時(shí)間：2023-09-14 17:43:22
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)日益成熟和發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中。特別是機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)，由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用而發(fā)生了翻天覆地的改變。不僅大大提升了工作效率，同時(shí)保障了機(jī)械設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度。到了今天，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域當(dāng)中有了廣泛的應(yīng)用，已成為了趨勢(shì)，對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展有著無可替代的重要作用。筆者就通過論述機(jī)械設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，提出幾點(diǎn)建議，希望可以為我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步提供幫助。
關(guān)鍵詞：
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；信息技術(shù)；計(jì)算機(jī)；CAD
隨著科技不斷發(fā)展，人們的生活方方面面都發(fā)生了改變。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活都有著至關(guān)重要的影響。目前，隨著各種計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的成熟，在各行各業(yè)當(dāng)中都發(fā)揮了極高的應(yīng)用價(jià)值。其中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)主要的工作原理是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大運(yùn)算能力和圖形生成能力輔助技術(shù)人員開展工作，最終達(dá)到提高工作效率和工作質(zhì)量的目的。如今，在機(jī)械設(shè)計(jì)、航天航空、建筑與化工機(jī)械方面都有了廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的普及，不僅使工作機(jī)械的效率大大提升，同時(shí)也使工作質(zhì)量有了明顯的提高。本文通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行討論，希望可以為相關(guān)從業(yè)者提供幫助和參考。
1計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)一般被稱作CAD，是用來輔助設(shè)計(jì)人員完成工作的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及設(shè)備，其中包括了五個(gè)方面，即設(shè)計(jì)、建模、方針、協(xié)作、集成五部分。在這里面還包括了一些細(xì)化的內(nèi)容，例如優(yōu)化設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助圖畫、計(jì)算機(jī)方針技術(shù)管理等。其中計(jì)算機(jī)輔助繪圖技術(shù)是CAD中應(yīng)用最為成熟、廣泛的領(lǐng)域。最初計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)僅僅局限在計(jì)算機(jī)輔助圖形繪畫領(lǐng)域，后來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，逐漸得到了廣泛應(yīng)用。特別是近幾年，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已是機(jī)械工程當(dāng)中的重中之重，是開展機(jī)械工程工作的基礎(chǔ)和前提。不管是圖形優(yōu)化、編輯設(shè)計(jì)還是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)分析，如今都離不開計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，下面就計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析探討。
1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)分析中的應(yīng)用
在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，機(jī)械系統(tǒng)毫無疑問是十分重要的一環(huán)。一般情況下，可以采用VB6.0平臺(tái)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。例如，一般在分析全液壓推土機(jī)的各種系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，往往采用的方法是用系統(tǒng)計(jì)算牽引性能、液壓系統(tǒng)速度、校正和效能等數(shù)據(jù)。
1.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械零件的制造過程中的應(yīng)用
機(jī)械工程當(dāng)中，零件，毋庸置疑是一切的基礎(chǔ)、基石、根基。因此，在機(jī)械工程當(dāng)中，往往需要設(shè)計(jì)大量繁雜和不同的零件。而這些零件則需要非常龐大的計(jì)算量，需要十分長(zhǎng)的工時(shí)才能完成。而應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，只需要采用autoCAD、VisualBasic等平臺(tái)來開發(fā)作圖繪畫，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算功能直接優(yōu)化和修改零件。可以大大提升工作效率和零件的精準(zhǔn)度，一般性的機(jī)械零件往往都是采用這種方法。
