数字化设计及制造技术范文

导语：如何才能写好一篇数字化设计及制造技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：陶瓷机械；数字化技术；应用研究

我国陶瓷机械装备虽然近几年来有了一定的进步，但在整个陶瓷行业的发展中仍没有发挥很好的同步发展效应，更没有起到引领行业发展的作用。当前科技迅猛发展，数字化设计技术作为一支重要的生力军，在各行各业都发挥着巨大的作用。现代陶瓷机械装备应加速向“数字”和“精确”陶瓷行业发展。推行CAD/CAE/CAN、MIS 和加工柔性化系统、建立FMS 示范工程、加快我国陶瓷机械装备数字化设计与制造技术的应用研究等。已成为历史赋予我国陶瓷机械装备技术人员的责任。

一、数字化设计制造技术概述

数字化（Digital）是指信息（计算机）领域的数字（二进制）技术向人类生活各个领域全面推进的过程，是基于产品描述的数字化平台，建立基于计算机的数字化产品模型，并在产品开发全程采用，达到减少或避免使用实物的一种产品开发技术。这种设计全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。数字化设计与制造技术的应用可以大大提高机械产品开发能力，缩短产品研制周期，降低开发成本，实现最佳设计目标和企业间的协作，使企业能在最短时间内组织全球范围的设计制造资源共同开发出新产品，大大提高企业的竞争能力。数字化设计与制造技术集成了现代设计制造过程中的多项先进技术，包括三维建模、装配分析、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟设计与制造、多媒体和网络通讯等，是一项多学科的综合技术，其目的是通过建立数字化产品模型，利用数字模拟、仿真、干涉检查、CAE 等分析技术，改进和完善设计方案。数字化设计含盖了现代设计的最新技术，同时也是现代设计的前提。涉及的主要内容有：

1.CAE/CAPP/CAM/PDM CAD/CAE/CAPP/CAM 分别是计算机辅助设计计算机辅助工程、计算机辅助工艺过程设计和计算机辅助制造的英文缩写，它们是制造业信息化中数字化设计与制造技术的核心，是实现计算机辅助产品开发的主要工具。PDM 技术集成是管理与产品有关的信息、过程及人与组织，实现分布环境中的数据共享，为异构计算机环境提供了集成应用平台，从而支持CAD/CAPP/CAM/CAE 系统过程的实现。

2.异地、协同设计在因特网/ 企业内部网的环境中，进行产品定义与建模、产品分析与设计、产品数据管理及产品数据交换等，异地、协同设计系统在网络设计环境下为多人、异地实施产品协同开发提供支持工具。

3.基于知识的设计将产品设计过程中需要用到的各类知识、资源和工具融入基于知识的设计（或CAD）系统之中，支持产品的设计过程，是实现产品创新开发的重要工具。设计知识包括产品设计原理、设计经验、既有设计示例和设计手册“设计标准”设计规范等，设计资源包括材料、标准件、既有零部件和工艺装备等资源。

4.虚拟设计、虚拟制造综合利用建模、分析、仿真以及虚拟现实等技术和工具，在网络支持下，采用群组协同工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能、可装配性、可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品设计、制造的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制等。

二、陶瓷机械设计领域的特点

1.当前行业发展中存在的主要问题

1.1技术、装备水平低。大多数陶机专业厂技术力量不足，产品设计多用传统的设计方法，CAD 等现代化设计方法应用还不普遍，工厂装备落后，数控机床和加工中心为数不多，计量、检测、控制手段较差，生产机械化程度低；

1.2产品质量差、档次低。陶机产品外观质量落后，有的性能不稳定，机电一体化产品很少，尚有许多空白，成套性差，产品附加值低，在国际市场上缺乏竞争力；

1.3产业组织结构不合理，生产专业化水平和企业管理水平低。我国陶机工业虽然己经形成一定体系，但专业化分工、集约化程度很低，标准化程度也不高，产品零件互换性差，难以满足高档瓷生产的要求。这种生产方式极大地限制了现代化科技的应用，日用陶瓷和建筑陶瓷机械始终没有赶上国际先进水平。

2.陶瓷机械设计领域的特点

2.1结构类型多、型号多。例如在真空练泥机设计中，有单轴、双轴和三轴真空练泥机等；泥浆泵设计有单、双缸，立式、卧式等；

2.2常用设备功能结构比较稳定，结构复杂程度较小。例如球蘑机、练泥机、滚压成型机等一般由机架、传动系统、执行机构等组成，不同型号的设备采用的部件类型和结构参数有区别，但产品功能基本相同。这种结构稳定性非常便于采用模块化变型设计技术和参数设计技术；

2.3常用陶瓷机械产品受企业投产规模、陶瓷原料性能的影响，研究开发周期长，采用ICAD 技术能缩短产品研究开发周期，节约成本。

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(一)操作中的“数字化”

Pro/E在产品开发设计时主要通过参数化来实现。通过几何约束和尺寸约束，把握设计对象造型模块的特征与关联，有效地控制了模型修改的一致性和造型风格的统一性。主要有两种操作类型:一是尺寸约束参数化，对形状特征进行尺寸约束;二是定位约束参数化，即对特征进行定位约束。

(二)数字化设计制造

自从数字计算机在20世纪40年代诞生以来，就改变了过去图纸、模型式的制造方式，利用CAD、CAM等技术，实现了无图纸的计算机辅助设计，被称之为数字化设计。随之，信息集成的数字化设计产品与多功能数控机床、机器人化的生产制造设备等信息并联，使设计的产品能被快速加工成型，这个过程被称为数字化制造。数字化制造实际上就是在对制造过程进行数字化的描述中建立数字空间，并在其中完成产品制造的过程。2014年10月8日中国新闻网刊载了一条新闻:据《纽约每日新闻》报道，世界首款3D打印汽车终成现实……它的制作周期为44个小时，并且最高时速可以达到80公里每小时。中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军在青岛第二届世界3D打印技术产业大会会上表示:“近期，教育部正在制订方案，让3D打印机走进学校，促进3D打印教育普及。同时，科技部、工信部也正在探讨3D打印产业化问题。”诸多实例表明，3D打印技术已然进入并应用到了生产制造领域。国务院参事、科技部原副部长刘燕华对相关媒体也表示，3D打印代表了制造业的数字化。综上所述，数字化设计已经是数字化制造中的一个设计环节，在工业制造业的大系统中被称为数字化设计制造技术。Pro/E操作中的“数字化”主导设计经过机床系统的处理后生成程序段，进入机床成型或3D打印快速成型，即完成了数字化设计制造。

二、Pro/E建模与辅助设计

Pro/E作为美国PTC公司推出的软件，目前是最普及的三维CAD/CAM/CAE应用软件之一，经历几十年的发展，现已成为一个全方位的产品开发软件，集合了众多强大的功能，如草绘设计、产品组件设计、产品造型设计等。它将设计造型的特征以全参数化的方式在其三维建模系统之中运算，形成了其特有的全参数化三维建模功能。利用Pro/E进行设计实践时，常见模型利用软件自带的功能即可组合形成，不规则的或造型较复杂的造型则需要用二维草绘的方式来完成，具体是建曲线轮廓，再由曲线轮廓创建曲面，再根据造型旋转曲面，或切割曲面等方式来完成;结构更复杂的造型，则需要进行建模前的结构分析、特征分解等工作，将这些复杂造型解构成为单一的造型，按“零件”来进行造型建模，再分析这些零件间的位置关联关系，进行组装装配完成建模工作，最后转化为实体模型。利用曲线轮廓特征、拉伸、拉伸加厚、实体切除等方式的油壶模型。现代制造企业的竞争，是产品和设计的竞争。企业产品的开发越来越依靠现代化的产品设计方法和技术手段。现代产品设计方法是以电子计算机为手段，运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果达到最优化，使设计过程实现高效化和自动化。以此来看，行业发展的现状使产品设计师必须熟练掌握Pro/E等计算机辅助设计的能力，便于提高产品设计开发的周期、节约设计成本等。

