(shù)據(jù)和程序有效的結(jié)合，實現(xiàn)這些目的需要運用一些同根的文件。要想實現(xiàn)零件的設(shè)計程序，必須要采用CNC程序。我們通過CAD，對所需要加工的機(jī)械零件加工，并進(jìn)行編程，運用數(shù)控實現(xiàn)自動化。

3.6 協(xié)同技術(shù)

在協(xié)同技術(shù)下和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下，為公司組織打造了一個統(tǒng)一的線上工作平臺，組織內(nèi)部人員信息，業(yè)務(wù)的交匯。在當(dāng)下，企業(yè)越來越多的項目需要分布在不同的地理位置但卻需要一個團(tuán)隊來完成，大多設(shè)計流程都是一步接一步的，不能同時在一個設(shè)計稿上設(shè)計，而協(xié)同技術(shù)，滿足了同步和異步，既可以統(tǒng)一設(shè)計稿設(shè)計交匯，也可以分步驟設(shè)計[3]。

4結(jié)束語

設(shè)計輔助軟件的發(fā)展和應(yīng)用在機(jī)械行業(yè)不斷深入和擴(kuò)大，早已是密不可分的關(guān)鍵部分，不僅可以大幅度的促使機(jī)械的制造效率提高，還減少了生產(chǎn)過程中人為導(dǎo)致的誤差，從源頭上提高了機(jī)器制造的效率，從而促使了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在提高機(jī)械質(zhì)量的同時，提高的企業(yè)在行業(yè)間的核心競爭力，設(shè)計輔助軟件技術(shù)的發(fā)展必將在機(jī)械行業(yè)中更加的深入，技術(shù)更加的成熟，也將對該行業(yè)有更大的貢獻(xiàn)。總而言之，計算機(jī)作為輔助軟件，無論從生產(chǎn)還是設(shè)計都將于機(jī)械行業(yè)精密關(guān)聯(lián)，只有輔助工具得到長足的發(fā)展，在實際的生產(chǎn)和設(shè)計過中才能夠更高效，促進(jìn)整個工作流程的水平提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 高雄.CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2019（9）： 16，120.

[2] 馮辛安.CAD/CAM技術(shù)概論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999：73.

[3] 鄭關(guān)勝.AutoCAD在制造業(yè)中的應(yīng)用與開發(fā)[D]南京：氣象學(xué)院，2003.