1.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用
在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要大量計(jì)算量的還有機(jī)械模具的設(shè)計(jì)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以完美解決。首先了解注塑模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)了解注塑模具性質(zhì)、功能和各項(xiàng)指標(biāo)。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來解決設(shè)計(jì)模具當(dāng)中的問題，讓機(jī)械設(shè)備的模具設(shè)計(jì)變得便捷、準(zhǔn)確。
1.4計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用，還包括了三維模型的構(gòu)建、圖形符號(hào)和繪圖。由于大部分機(jī)械設(shè)計(jì)過程往往比較復(fù)雜，需要應(yīng)用很多符號(hào)和圖形，這就必須依靠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)來完成，除了可以讓設(shè)計(jì)人員的工作變得簡(jiǎn)單快捷之外，還可以消除設(shè)計(jì)當(dāng)中的一些錯(cuò)誤和問題，從而讓機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)結(jié)果精確度大大提升。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于繪圖工作當(dāng)中，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了極大的幫助，縮短了繪圖時(shí)間，提高了工作效率，也提高了工作質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)還可以應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的三維立體模型構(gòu)建。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將設(shè)計(jì)產(chǎn)品立體地展示在人們面前，有利于進(jìn)行更準(zhǔn)確的信息分析。將設(shè)計(jì)結(jié)果形象、直觀地呈現(xiàn)出來，一方面提高了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的精確度，另外一方面可以解決在機(jī)械設(shè)計(jì)過程當(dāng)中產(chǎn)生的各種其他問題。
2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用
在汽車的制造過程當(dāng)中，汽車覆蓋模具是影響整輛車質(zhì)量的一個(gè)重要因素，在工藝上對(duì)于汽車覆蓋模具的要求十分嚴(yán)格，特別是對(duì)于汽車覆蓋模具的設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)體模型的一致性要求較高。如果說實(shí)際的模具和設(shè)計(jì)圖紙存在一定差距，就屬于不合格的汽車覆蓋模具，需要不斷返工，這樣就會(huì)降低工作效率、增加工作成本，甚至對(duì)于產(chǎn)品在市場(chǎng)當(dāng)中的反饋和影響也不好。但應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，就可以根據(jù)具體的情況修正和改進(jìn)圖紙的相關(guān)參數(shù)，可以及時(shí)完善實(shí)體模具的結(jié)構(gòu)，極大保證了設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)體模型之間的高度一致性，避開了返工之類的現(xiàn)象，節(jié)省了資源，提高了工作質(zhì)量與工作效率。
3計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的優(yōu)勢(shì)
隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)都因?yàn)橛?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用而得到了飛速前進(jìn)。如今，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已成為了人們?nèi)粘Ｉ钪?、生產(chǎn)當(dāng)中必不可少的工具。而在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分展現(xiàn)出來。
3.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)與人腦思維相互適應(yīng)
在設(shè)計(jì)過程中，一般都是先進(jìn)行大腦的構(gòu)思，在腦中產(chǎn)生一個(gè)立體的想法，然后再表達(dá)出來。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)所使用的三維實(shí)體技術(shù)，可以真實(shí)、直觀地將產(chǎn)品呈現(xiàn)出來。利用設(shè)計(jì)人員的思維表達(dá)，讓設(shè)計(jì)人員有更多的時(shí)間去致力于產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計(jì)，而不是費(fèi)力去思考、構(gòu)建一個(gè)產(chǎn)品的形象表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的連續(xù)性，更提高了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新思維能力和想象力。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)所構(gòu)架的三維立體圖讓設(shè)計(jì)變得更深入、思維更廣泛、交流更簡(jiǎn)單。