三、Pro/E设计创作与案例展示

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关键词：自动化技术；机械设计；制造

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.221

0 前言

随着科学技术的不断发展，衍生出了许许多多的高新技术，在机械设计制造行业中，也出现了技术上的进步与创新。自动化技术就被广泛应用与机械设计制造中，例如，已从传统的进行单一的车、磨等加工工艺的生产设备转变为新型的加工中心设备，实现了同一产品的全方位加工，既提高了生产效率，又保证了产品的加工质量。自动化技术在机械设计制造中的应用使企业得到了快速地发展，因此，应对当前自动化技术的应用现状进行分析，加大自动化技术在机械设计制造中的应用。

1 自动化技术在我国机械设计制造中的应用现状

自动化技术涉及的范围较广，可被应用于生产中的方方面面。单单从生产线上的生产设备来说，目前我国应用于生产中的高精度加工设备大多来自于进口或是组装，应用最广泛的、在生产中处于核心地位的数控系统也大多采用西门子、三菱、法纳克等国外数控系统，我国自己研发的、应用于实际生产中的数控系统还较少。另外，从机械设计制造业中的自动化管理方面来说，许多发达国家早已研发出自动化管理系统和信息化管理系统，并将其应用于自动化生产中，而我国大多数机械设计制造企业在自动化管理上仍采用人工管理为主的管理费方式，手工劳动仍在劳动工程中占较大比重，也有一些企业正在迈向自动化生产，并且在逐步扩大自动化设备的应用，如加工中心、数控磨床、数控车床等。除此之外，自动上卸料设备、自动装加工艺设备、在线工艺检测设备等自动化技术也被广泛应用到了实际生产中，为企业的生产带来了不少的便利。为促进机械制造业的长远发展，从物料的运输、上卸料、装夹、换刀、加工到零件检的验等环节有效地应用自动化技术，保证生产过程的稳定与流畅，应该成为目前我国机械设计制造业的工程设计人员和管理人员共同的奋斗目标。

2 自动化技术应用于机械设计制造中的优势

2.1 节约时间、提高工作效率、保证产品质量

在机械设计制造过程中应用自动化技术是生产作业中的一种标准的作业方式，自动化技术的有效应用能够实现机械设计制造业生产过程的稳定性，并且保证产品质量的稳定性，在节约工作时间，提高生产效率的同时，能够监管人员的操控过程，有效地避免了生产过程中出现的失误，保证了产品的质量，减少了材料的浪费，避免了生产成本的浪费。机械设计制造中自动化技术的应用是与计算机技术结合起来应用的，可利用计算机的辅助系统对生产过程及信息进行管理，使生产工艺不断优化，进而提高了产品质量。

2.2 优化资源配置

自动化技术在机械设计制造业中的应用能够优化企业的资源配置，提高企业的资源配置优化度，提高企业的生产效率和劳动生产率，为企业带来巨大的经济利益和社会效益，使企业能够在日益竞争的社会环境中利于不败之地。对于机械设计制造业来说，企业的发展基于机械设计，将自动化技术与机械设计有效地结合起来，能够很大程度地提高机械设计的创新性能，以此提高机械设计制造业的进一步发展。

3 自动化技术在机械设计制造中的具体应用

3.1 自动化技术在数控技术上的应用

数控技术是一种将计算机中相应的硬件与数字化技术、控制技术和机械自动化技术融合起来的技术，由于数控技术的这一特点，使得机械设计制造技术更为高效和便捷，并且使自动化技术在机械设计制造中得到更有效地应用。自动化技术在数控技术上的应用研究将是我国机械设计制造业的一个重要的研究方向，其具有巨大的研究价值，但该项技术需要专业的技术人员进行严格把控和操作，以避免操作失误，带来不必要的损失和浪费。

3.2 自动化技术在集成化系统中的应用

科技的迅速发展使得许多高新技术被广泛应用于机械设计制造业中，在机械设计制造业中融入新科技，促使技术的创新，如数控加工系统等技术的创新。机械设计制造中的集成化系统也同样可以融入自动化技术，它是一种应用信息技术，以信息工程为理论指导，进一步优化机械设计制造过程，使工程重组和精简结构相结合，实现信息自动化。企业将数据库系统与计算机网络相连接，实现生产和管理的统一，提高企业的服务质量和产品质量。

3.3 自动化技术在人工智能技术中的应用

机械设计制造中的人工智能技术是一种将自动化技术、机械制造技术、系统工程与人工智能技术相互融合、相互渗透、相互作用的综合技术。该技术由智能机器与人类专家形成的一体化系统进行操控，可以在机械设计制造过程中进行思考、判断、推理等智能活动，换句话说，该项技术是机械制造技术与人工智能技术的有机结合，将人工智能技术融合到机械设计制造中的各个环节，模拟智能活动，使系统智能化，实现生产过程的自动监控，立即发现错误或者避免误差的出现，并且还有自动纠错功能，大大提高了机械制造的自动化。

4 结论

综上所述，当前我国自动化技术在机械设计制造中的应用较发达国家相比仍处于较落后阶段，在自动化设备的应用上还未研发出自己的系统。通过分析研究，自动化技术在机械设计制造中的应用能够有效地节约生产时间，提高生产效率、避免成本的浪费，促进机械设计制造业的进一步发展。因此，我国应加大自动化技术在机械设计制造中的应用，提高机械设计制造业的竞争力，使我国机械设计制造业利于不败之地。

参考文献：

[1]黄学俊.自动化技术在机械设备制造中的应用[J].中国高新技术企业，2015（30）.

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关键词：机械设计制造；自动化技术；发展现状；发展趋势

中图分类号：TH122;TH16 文献标识码：A 文章编号：

当前，在我国现代化制造业中，机械设计制造已经成为非常重要的组成部分。并且，在我国国民经济发展过程，机械设计制造发挥着重大作用。为了实现工业生产的进一步发展，改进机械设计制造技术，成为必然的发展趋势。近些年来，我国在机械设计制造及自动化技术发展方面取得了一定的成效，但相比于国际先进水平，还存在一定差距，有待采取措施进一步加强。

1现代机械设计制造及自动化技术分析

1.1现代机械设计制造及自动化技术概念

机械设计制造在传统工科专业中，属于非常重要的组成部分，其发展与应用状况，直接关系到国家社会经济及相关技术的发展状况。当前，在外部不断变化发展社会经济环境的影响下，机械设计制造及相关技术的发展步伐也在不断加快，并且也取得了一定的成效。由于传统机械设计制造技术，无法满足现代工业以及时展的需求，并且在新技术不断发展形势的推动下，自动化这种新型技术随之诞生。

1.2现代机械设计制造及自动化技术应用意义

自动化技术，对传统技术有所改进，并且在机械设计制造中得到较为广泛的应用。自动化技术的发展与具体应用，弥补了传统机械设计制造行业中存在的一些不足：增加了行业内容、扩大了行业的定义范围。同时自动化技术的应用，使得在生产机械相关产品过程，提升了制造工艺的精确度；借助电子信息技术，工艺变量的控制度更为严格，促进无人化、智能化机械制造管理的实现，同时实现了生产成本的降低和生产效率的提升。此外，而由于自动化技术的融入，使得机械相关产品的价值有所提升，应用功能也随之增多。

2机械设计制造及自动化技术的发展趋势

现阶段，我国机械设计制造及自动化技术，在社会经济以及科学技术的带动下，得到了一定程度的发展，并且开始在工业领域得到广泛应用。但相比于西方发达国家，我国该项技术的水平，尚未达到国际化的高水准。根据当前的形势来看，我国机械设计制造及自动化技术，未来还需要朝着人性化、智能化、模块化、绿色化以及生活化这几个方面发展，以满足时展的要求，从而更好的为工业和社会发展服务。接下来，笔者将针对这几个方面，展开较为详细的论述：

2.1人性化发展趋势

在全社会倡导“以人为本”理念的形势下，机械设计制造及自动化技术将来势必要朝着人性化方向发展。无论是从社会市场经济发展角度而言，还是从企业自身的发展层面来看。任何一项技术，只有符合人性化特征，才属于真正意义上为人类服务的技术，才能够真正促进人类社会的发展，才能真正的满足人们需求，最终获得人们的认可。为此，机械设计制造及自动化技术在未来的发展过程中，还应根据人类生产与生活的现实需求，做出相应调整，尽可能生产与人们需求相符的人性化产品，从而为人们提供诸多便利，进而为人类的可持续发展做贡献。

2.2智能化发展趋势

在科学技术不断发展与进步的趋势下，可以说，现阶段各个领域都在追求智能化。究其原因主要在于：智能化的实现，能够将人力从繁琐的劳动中解放出来，促进生产力水平的提升和工作效率的提高。机械设计制造及自动化技术，通过智能化发展，能够有效拓展应用范围，同时增加机械产品附加值，以适应现代社会生产的需求。

2.3模块化发展趋势

在现代社会生产与发展过程，模块化已经成为了一种非常重要的思维。机械设计制造及自动化技术的模块化发展与应用，将大幅度提高机械产品的生产速度与效率，同时促进产品精确度、标准化水平的提升，以实现机械制造业的标准化、规范化、效率化生产。如此可见，机械设计制造及自动化技术的模块化发展，将在推动整个社会生产与发展过程，发挥重大作用。

2.4绿色化发展趋势

从国内现状来看，在政府大力推进城市化、工业化发展过程中，社会经济虽然得到了快速的发展，但与此同时，也带来了一些负面影响，如环境污染严重，影响到人类社会的可持续发展。为了有效改善这种状况，实现人与自然的和谐发展，机械设计制造及自动化的绿色化发展则成为必然的趋势。机械产品生产与发展的目的，主要就是为了满足人们的需求，为人们提供生产与生活便利，为人们营造更好的生活条件。

2.5生活化发展趋势

机械设计制造及自动化技术在工业生产中的应用，其目的主要就是为人们的生产与生活提供方便。因而，机械产品生产应该紧密结合人类的生产与生活，将其生活化特征体现出来。现阶段，我国机械设计制造及自动化技术，在农业生产、居住、办公等领域，都得到了较为广泛的应用。自动化技术的发展，为人们带来了诸多便利。在未来，机械设计制造及自动化技术，还需要进一步朝着生活化方向发展，以充分体现机械产品的实用价值。

3结束语：

综上所述，文章主要针对机械设计制造及自动化概念及应用意义，以及未来的发展方向展开了研究，希望能够为我国机械制造行业的进一步发展，提供部分可借鉴的理论依据。

参考文献：

[1]闭业倾.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].科技与企业.2014(10)

[2]张玉芝.新时期机械设计制造及自动化专业特色分析[J].产业与科技论坛.2014(09)

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关键词：机械设计；自动化技术；制造精确度；经济效益

现阶段，我国的科学技术水平在飞速发展，各行各业的水平有了很大的提升。机械设计制造中为其中重要的一个行业，其技术手段的应用决定了行业的可持续发展。自动化技术是机械设计制造中较为突出的技术，在实际制造中有效运用可以在很大程度上提升行业水平，在机械设计制造中有广泛的运用空间。

1机械设计制造自动化技术概要

自动化技术在机械设计制造中占有非常重要的位置，其主要指的是在机械设计制造过程中所参与进来的所有设备都具有自动化作业的良好功能，可以提升设计制造的准确度，从而提升运行效率。机械设计制造自动化技术的运用在人力资源上时可发挥十分重要的作用。将自动化技术有效运用到机械设计制造中，在以下几个方面具有很大的优势，并发挥着重要作用：①自动化技术的有效运用对机械设计制造准确度的提升有很大的影响。近年来，机械工程业发展迅速，对制造精准度的要求精益求精，对制造精确度的要求也体现在设计制造人员的技术水平上，工作人员的技术水平不断提升。只有合理控制参数和严格把关，才能更好地为机械设计制造的可靠性提供保障。②自动化技术的充分运用对机械设计制造效率的提升有很大帮助。在当前的经济发展中，机械设计制造企业寻求高效率、高准确率。只有这样，才能为机械制造企业赢得最大的经济效益，在激烈的竞争中找到立足之地。在机械设计制造中运用自动糊技术，可减少人员的使用量，较少的人员参与也可以获得同样的效果，这在一定的程度上促进了机械行业的发展。

2自动化技术的运用背景

2.1机械设计制造业在我国的发展现状

近年来，机械设计制造业逐步发展，生产模式也在逐渐转换。传统的机械设计制造主要开发较为简单的结构，生产组织和工作流程较为固定，生产模式并不具备很强的竞争力，不是非常适用。而现代化的机械设计制造的代表为自动化技术，在机械设计制造业中自动化技术被广泛的运用，可以满足现代市场的多样化、个性化和即时化需求。现阶段，对于机械设计制造中的自动化技术，我国开展了大范围、大规模的研究和运用。但与一些发达国家相比，我国的自动化技术依旧存在很多问题，在生产产品的结构、生产投入、智能化等方面依旧存在很大的差距。

2.2自动化技术运用的意义

自动化技术在各行各业中均有其不同的定义。自动化技术在机械设计制造业中主要是指在使用很少的人工或无人工的状态下，相关的一些机器设备，比如机床、计算机等可以自动工作，并按照实际生产需要，将预先设计的程序加以实施，从而完成生产的一项技术。自动化技术是一种新型的生产模式，机械设计制造在传统的模式中的劳动量较大，且十分复杂，生产质量得不到很好的保障，生产效率较低。而运用自动化技术可有效提高质量和效率，减少大量的人工成本。在机械设计制造业中，自动化技术广泛运用涵盖了制造、设计、运输、装备等多个领域，在现代企业的发展中具有重要的意义。

3机械设计制造中自动化技术的运用

现阶段，我国的机械设计制造中自动化技术的应用还不够全面，技术应用起步较晚，但经过不断的发展，取得了很大的进步。机械设计制造中自动化技术的运用主要表现在以下5个方面。

3.1自动化技术在集成化应用中的体现

计算机的集成制造系统即计算机综合制造系统。以往，在还未提出计算机的综合制造技术时，计算机辅助的技术已经出现在机械设计制造业中，这种计算机的辅助设计主要包括工艺的规划、设计、制造、质量控制和测量等。在机械设计制造中，每一项工作所关联的计算机辅助技术的意义都在于降低成本，但由于每一项工作只关联一个系统，造成了人工成本和时间上的浪费，生产效率较低，机械产品的市场竞争力不强。计算机综合制造系统结合了各种单项的辅助技术，将流程紧密结合，将数据模型进行了有效统一，共同分享信息平台，使系统中每个单项的工作可以协调、顺畅进行，从全局角度考虑，生产机械产品的效率大大提升。在自动化技术的构成方面，先进机械制造技术的基础是现代化的管理理论，其综合制造技术涵盖了先进材料和电子信息等，强调了将管理理论与自动化技术、计算机、传感器的结合，将生产信息、能量协调集成统一控制。这种手段是提升生产率的有效方法之一，涵盖了计算机复制技术、数控技术等先进技术。在机械设计制造流程中，并行工程是较为具体的体现，其要求制造、设计、开发人员全面考虑生产需求，从全局出发考虑产品的生产周期，缩短产品研发时间和制造时间，减少设计中的重复部分，避免造成资源浪费。集成化是机械设计制造业发展中重要的一部分，现代技术对集成化的要求非常高，其发展趋势与自动化技术的有效运用息息相关。在机械设计制造中，自动化技术的有效应用是保障集成化的前提。近年来，自动化技术不断被运用到各行各业，该技术的运用有效优化、精简了机械设计制造的原有结构。在重组过程中，自动化技术可以发挥其作用和价值，对过程中所需要的各类数据进行规划处理，并运用相关软件，将自动化技术有效应用到企业生产中，从而为生产质量提供保障。