3.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)便于提升機(jī)械設(shè)計(jì)中整體質(zhì)量
隨著機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已逐漸與機(jī)械產(chǎn)品產(chǎn)生有機(jī)結(jié)合。首先，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了裝配環(huán)境下的零件設(shè)計(jì)，確保了相鄰零件之間的完美結(jié)合，減少不匹配和單獨(dú)設(shè)計(jì)的情況發(fā)生，讓整個(gè)過程變得方便、快捷。同時(shí)在需要修改零件時(shí)，可通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將零件修正的全過程用動(dòng)畫或者平面的方式呈現(xiàn)出來，提高了過程的透明度，讓整個(gè)修改過程十分方便。新技術(shù)的應(yīng)用不僅大大提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，還可以通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)象的形狀描述、大小和位置信息的確定，將設(shè)計(jì)對(duì)象的幾何形狀和工作環(huán)境表達(dá)出來，能夠大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。
3.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)便于提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率
通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)中三維機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，可以更直觀和迅捷地解決復(fù)雜的幾何造型問題。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)利用簡(jiǎn)單的幾何體就能計(jì)算出復(fù)雜的幾何體，降低了工作強(qiáng)度，縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)周期。而在進(jìn)行全新的機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，只需要重新設(shè)計(jì)和制造其中的部分零件就能夠完成任務(wù)，大部分的零件依舊按照以往的情況使用，極高提升了設(shè)計(jì)工作效率，降低了設(shè)計(jì)工作的難度。
4結(jié)語
科技日新月異，各行各業(yè)都發(fā)生了巨大的變化。對(duì)于機(jī)械領(lǐng)域來說也一樣，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為機(jī)械行業(yè)帶來了巨大的變革，在未來已成為一種趨勢(shì)。本文通過各個(gè)方面描述了機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用，希望可以通過這篇文章，為我國(guó)的機(jī)械行業(yè)發(fā)展帶來幫助。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；軟件；建設(shè)
中圖分類號(hào)：G633文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2007)06-11736-03
1 引言
所謂的計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品或者工程的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員處于主導(dǎo)地位，而計(jì)算機(jī)處于輔助地位。在生活和生產(chǎn)中的諸多領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。隨之出現(xiàn)了很多設(shè)計(jì)軟件和設(shè)計(jì)方法技術(shù)，只有不斷的學(xué)習(xí)，才能更好的掌握進(jìn)而為工作提供便利。
2 CAD定義
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)――是在計(jì)算機(jī)硬件與軟件的支撐下，通過對(duì)產(chǎn)品的描述、造型、系統(tǒng)分析、優(yōu)化、仿真和圖形處理的研究，使計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)師完成產(chǎn)品的全部設(shè)計(jì)過程，最后輸出滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果和產(chǎn)品圖形。
3 CAD技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
隨著人們物質(zhì)生活和文化藝術(shù)水平的提高，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品要求也越來越高，從家庭日用品、家用電器、家具等，到各類生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表、辦公用品及各類交通工具、公共設(shè)施等，要擁有良好的外觀形態(tài)、宜人的色彩、舒適的表面質(zhì)感，可以美化人們的生活和生產(chǎn)環(huán)境，豐富人們的精神要求。因此，作為工程技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相結(jié)合的一門新科學(xué)――CAD產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)，是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。合理美觀的造型設(shè)計(jì)可以在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中吸引更多的用戶，爭(zhēng)取市場(chǎng)的占有率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和手段用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)設(shè)計(jì)表現(xiàn)展示向“無紙筆化”轉(zhuǎn)變