3.2自动化技术在智能化应用中的体现

目前，智能化是我国机械设计制造自动化技术运用中的关键。智能化的有效运用对机械设计制造的快速发展有很大的影响。在运用智能化的过程中，所关联的机械设备需分析其判断能力，合理运用机械设备可以有效减少人力资源的使用，机械设计制造的效率可以有效提升，制造水平也可有效提高。机械设计制造的智能化运用与人工智能系统大致相同，即使用一些先进、高端的设备和仪器，结合相关的处理分析软件，充分发挥智能化的运用价值，这是智能化在机械设计制造中运用的主要方式。但现阶段我国机械设计制造自动化运用中依旧存在许多需要解决的问题，这些问题需要逐步的解决，人工智能系统也有待深入研究，智能化优势还需进一步扩大。

3.3自动化技术在数控中的运用

数控是机械设计制造中自动化技术运用中十分重要的一部分。相比于较为传统的人工控制，数控技术的运用具有非常大的价值。数控技术指的是结合自动糊技术、数字技术、计算机技术及控制技术等，使之有效融合，为机械设计制造提供了很大的方便，也提升了有效性。数控技术的有效运用对自动化技术在机械设计制造中运用有较大的意义，是自动化技术向前发展的指向，其价值非常大。同时，机械设计制造自动化技术的数控需要专业人员操控和严格把关，避免出现错误。

3.4自动化技术的虚拟化运用

虚拟化在机械设计制造自动化技术中也同样重要，是技术运用的关键点，在机械设计作业中有非常明显的效果。自动化技术虚拟化运用主要体现在完成设计之后，不急于直接进行生产制造，而是将虚拟化技术运用到模拟生产中制造。在虚拟制造过程中，能很好地发现生产制造中存在的缺陷和需要解决的问题。这在一定程度上发挥了审核的作用，有效提升了设计质量，避免在实际制造生产中出现资源浪费的情况，避免因一些问题而导致设计质量下降。因此，虚拟化技术在机械设计制造中的运用十分必要。通过虚拟制造生产，可以减少企业的经济损失，避免一些问题的发生。当前，虚拟化技术还有许多方面需要不断完善，其实际效果和作用还很难充分发挥，仍有待继续发展。

3.5在网络化运用中自动化技术的体现

网络化技术也是机械设计制造中的重要组成部分。在自动化技术的运用中，很多技术需要通过网络化来落实，网络化的高效、便捷特点更加明显。近年来，网络技术发展十分迅速，与其相应的其他技术的发展也逐渐得到了人们的认可。网络化技术也需要配合专业的工作人员，合理布置控制并优化系统，最大化发挥其价值。网络化技术运用在机械设计制造自动化技术中具有非常重要的意义。

3.6柔性自动化技术的运用

柔性自动化技术是机械自动化系统的一个基本性质理念，其最先在英国提出，其基础即为产品生产信息，可将材料的储运系统有效结合数字加工技术的相关设备，目的是满足不同生产、不同加工对象的要求。柔性自动化技术的运用及生产主要体现于成组技术。成组技术指的是按照生产加工的市价需求，对加工对象进行有效排列，其对于加工设备的选择以及相关系统的储运有很大帮助，从而结合市场的需求及时作出调整。柔性自动化技术以金字塔形式控制技术信息结构从分到总，信息控制核心为计算机系统。在生产过程中，可对数据进行管理和检测，使生产计划得以动态化调节。此外，计算机系统负责群组的生产和控制，每个生产接口会产生一定的信息数据，计算机系统负责掌握其生产状况，并传给上一层的信息中心，最底层计算机主要是负责系统底层工艺设备的相关接口，检测每个接口的状况，收集数据，根据上一层接收到的指令及时调整生产行为。柔性自动化技术系统的功能包括毛坯工件的储存和运输、加工工具、废料的储存和运输等，在整个操作过程中由信息系统控制和操作。

3.7机械制造中自动检测技术的运用

自动检测技术在自动化技术中占有重要位置，其是以传统的传感器为基础不断发展的技术。在整个机械制造过程中，即使没有很多的人工干预，自动检测技术也可以实现提升生产产品质量的目的，从而使生产产品的不合格率有效降低。传感器、数据信息处理、信号的及时调节和信息结果的输出构成了自动检测系统。这种技术结合了计算机系统的信息处理功能，在很大程度上提升了自动检测的安全性和可靠性。

4自动化技术的发展趋势

4.1绿色化

绿色化发展是机械设计制造中较为理想的状态，也是社会发展中十分必要的需求。机械制造业的发展在为人们生活提供便利的同时，也对生态环境提出了很大的挑战。在自动化技术的运用中，必须提升对绿色环保的关注度，最大程度地避免因机械设计质量低下而出现环境问题。因此，绿色化发展是在避免危害环境的同时有效利用资源。

4.2微型化

微型化发展是机械设计制造是未来发展的重要方向之一。机械设计制造相关仪器设备的核心也趋向微型化发展，设备更加精准、便捷，制造设计质量更高。微型化发展在一定程度上保障了自动化技术的运用价值。

4.3柔性化

在机械设计制造的过程中，自动化技术需要根据相应的需求发挥不同的技术作用，发展柔性化即为自动化技术能够应对不同的需求及时应变。在技术需求上，可最大程度地满足机械设计制造的需求，发挥自身技术的运用价值。

4.4智能化

自动化技术智能发展以控制理论为基础，将计算机技术、人工智能技术、混沌动力学等思维方法结合到设计中，人工智能模拟，使运用机械自动化制造出的产品具有人工智能，从而逐步向智能化发展。

5结束语

综上所述，机械设计制造中的自动化技术运用具有非常大的优势和运用价值，在集成化运用、智能化运用、虚拟化运用及网络化运用等方面发挥着重要作用，促进了机械设计制造业的良性发展。

作者:王新海 单位:九江学院

参考文献:

［1］李昊.自动化技术在机械设计制造中的应用研究［J］.信息化建设，2016（18）.

［2］张真，盛国亮，孙晓亮.机械设计制造及其自动化的发展前景之我见［J］.硅谷，2015（22）.

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【关键词】农业机械；数字化设计；制造；技术

1数字化技术的内涵和特点

对于数字化的设计技术来说，它有着多个方面的特点。首先，数字化的设计技术有着统一化的产品定义模型，因此在各个行业当中它的应用比较广阔；其次，对于数字化设计技术来说，它可以开展并行设计。同一个项目可以有多个小组来进行联合的操作，在这样的情况下，不仅使得工作的效率得到提高，也能够使得它的质量得到保障；最后，数字化设计技术对于实物模型的依赖程度比较低，特别是在开展计算机技术仿真处理的时候，和传统的设计技术比起来，它的工作效率非常高，同时也能够有效地降低设计成本[1]。

2农业机械设计领域的特点

2.1结构类型多、型号多。在农业机械设计领域当中，农业机械的结构类型和型号比较多，例如，在对播种机进行设计的时候，需要根据所播种的农产品物种和农业的特点来进行划分，常见的机械类型有条播机、穴播机和精密播种机等。如果从这些机械的作业宽度和配套的动力角度出发，又可以分为单体、2行、4行等播种机[2]。2.2功能结构稳定，复杂程度低。对农业机械来说，它们的功能结构一般都比较稳定，同时整体的复杂程度都不高。以播种机为例，在组成上，它一般都会有机架、地轮和传动系统等。此外，不同型号的播种机，它们本身所使用的部件的类型和它们的结构参数也会有着一定的差异性，但是它们最终的产品功能都是相同的。2.3农业机械试验受季节影响性大。对于农业的机械来说，它们在设计之后需要开展相关的试验工作，但是在试验工作开展的时候会受到季节性的影响，因此对于农业机械进行研发所需要的周期比较长。

3农业机械设计中数字化设计记住和制造技术的应用

3.1在农业机械设计中引入虚拟技术。虚拟技术是一种可以创建并且真实体现虚拟环境的一个计算机仿真系统，对于虚拟技术来说，它对多种技术进行了综合，例如：网络技术、计算机仿真技术和三维图像技术等。随着经济和社会的不断发展，在市场竞争日益激烈的背景之下，用户的需求会越来越趋向于个性化和特色化。在这样的背景下，利用虚拟现实技术在农业机械的设计中发挥作用，可以使得产品的设计和后续的制造成本得到有效的降低，并且也使得产品在设计和研发的周期上得到剪短，在最大程度上满足了用户对高质量低成本产品的需求。在农业机械设计中引入虚拟技术已经成为了一种大势所趋，其主要在虚拟设计环节上发挥出作用。虚拟设计本身就是使用虚拟技术在产品的开发设计中进行运用和辅助，简单来说，就是设计人员首先设计出一个虚拟的农业机械产品，然后利用系统和各种各样的技术手段，对这一个虚拟所得到的农业机械产品进行各方面的研究、检查和分析工作。通过这样的方式可以帮助人们对产品是否满足农业生产设计的需求来进行检验，同时也可以及时的发现产品中存在的问题和缺陷，开展各方面的修改工作。对于在机械设计中应用的虚拟设计系统来说，它主要有两个部分，一个部分就是虚拟设计系统的主体，这个主体，它是由虚拟环境生存下来构成的。另外一个部分则是一个的设备，这个的设备是非常多样化的有数据的传输装置，也有信号的控制装置，更有人机进行交互的各种各样的工具等等。在这些部件和系统的帮助之下，可以大大节省机械设计的周期，提升效果。3.2实现产品的设计和制造协同。对于农业机械的设计和制造来说，它是一个联动的过程，在传统的设计方式当中，设计和制造环节的脱节现象比较严重，从而使得一些比较好的设计概念没有办法在现实中得到实现，并且最终发挥作用，推动农业生产的进行。基于这样的弊端，在未来的数字化设计技术的应用过程当中，会更多的对农业机械产品的设计和制造阶段的协同化进行实现。在二者的协同之后可以使得机械设计能够得到优化，并且这样的优化是比较及时的有效的，使得需要花费的费用得到降低，缩短整个设计和制造的周期。对机械产品的设计和制造环节进行兼顾的协同化设计，是数字化技术的一种集成式应用，也是推动设计效果能够得到最优化直观呈现的有效措施，将会成为未来农业机械设计制造的主要发展方向。3.3加强设计的创新。对于农业机械的设计和制造来说，创新是一个永远都不变的真理，也是技术生存的根本，特别是在数字化设计技术当中，创新是非常关键的一个生命力所在。对于数字化设计技术来说，它在农业机械设计中的应用会伴随着时间的流逝出现一定的变化和调整，并且在这变换和调整的过程中会出现一些新的问题，在这样的情况下，这就要对本身的技术进行创新，从而才能够使得农业机械设计的科学性和前沿性得到呈现[2]。此外，对于农业机械设计来说，它会朝着越来越高的标准进行发展，因此也需要数字化的设计技术对自身的标准进行不断的提升。对新技术的应用，在整个应用的过程当中，要加强理念和技术的创新，同时以新的理念来实现技术的探究和改革，最终提升整体介绍发展的前景，也推动农业机械设计的水平得到有效的提高。

4结语

综上所述，数字化的设计技术是未来机械设计的一个最主要应用技术，它在农业机械设计中的使用可以使得设计水平得到有效的提升。根据未来农业的发展需求以及数字化设计技术本身的发展需要，今后在开展农业机械设计的时候会加强虚拟技术、产品设计和制造协同和技术创新等方面的发展，从而使得数字化设计技术可以更好地在农业机械设计中进行应用。

作者:方更新 单位:福建漳浦县赤湖镇政

参考文献

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关键词：冲压模具；数字化技术；设计应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.009

0 前言

目前我国以航空制造业和汽车工业为主的机械类制造业发展迅速，促使我国冲压模具以年20%的速度持m增长。冲压模具本质上属于技术密集型产品，冲压生产中的冲压产品的智联、生产效率等与模具设计具有较大的关联，大力发展模具的数字化设计与制造技术的分析与研究，将数字化技术广泛应用在模具工业中，促使现代机械制造业得到快速发展。

1 冲压模具设计和制造中的数字化关键技术

在冲压模具的使用上，要将数字化技术应用在模具制造的全过程，实现自动化制造和精确化制造，促使冲压模具的高效开发。模具制造的数字化技术主要是将计算机技术应用在模具制造的过程中，实现每一制造环节的精确控制，从而满足冲压生产的要求。数字化关键技术具体包括以下几种：

（1）冲压成形CAE技术。冲压成形CAE技术本质上是利用计算机技术制造计算机软件，并将计算机通用软件应用在模具自动化质量控制过程中，促使该技术能够满足模具制造的精确度要求，也显著提高冲压模具的使用周期。如AutoForm/PAM-STAMP软件应用在模具制造过程中，通过计算机分析、模拟机械用材的流动、厚度的变化以及材料的破坏、起皱等，以此来对模具产品零件的成形、工艺设计进行准确的预见和建议，实现模具的形变。

（2）模块化的快速设计系统。对于冲压模具的制造与设计，要重视结果设计，能够将技术系统应用于模具制造上，提高模具设计的质量。如随着现代计算机技术的发展，冲压CAD/CAM的一体化技术应用在模具设计上，可以有效避免单一软件使用的弊端。

CAD通用软件主要是应用在交互绘图和造型层次的设计上，一般是以模具设计人员的设计经验为主来进行模具绘图和造型设计，这种软件设计方法不能够及时发现模具设计中的不足之处，一定情况下会延误模具设计周期，影响模具的设计质量。因此在数字化关键技术的使用上，可以将模具设计的技术结合起来，弥补单一技术应用中的不足之处。

2 冲压模具设计和制造中的数字化技术的优点

（1）数字化装配技术的优点。冲压模具的装配方法一般分为4种，包括互换装配法、分组装配法、修配装配法以及调整装配发等具体内容，在模具设计上，可以将这四种装配法按照先后顺序应用在设计环节中，有利于进行精加工，减少装配过程中模具标准件的损毁。

（2）计算机仿真技术的优点。在传统的冲压模具设计上，高度钢材在循环加载条件的作用下，会产生较强的包辛格效应，而计算机仿真技术的应用极大程度上改变了冲压设计现状，通过计算机仿真模拟将设计参数设计在固定范围内，进行冲压设计，提高了模具设计的精确度。

（3）数字化参数的程编优点。参数化程编应用在冲压模具的加工制造上，在数字化技术的作用下，逐渐从单纯的型面加工扩展到结构面加工，由中低速加工变化为高速加工，从小切深变为高进给，有效改善工件加工质量，减少加工打磨面；减少试模的工作量，提高模具制造的精度；刀具使用上以小型加工模具为主，注重细节制造，以此既满足模具的设计精确度要求，也有效降低使用费用。