計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不需要各種各樣的尺、規(guī)、筆、紙等傳統(tǒng)工具，電腦的操作平臺(tái)提供了用之不盡的空間，表現(xiàn)的實(shí)施過程就是鼠標(biāo)的點(diǎn)擊與鍵盤的操作，復(fù)制、修改等從前繁雜的工作瞬間即可完成，而且干凈、簡(jiǎn)單、高效。
(2)設(shè)計(jì)程序靈活高效，產(chǎn)品開發(fā)周期縮短。
產(chǎn)品的創(chuàng)意可以通過三維建模、渲染等功能隨時(shí)調(diào)整形體、形態(tài)、色彩、肌理等方面變化；工作效率的提高使產(chǎn)品開發(fā)周期明顯縮短，計(jì)算機(jī)輔助制造使樣機(jī)的制作周期也大大縮短。
(3)設(shè)計(jì)成果仿真，設(shè)計(jì)檢驗(yàn)可靠
利用CAD系統(tǒng)的三維圖形功能，設(shè)計(jì)師可在計(jì)算機(jī)屏幕上快速地模擬出所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外形狀態(tài)；而且在新產(chǎn)品試投產(chǎn)前，就可以對(duì)其制造過程中的結(jié)構(gòu)、加工、裝配、裝飾和動(dòng)態(tài)特征做到恰如其分的分析和檢驗(yàn)，從而提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成性。
(4)設(shè)計(jì)與制造的緊密結(jié)合
CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接用于產(chǎn)品零配件的加工，即計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)，從而可以完成從設(shè)計(jì)到加工程序的轉(zhuǎn)換。
4 兩類CAD設(shè)計(jì)師
產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)是一種與藝術(shù)、人文、歷史、及自然等相結(jié)合的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)宜用專門的圖像設(shè)計(jì)類的軟件，如CorelDRAW，PhotoShop，Painter，3DSMAX，ALIAS等。這類軟件通常是無太多的數(shù)據(jù)限制，比較自由、隨意。產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)一般由藝術(shù)類的造型設(shè)計(jì)師來承擔(dān)。
產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)。它要求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，符合國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的每個(gè)尺寸及公差都是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，不可差之毫厘。這種設(shè)計(jì)是采用專門用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類的軟件，如：AutoCAD，UG，Solidedge，Pro/ENGINEER，SolidWork等來完成。盡管目前一些高端的設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)具備了產(chǎn)品復(fù)雜造型的設(shè)計(jì)與渲染功能，但要藝術(shù)類的設(shè)計(jì)師掌握并運(yùn)用這類軟件，至今還不是一件容易的事。所以從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師們大都是機(jī)械工程師出身，設(shè)計(jì)的思維與方式完全不同于造型設(shè)計(jì)師，他們思維是一種完全符合機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思維方式。
5 CAD設(shè)計(jì)流程
(1)方案設(shè)計(jì)：由造型設(shè)計(jì)師進(jìn)行概念草繪，可用二維平面軟件進(jìn)行方案效果圖繪制。
(2)三維造型設(shè)計(jì)：方案確定后，由設(shè)計(jì)師利用CAD進(jìn)行立體造型設(shè)計(jì)。
(3)三維造型設(shè)計(jì)確認(rèn)：將CAD里面的模型直接轉(zhuǎn)入CNC(數(shù)控加工)，或RP做出實(shí)物模型進(jìn)行造型檢驗(yàn)。
(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在CAD中進(jìn)行細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確認(rèn)：進(jìn)行裝配和結(jié)構(gòu)模擬分析，確認(rèn)結(jié)構(gòu)。
(6)模具設(shè)計(jì)：將CAD里的產(chǎn)品傳遞給模具廠進(jìn)行數(shù)控編程。
(7)生產(chǎn)：將三維圖轉(zhuǎn)化為二維工程圖，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，進(jìn)行生產(chǎn)。
6 中等職業(yè)學(xué)校CAD專業(yè)定位
現(xiàn)在許多大專院校開設(shè)CAD專業(yè)，都以造就產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)師、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師作為培養(yǎng)目標(biāo)；而我們職技校，學(xué)生文化水平和學(xué)習(xí)能力相對(duì)較低，學(xué)習(xí)藝術(shù)設(shè)計(jì)或深?yuàn)W的機(jī)械設(shè)計(jì)有困難，那么如果開設(shè)CAD專業(yè)，培養(yǎng)目標(biāo)該如何確定?
我覺得必須做到以下幾個(gè)方面：
(1)能協(xié)助產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為CAD效果圖或數(shù)學(xué)模型。
(2)能協(xié)助產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為CAD零件裝配模型。
(3)能將CAD三維圖形轉(zhuǎn)化為二維圖形，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。
(4)懂得CAD模型轉(zhuǎn)化到CAM中進(jìn)行數(shù)控加工。
因此，本專業(yè)在培養(yǎng)要求上，要以各類產(chǎn)品為主要研究對(duì)象，以計(jì)算機(jī)為主要設(shè)計(jì)輔助工具，注重美學(xué)品質(zhì)的工業(yè)化手段。要求學(xué)生樹立“以人為本”的設(shè)計(jì)思想，能處理在特定條件下工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與功能、結(jié)構(gòu)與外形、結(jié)構(gòu)與材料等的關(guān)系，并能創(chuàng)造性地將這些關(guān)系協(xié)調(diào)地表現(xiàn)在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)造型上，協(xié)助設(shè)計(jì)師開發(fā)出具有時(shí)代特征的現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品。
7 中等職業(yè)學(xué)校CAD專業(yè)課程設(shè)置
按中職計(jì)算機(jī)輔助專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，充分考慮目前市場(chǎng)需求，將其學(xué)習(xí)內(nèi)容分為四個(gè)層次：
(1)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力――計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、WINDOWS操作系統(tǒng)、常用工具軟件及病毒知識(shí)、文字處理WORD和電子表格EXCEL、INTERNET，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、PHOTOSHOP圖像處理、網(wǎng)頁制作等。
(2)計(jì)算機(jī)輔助工程制圖――機(jī)械制圖、公差配合與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械基礎(chǔ)、AUTOCAD、零件測(cè)繪和金工實(shí)習(xí)等。
(3)CAD三維造型設(shè)計(jì)――CAD三維軟件、3DMAX、造型材料與工藝、人機(jī)工程學(xué)、CAD/CAM技術(shù)等。
(4)產(chǎn)品設(shè)計(jì)美學(xué)――色彩構(gòu)成、產(chǎn)品表現(xiàn)技法、工業(yè)攝影等。
8 CAD軟件的選擇
目前流行的CAD軟件包有：
(1)Unigraphics(UG)
UG是UnigraphicsSolutions公司的拳頭產(chǎn)品。它集成了美國(guó)航空航天、汽車工業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，成為機(jī)械集成化CAD/CAE/CAM主流軟件之一。主要應(yīng)用在航空航天、汽車、通用機(jī)械、模具、家電等領(lǐng)域。采用基于約束的特征建模和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)，在曲面造型、數(shù)控加工方面是強(qiáng)項(xiàng)。Unigraphics提供給公司一個(gè)從設(shè)計(jì)、分析到制造的完全的數(shù)字的產(chǎn)品模型。
(2)Pro/Engineer
Pro/Engineer系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnology
Corporation，簡(jiǎn)稱PTC)的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開發(fā)出來的第三代機(jī)械CAD/CAE/CAM產(chǎn)品Pro/Engineer軟件，采用全參數(shù)化造型技術(shù)，能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，比較適于零件相對(duì)簡(jiǎn)單，部件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
(3)SOLIDEDGE
來自EDS公司的Solid Edge是一個(gè)功能強(qiáng)大的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件，是真正Windows軟件。它不是將工作站軟件生硬地搬到Windows平臺(tái)上，而是充分利用windows基于組件對(duì)象模型(COM)的先進(jìn)技術(shù)重寫代碼。SOLIDEDGE與Microsoft 0ffice兼容，與windows的0LE技術(shù)兼容，這使得設(shè)計(jì)師們?cè)谑褂肅AD系統(tǒng)時(shí)，能夠進(jìn)行windows下字處理、電子報(bào)表、數(shù)據(jù)庫操作等。SOLIDEDGE是基于參數(shù)和特征實(shí)體造型的新一代機(jī)械設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)，它是為設(shè)計(jì)人員專門開發(fā)的，易于理解和操作的實(shí)體造型系統(tǒng)。目前應(yīng)用最多的領(lǐng)域是鈑金設(shè)計(jì)，雖然它只是EDS公司中低端產(chǎn)品，但它強(qiáng)大和專業(yè)的鈑金設(shè)計(jì)功能也是相當(dāng)有特色?，F(xiàn)在中國(guó)圖學(xué)會(huì)正在推廣Solidedge軟件。