3 冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用

3.1 软件技术在模具产品设计同步工程中的应用

在模具产品的同步开发中，要想满足冲压模具的建设要求，就要将冲压工艺贯穿于冲压模具的同步开发过程中。在冲压模具的开发设计上，要求设计人员全员参与，从冲压模具的生产工艺、产品的冲压技术再到模具的具体开发，都要依据冲压成形的物理规律进行模具设计，借助计算机数字化技术真实的反映模具与板料的的关系，并将计算机软件应用在模具变形设计的全过程中。

在冲压模具的设计上，可以应用非线性理论、有限元方法以及各项计算机软硬件，以此来对产品零件的成行进行精确的预算，全面提高冲压模具的技术机控制质量与效率。

3.2 模块结构化的快速设计应用

在数字化技术使用上，要预先消化模具的任务要求（冲压要求），结合现场模具生产经验，应用模具结构库，进行模具的初设计；其次再要进行模面设计，这一阶段调用标准机械件库，组装成一套完整的模具。在参数化模块设计上，要实现典型结构模板化和重复工作智能化，以此来提高冲压模具的制造水平。

典型结构模块化，主要是基于模块化的思想，对冲压模具的典型结构进行分类总结，应用数字化技术进行模具设计参数的控制，生成智能化模板，以此在模具设计过程中完成建模；重复工作智能化应用上，主要是将模具设计过程的重复工作利用智能化模板和二次开发工具来实现缩短设计周期的目的，以此来实现冲压模具的智能化、自动控制化进程。

3.3 信息系统的应用

在冲压模具设计上，要将数字化技术应用在制造业的每一环节中，如可以将数字化技术应用在机械自动化管理、绘图设计、参数分析、模具制造以及模具检测中，在这一过程中应用信息化系统，可以实现产品信息的共享，并将模具制造信息以计算机信息化的形式固定下来，从而为冲压模具的制造设计提供借鉴意见，降低模具设计人员的工作量。

4 结语

随着信息技术以及科学技术的发展，我国的冲压模具已经由传统的机械模具形式转变为机械自动化体系，将先进的数字化技术应用在模具制造上，极大提高了我国冲压模具的发展速度，也提高了冲压模具的精确度和使用周期，推进了我国冲压模具的行业的发展进程。

参考文献：

[1]潘宇祥.探讨数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J]. 工程技术：全文版，2016（07）：00258.

[2]肖乐.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].工业c， 2016（06）：00201.

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关键词：自动化；机械；制造

0引言

随着社会的不断发展，我国经济和科学技术方面的都有了很大的提升和改善，具体看机械化设计制造方面，各种技术的发展也较好地推进了该行业的发展。其中，自动化技术就是一项尤为重要的技术，在机械制造设计方面的运用能够大大降低生产成本，提高生产效率，对这一技术的运用，对该行业的发展有很大的促进作用，在日后应该对这项技术进行广泛推广使用。

1机械设计制造自动化应用的背景

1.1现状分析

近些年来，机械制造业在生产模式上有了很大的变化，传统中多以固定流程、固定组织和模式简单的机械结构为中心的生产方式已经被社会所淘汰，不再适用当今社会，而以自动化为主的现代化科学技术逐渐在应用中崭露头角，开始被多数人接受，这是更高层面的市场、更加个性化的市场所需求的[1]。近几年，全国上下都兴起了机械自动化技术的制造和设计研究，但是比起国外发达国家来说，我国的机械自动化技术当前依然有问题和不足，还与国外发展水平存在着较大的差距，主要是我国的产品结构、智能化程度和生产投入方面还存在差距。

1.2应用意义

自动化对于不同的行业有着不同的意义，在机械行业，自动化技术是指机械设备等可以在极少人干预甚至不需要人干预的情况下根据事先预约的程序进行规范化的设计和制造，这种更高科技的生产模式，打破了传统的生产方式，大大提高了机械制造的生产质量和生产效率，并且很大程度上会降低人力成本，现在我们的自动化技术已经有了较为广泛的应用，已经在运输、检测、装备、制造和设计等多个行业领域有了发展，这项技术是我国机械制造业发展所必须的一项技术[2]。

2自动化应用举例

2.1计算机综合制造系统中的应用

计算机制造系统，即集成制造系统。在计算机综合制造的技术开发出之前，机械制造中已经出现了很多项辅助技术，包括质量控制、测试、工艺规划和计算机辅助技术等等，这些技术能够在每一项工作上优化相关的成本，但是这些技术是分散开的，各为其战，并不能够在整体上大大提高升高生产效率、降低人工成本，机械设计制造的综合竞争力也因此没有大幅度提升，而计算机综合制造技术的诞生，使得每一项单独的技术能够结合起来，建立起信息分享和数据模型的大平台，对每项工作进行了协调，从全局的角度提高了生产效率，节省了成本，提高了综合竞争力。在技术构成上，这项技术包括了现代管理理论、先进材料和电子信息在内的先进的设计和制造技术，通过管理理论、自动化技术、传感器、计算机等的运用，来对生产进行调控，是提高生产率的重要手段，包含特种加工技术、计算机辅助制造技术和数控技术等。

2.2柔性自动化生产技术

这是最先由英国提出的概念，通过对产品信息的掌握，进行数字加工和协调物料储运系统，用来与不同的加工和生产对象相适应。这项技术的发展依赖于成组技术，这种技术是指按照需要将对象进行排列，方便选择适合的存储和运输系统，并且根据目的地进行相应的调整，这项技术的信息控制结构是分总的金字塔型结构，将计算机作为主要的控制手段，以便在生产中进行数据管理和生产监控，进行生产计划的调节[3]。还可以对组群计算机进行负责，将下一层的生产情况向上一层进行信息的传达，最底层的工艺设备的接口对每个生产接口的生产情况进行数据收集并进行检测，根据上层的生产指令进行相应的调整。柔性自动化储运系统包括加工废料、加工工具和毛坯工件等生物材料的运输和储存。

2.3自动检测在机械设计和制造业中的应用

自动化技术中和重要的一项就是自动检测技术，这是由传感器和传统的仪器发展过程中得来的，在机械的设计中，使用自动检测技术可以无需很多人工进行干预，即可进行检测，能够有效减少不合格产品，提高生产质量。自动检测系统主要是由结果输出、数据处理、信号调节以及传感器等组成的，大多数都会拥有信息处理系统，以最大限度提高检测的准确率。

3结论

现阶段，我国机械制造业的发展水平在不断的提高，在机械的设计和制造方面都有了一定的发展，尽管对传统的制造业进行转型是一个艰巨的任务，需要对该行业所涉及的所有方面都进行创新和改革，但是自动化技术的运用无疑是一个突破口，运用自动化技术来进行产品研发，能够提高设计水平和生产效率、降低成本、加强机械制造业的综合竞争力、让企业在市场竞争中占据有利地位。

参考文献：

[1]于守澎.自动化技术在机械设计制造中的应用探讨[J].黑龙江科学，2016，01（10）：38，67.

[2]李昊.自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].信息化建设，2016，07（11）：276-277.