(4)SolidWorks
SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，是生信國(guó)際有限公司推出的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。其是以windows為平臺(tái)，以SolidWorks為核心的各種應(yīng)用的集成，包括結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、工程數(shù)據(jù)管理和數(shù)控加工等，為中國(guó)企業(yè)提供了夢(mèng)寐以求的解決方案。功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點(diǎn)。現(xiàn)在中國(guó)機(jī)械工業(yè)學(xué)會(huì)正在推廣Solidworks軟件。
(5)Cimatron
Cimatron公司的Cimatron是基于CAD/CAM/PDM的產(chǎn)品，這套軟件的針對(duì)性較強(qiáng)，被更多的應(yīng)用到模具開發(fā)設(shè)計(jì)中，該軟件能夠給應(yīng)用者提供一套全面的標(biāo)準(zhǔn)模架庫，方便于使用者進(jìn)行模具設(shè)計(jì)中的分型面、抽芯等工作，而且在操作過程中都能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢查，可以說該軟件在模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域是非常出色的，國(guó)內(nèi)南方的一些模具企業(yè)都在使用這套軟件。
(6)AutoCAD和MDT
AutoCAD是Autodesk公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，是當(dāng)今最流行的二維繪圖軟件，擁有全球最多的用戶群，也是全球規(guī)模最大的基于PC平臺(tái)的CAD和動(dòng)畫及可視化軟件企業(yè)。MDT是Autodesk公司在PC平臺(tái)上開發(fā)的三維機(jī)械CAD系統(tǒng)。它以三維設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，集設(shè)計(jì)、分析、制造以及文檔管理等多種功能為一體；為用戶提供了從設(shè)計(jì)到制造一體化的解決方案。
(7)CAXA電子圖板和CAXA-ME制造工程師
CAXA電子圖板和CAXA-ME制造工程師軟件的開發(fā)與銷售單位是北京北航海爾軟件有限公司。CAXA電子圖板是一套高效、方便、智能化的通用中文設(shè)計(jì)繪圖軟件，可幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行零件圖、裝配圖、工藝圖表、平面包裝的設(shè)計(jì)，適合所有需要二維繪圖的場(chǎng)合，CAXA-ME是面向機(jī)械制造業(yè)的自主開發(fā)的、中文界面、三維復(fù)雜形面CAD/CAM軟件。
以上介紹的種種軟件都是筆者個(gè)人認(rèn)為比較成熟的、比較可靠的軟件，當(dāng)然由于篇幅限制，很多的軟件不能一一詳細(xì)的介紹到。選擇CAD軟件教學(xué)，要跟實(shí)際情況結(jié)合起來。我個(gè)人比較偏好UG或Solidworks軟件。
9 CAD專業(yè)的軟硬件建設(shè)
(1)軟件建設(shè)：由于技術(shù)的更新，知識(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，專業(yè)教師原來的知識(shí)水平顯得落后，而且目前職業(yè)學(xué)校的專業(yè)教師大都缺乏企業(yè)實(shí)踐，因此，我們要有計(jì)劃地安排教師參加技能培訓(xùn)，并定期下企業(yè)實(shí)習(xí)；要鼓勵(lì)教師開展科技制作和技術(shù)革新，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)運(yùn)用先進(jìn)實(shí)用技術(shù)；要引導(dǎo)教師走理論實(shí)踐一體化的道路，爭(zhēng)取成為本專業(yè)的教學(xué)專家和技術(shù)專家。
(2)硬件建設(shè)：建立計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，購買一批高配置的計(jì)算機(jī)，安裝相應(yīng)的CAD軟件，同時(shí)還要購買投影儀和擴(kuò)音系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化多媒體交互式教學(xué)，提高了教學(xué)的科學(xué)性和先進(jìn)性，使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，提高了實(shí)際操作能力。
10 結(jié)束語
CAD技術(shù)的飛速發(fā)展是制造業(yè)一場(chǎng)技術(shù)革命，需要大量的設(shè)計(jì)專業(yè)人才。工欲善其事，先必利其器。讓我們?yōu)榕囵B(yǎng)未來CAD復(fù)合型人才一起努力吧!
參考文獻(xiàn)：
[1]李學(xué)志.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與繪圖[M].清華大學(xué)出版社,2002,8,1-3.