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关键词 材料成型及控制工程专业；卓越工程师；数字化设计与制造技术；教学体系

中图分类号 G642.0

文献标识码 A

文章编号 1005-4634（2012）05-0073-04

随着计算机技术的飞速发展，数字化设计与制造技术开始在模具制造业中发挥着越来越重要的作用，并且已经成功应用到模具设计、分析、仿真、模拟以及制造的全过程，数字化已经成为模具制造行业发展的必然趋势。因此众多模具企业需要大量的数字化设计制造高技能人才。长江三角洲地区是我国模具行业最集中和发达的地区之一，对模具高级工程人才的需求更加旺盛，培养符合企业需求的大批具有创新精神的模具卓越高级工程师，既是学校自身发展的需要，也是高校的职责所在。

目前，国内各院校成型专业技能人才的培养与企业要求不能达到“零对接”。这主要表现在：课程体系与企业需要的数字化设计制造能力要求脱节；课程内容陈旧，实践环节薄弱。其结果导致学生工程实践能力和设计创新能力不强。

为了适应设计制造领域快速发展的形势和满足社会对数字化设计与制造技术人才的需求，按照国家“卓越工程师培养计划”的基本要求，南京工程学院材料成型及控制工程专业正在探索和研究新的培养模式，改革传统的课程设置，对现有零散、重复交叉的数字化设计与制造课程进行整合、补充和优化，改革传统的课程体系和教学方法，构建卓越计划背景下数字化设计制造技术教学体系，对培养学生的创新能力和数字化设计制造技术工程的应用能力具有重要的意义。

1 材料成型及控制工程专业卓越工程师总体培养目标

在对众多模具企业进行广泛调研的基础上，参照其他高等院校本专业的培养计划，结合南京工程学院的实际情况，制订了新的成型专业卓越工程师培养目标。新确定的培养目标是使学生掌握金属塑性成形和高分子塑料成型以及现代模具设计与制造的基础理论和工艺技术，具有应用三维数字化技术进行产品的模具设计、成型过程模拟分析、数控自动编程等基本技能，具备一定的材料性能及产品质量检测分析的能力，擅长模具设计制造与材料成型生产的技术管理，能够在模具领域从事设计制造、技术开发及生产经营管理的卓越模具工程师。

卓越计划培养目标下数字化设计制造技术教学不能只满足于学生会使用造型软件工具，还要使学生掌握必要的软件开发原理、计算机与专业结合的切入点等必要的理论基础，即在教学内容灌输上不但要做到“知其然”而且要“知其所以然”；数字化设计制造技术教学重点在于培养学生的综合应用三维数字化设计能力，完成产品的三维模具设计、成型过程CAE分析、模具型腔模拟加工等，使学生对材料成型CAD/CAPP/CAE/CAM一体化有一个系统的训练，并结合在企业的一年生产实践，进一步强化和巩固课堂理论知识。

2 卓越计划背景下数字化设计制造教学体系构建

在卓越计划总体培养目标的指导下，结合本专业现有的软硬件教学条件，建立实用性、可操作性强的数字化设计与制造能力教学培养体系（如图1）。所构建的教学体系决不是简单地增加几门软件使用操作课程，也不是在原来的课程体系中再增加一系列独立的、自成体系的数字化设计技术类课程，而是必须明确在卓越计划背景下以三维数字化设计制造能力为培养目标，以CAD/CAPP/CAE/CAM一体化为理论教学主体，并与专业课程有一定的联系，创新实践环节上以模具数字化设计实训、课外创新活动为基础，同时辅以Pro/E、UG等三维应用软件资格培训、模具卓越工程师培训等。通过改革传统的教学体系和教学手段与方法，使得学生既拥有数字化设计制造技术的应用能力，又具有较强的创新意识和创新能力。

在理论教学中注重文理渗透，拓宽基础。夯实学生计算机应用能力，注重分析研究模具专业技术的新发展，并以数字化技术为主线指导教学内容，将有关的现代科学技术融于课程教学中，改革教学内容、教学方法和手段，给予学生基本的创新理论与方法，启迪学生的创新意识与思维，发掘学生的创新潜力。

3 卓越计划背景下数字化设计与制造技术课程体系配置

数字化设计与制造技术课程涉及成型专业领域的模具CAD设计方法、成型工艺计算机辅助自动决策（CAPP）、成型过程模拟、最新成型加工方法等。随着理论与信息化技术的快速发展和社会需求的不断变化，数字化设计与制造技术课程体系应当精选和改造传统课程，充实、反映当前科技成果的最新内容（如图2所示）。

模具工程基础课程主要为后续课程打下一个基础，如《CAPP概论》、《CAD/CAM技术》课程中会涉及到实用CAPP系统、模具CAD系统的开发，就需要学生掌握VB语言等计算机语言基础。

数字化设计系列课程培养学生现代模具设计理论与方法，应用数字化技术进行产品（实物模型）的三维CAD造型、三维模具型腔的设计、工艺分析、成型过程模拟等，使数字化设计技术贯穿设计全过程。

模具设计与制造相辅相承，先进的设计必须有先进的制造技术来实现，数字化制造技术是先进制造技术的核心。为此，在课程设置中，突出数字化制造技术，设置数字化制造系列课程，培养学生应用数字化制造技术与方法解决产品的制造问题。

专业素质拓展系列课程通过模具工程师理论基础、模具设计选材与失效分析、压铸工艺与模具设计等专业素质拓展课程的学习，进一步拓宽材料成型领域模具设计专业知识。

4 数字化设计与制造创新实践教学

创新实践教学是数字化设计与制造技术培养中极为重要的组成部分，只有通过实践才能更好地培养学生创新意识以及利用数字化技术进行创新设计的能力。创新实践教学主要包括数字化设计与制造系列课程实验、模具数字化设计制造实训、基于校企联合的综合型实践教学以及课外科技活动等。

4.1数字化设计与制造系列课程实验

数字化设计与制造系列课程实验以工程为背景，密切联系工程和围绕工程进行；针对传统的实验内容都被孤立地分散在各门专业课中、互不发生联系的状况，对实验内容进行筛选和整合，实现专业课程实验课的综合化。以逆向工程课程为例，本课程实验要求选取的实验对象与后续模具数字化设计制造实训选取的实验对象一致，以便实现CAD/CAPP/CAE/CAM一体化。

4.2模具数字化设计与制造实训

模具数字化设计与制造实训是以典型模具零件为工作任务进行模块化教学，主要流程为：用三维扫描仪（RE）对零件进行扫描获取零件的三维坐标信息，在此基础上完成对零件的三维CAD造型，并由零件的三维模型得到成型模具的三维型腔；根据模具结构对成型过程进行CAE模拟，模拟结果分析无问题后在计算机上使用软件进行模具型腔的模拟加工，生成相应的加工数控代码。利用数控机床所提供的通用标准接口将现代技术制造中心的多台数控机床通过计算机网络联接起来，组建成一个局域网；将该局域网与CAD/CAE/CAM试验中心的局域网连接起来，使设计信息、工艺信息、加工信息及后置处理数据能及时地传递到制造单元，学生在CAD/CAE/CAM试验中心进行数控编程和仿真的数据也可直接传送到机床上，这样就构成了网络化制造环境，减少了中间环节，增加了可靠性，并提高了工作效率，如表1所示。

4.3基于校企联合的综合型实践教学

为了从根本上解决工程人才培养中工程教育不足和校企脱节的严重现象，“卓越计划”建立了高校与企业优势互补、联合培养人才的新模式，将学生在校期间的学习分为校内学习（三年）和企业学习（一年）两个阶段。企业学习阶段主要安排学生到企业完成的教学环节有：认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计等。毕业设计要求结合企业实际项目进行。企业学习阶段重点强调学生数字化设计与制造能力的培养、训练和形成，以及工程创新意识的培养。

4.4课外科技活动

在模具卓越人才的培养过程中，理论学习是基础，思维是关键，实践是根本，三者必须紧密结合。在理论教学、实践教学、课外培训等环节中，不仅要注重创新理论和方法的培养，还应注重创新思维和创新能力的培养，开展丰富多彩的创新活动。通过开展学术讲座、课外科技活动等创新活动，可以极大地调动学生学习和实践的积极性。可选择的校内科技活动项目包括：大学生科技创新、模具创新设计大赛、AutoCAD创意设计大赛、数控技能大赛等。可选择的校外竞赛项目包括：挑战杯全国大学生科技作品设计大赛、中国大学生创意创业大赛、3D数字化创新设计大赛等。

5 教学体系实施的保障

5.1校企联手打造高素质的“双师型”师资队伍

师资队伍建设是实现培养目标和提高教学质量的关键因素。积极组织“卓越工程师培养计划”的专任教师到企业参加实践或参加项目研制开发，进而提高教师的工程实践能力。企业实习指导教师以生产一线的高级工程师为主；企业授课教师必须是在模具相关的企业工作三年以上，并具有一定的模具数字化设计与制造能力；企业毕业设计指导教师必须要求是具有较深的工程实践背景的企业高级工程师或中高层领导，且能全面、系统地掌握相应的工程实践环节。

5.2建立适应卓越人才培养需要的校内外实训基地

建立稳定的、满足教学需要的校内外实践教学基地，是培养学生数字化设计与制造能力的重要保证。南京工程学院购进了数控加工中心、线切割、电火花等一批先进设备，还引进了符合专业发展方向和相应行业背景的企业，在学校营造必要的工程教学环境，将工程专业要素融入到平常理论学习和实践教学当中。

近年来南京工程学院先后与企业共建了“江苏省模具工程技术研究中心”、南汽模具装备有限公司国家级“工程实践教育中心”、“江苏小节距工业链条工程技术研究中心”、“铸锻技术工程技术研究中心”等。同时，学院还与昆山模具工业城、无锡模具厂、永儒塑胶有限公司等企业建立了稳定的校外实习基地，营造了学生的实践教学环境。

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关键词：无图制造 钣金零部件 数字化系统

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)08-0195-01

随着数字化无图制造技术的发展，数字化制造系统已经演变成钣金零部件加工和制造的关键性工具，钣金数字化制造的信息载体已经完全由“模拟量”转换成“数字量”。众所周知，“数字量”信息其做大的优势就是安全、精确、并行分布式处理、传递易行、容量大。钣金数字化制造系统的信息所表达出来的“数字化”，往往会引发信息处理上的一些变化，譬如：其所引发的技术革新和操作手段都有了巨大的变化和更新，因此，我们必须要在数字空间的实际运行模式中不断的完善和探索。

1、钣金数字化制造现状分析

激光切割制造技术的出现，完全替代了“剪切－冲”的工艺流程，它的特点就是灵活且具有较大的柔性，其缺点就是运作成本比较高。这种制造技术最常见于一些形状不规则的产品或器件上，随着小批量零部件的大量生产，激光切割制造技术越来越受到人们的重视。因为激光切割具有高柔性和高精度以及三维设计技术的不断完善和成熟，使用者可以完全从新设计和流程中取得收益，这样就可以大大降低生产成本，而且还能够有效地缩短工期。所以新的钣金工艺其实就是从设计开始的，及设计+激光切割+折弯+焊接/铆焊。多重折弯工艺在国内的箱体制造业已经比较普及。好处是省掉了传统的加强筋。在实际生产过程中我们发现激光具有切缝细，精度高的优秀特点。通常情况下，都是一次性进行切割，然后配合4次的折弯，从而实现4个工件。这种制造方式，完全超越了传统工艺的设计思路，所以为缩短工期奠定了基础。激光切割的不断普及，市场要求提高速切割，只有这样才能降低待机的时间，向厚板，高反射材料进行扩展，降低电耗成本等。例如雅马哈2010年所推出的by speed机型，其切割的速度可高达40m/min，加速度为3g，它能够切割20毫米厚的不锈钢，12毫米厚的铝合金，6毫米厚的紫铜等，而所耗电只有60kW左右。机器的有效利用率能够达到95%以上。

2、钣金数字化制造系统模式

2.1 数据源的整合与集成

钣金零部件的数字化制造数据大都是采用集中的管理与存储，这样就可以形成一个惟一的数据源。每一个系统都是经过产品的具体数据管理系统进行访问制造相应的模型、工装和工艺信息，从而改变了模拟量的传递模式，满足了所有信息在不同的用户之间与不同的应用系统之间的集成和共享。钣金零部件制造数字化数据库所有的知识组元可以随时更新而且还能够多次使用，钣金数据库知识系统的完善和建立，极大程度地满足了所有信息的数字自动化表述，同时，在每一个数字化的设计当中都可以重新使用所有者的制造技术，这就完全颠覆了传统意义上，单凭经验和多次的试验设计模式。集成系统协同设计就是把数据库、知识重用工具以及应用系统整合到一个相同的平台，该平台为工程设计的统一介质，使得整个数字化流程固定化，对所有数字化制造流程进行统一的控制和管理，从而进一步集成了各大子系统制造工艺，完成了其要素的设计。

2.2 数字量控制与传递

在传统钣金制造模式中模拟量主要是依靠传递实现的，所有零部件的生产流程中所有的环节都缺少一个整体的数字化定义，其所生产的成品难以确保精度和准度。数字化制造则是通过前提准备，将每一个使命的设计要素准确地进行了数字化的表述，凭借数字化的信息驱动生产材料加工的所有过程。通过对零部件模型的设计，就能得到所需产品的具体尺寸和形状，不过由于在零部件生产过程中出现很多的中间不确定状态，所以很难对设计信息向制造延伸。设计和制造模型属于相同对象的不同组成部分，其分别用于两个不同的生产阶段。确定了内容与工序之后，制造模型主要是结合工艺生产过程中的具体因素，对产品做出的一个详细描述，把以往制造模式中通过模拟量表达零件尺寸与形状的所有信息进行了数字化的定义，是工艺过程设计和工艺资源设计的依据。

3、钣金制造要素设计

3.1 知识建模

知识建模其实就是根据钣金零部件生产过程中所出现的知识，通过钣金零部件将其串联起来，把钣金制造和加工过程中所有知识作为一个整体系统，从横向和纵向两个方向进行归纳建模。纵向方面主要是从宏观到微观组元进行构建知识系统，同时依据不同知识组元易难程度进行分层建模，通常都是将该系统划分为型、域、属、族四个不同的层次。知识分类的最基本的单元就是型，它是根据知识具体求解对象的疑难程度进行分类，主要包含实例、基型和典型知识。横向方面，通过进一步地分析所有组元间的相互依赖关系，建立一个如同记忆网一样的模型，把钣金相关知识转化为由制造要素所组成的网络，建立一个完整、科学、便于管理的钣金知识库。

3.2 知识使用

基本类型的知识对形成问题解方案的作用方式分为表型和典型两种。知识可直接形成问题的解方案，基型知识则部分形成问题的解方案。钣金制造指令设计、成形模具设计等问题求解，根据知识的层次模型使用对应的属及基类知识，开发不同的推理方法，如：基于表型知识的推理、基于典型知识的推理、基于基型知识的推理等。以工艺流程设计为例，对于典型钣金零件，通过归纳总结典型方案，根据各种条件检索得到合理的工艺流程；对于非典型零件可以依次采用基于实例的设计或创成式方式来完成；知识检索采用基于编码的精确匹配方法。

4、结语

无图制造技术的发展，为钣金零部件的生产和加工提供了一个巨大的发展空间，其主要就是因为无图制造技术不但涵盖了最新信息和最前端技术，而且更重要的是它促进了生产技术的数字化智能化的发展。本文通过对钣金零件数字化制造系统模式的研讨和分析，提出了钣金数字化制造模式和解决思路，其中制造模型是面向制造过程对钣金零件信息的组织，采用集成管理的方法形成了钣金数字化制造的数据源。

参考文献