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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)；機(jī)械制造業(yè)；應(yīng)用
中圖分類號(hào)：G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1電子計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)機(jī)械制造業(yè)的影響
1.1計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)設(shè)計(jì)制造技術(shù)革命的重要標(biāo)志。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造以及輔助工程等相關(guān)技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，為自動(dòng)化流水線的實(shí)際運(yùn)用創(chuàng)造了有利的技術(shù)條件，這也在一定意義上預(yù)示著機(jī)械制造業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)能力等方面發(fā)生巨大變革。自動(dòng)化流水線適宜信息作為導(dǎo)向，以現(xiàn)代化信息技術(shù)為動(dòng)力，同時(shí)依托于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，影響范圍廣泛涉及到機(jī)械制造企業(yè)生產(chǎn)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)；
1.2計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)推動(dòng)了機(jī)械領(lǐng)域的交流互動(dòng)。當(dāng)前很多機(jī)械制造企業(yè)已經(jīng)對(duì)交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)的重要性有了充分認(rèn)識(shí)，借助連接技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化了與供應(yīng)商以及承包商之間的交流和溝通；不少制造企業(yè)依托于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，使產(chǎn)品研發(fā)制造周期大大縮短，諸如新產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)安排及控制、人力資源配置等均離不開信息交換，而借助計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以在很大程度上減輕工作負(fù)擔(dān)及壓力。隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)的不斷強(qiáng)化，借助計(jì)算機(jī)多媒體會(huì)議系統(tǒng)這一現(xiàn)代化“以太”會(huì)場(chǎng)，全球各地的機(jī)械制造廠家進(jìn)行交流變得更加密切。多媒體會(huì)議作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音、數(shù)據(jù)以及視頻等的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確描述，在工業(yè)領(lǐng)域的影響越來越大。世界一體化交互以及網(wǎng)絡(luò)會(huì)議系統(tǒng)實(shí)施的重要基礎(chǔ)就是計(jì)算機(jī)多媒體傳輸及處理技術(shù)占據(jù)主流地位。
2機(jī)械制造業(yè)中電子計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用
2.1產(chǎn)品研發(fā)
利用性能優(yōu)異的計(jì)算機(jī)，可以促進(jìn)研發(fā)設(shè)計(jì)過程中的繁重工作量的大大降低。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中利用多媒體技術(shù)，圖像圖形處理將會(huì)變得十分輕松，新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)效率也會(huì)得到很大程度的提升。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面，比較具有代表性的一個(gè)軟件就是AUTOCAD，此軟件不論是在之前的DOS版本上還是目前的32位平臺(tái)中，一致都是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的領(lǐng)軍者。
首先，運(yùn)用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定主要幾何參數(shù)，受力分析、強(qiáng)度和壽命計(jì)算、剛度計(jì)算，然后根據(jù)給定的設(shè)計(jì)條件和功能要求對(duì)機(jī)械部件的許多主要參數(shù)進(jìn)行數(shù)值選擇。最后，合理布置各部件的相對(duì)位置，繪制二維或三維圖形。
包含產(chǎn)品生命周期理念在內(nèi)的計(jì)算機(jī)輔助工程實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品單一研發(fā)向系統(tǒng)工程管理的過渡，立足于產(chǎn)品生命周期對(duì)諸如成本、利潤(rùn)以及價(jià)值等技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素相互間的關(guān)系進(jìn)行深入研究，在此基礎(chǔ)上分析預(yù)測(cè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，確保在當(dāng)前條件下，通過全面評(píng)估，獲取最大效益。在此背景下，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)勢(shì)必充當(dāng)新產(chǎn)品研發(fā)利器。從一定意義上講，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助工程的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，并為二者占據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)性地位提供有力保障。
在機(jī)械制造業(yè)的新產(chǎn)品研發(fā)過程中，對(duì)應(yīng)于虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的有效結(jié)合，對(duì)虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來了極為深遠(yuǎn)的影響，使該過程中人與計(jì)算機(jī)的交互方式得到一定程度的改善。舉例來說，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，一方面，可以在進(jìn)行模擬開發(fā)時(shí)對(duì)新產(chǎn)品的部分性能加以模擬提供便利，另一方面，設(shè)計(jì)人員修改產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的難度也會(huì)有很大程度的降低。對(duì)于具備技術(shù)條件的企業(yè)而言，在設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品的過程中，設(shè)計(jì)人員可以以當(dāng)前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)構(gòu)建起相應(yīng)的模型，之后再向虛擬環(huán)境轉(zhuǎn)移，并為設(shè)計(jì)人員及準(zhǔn)客戶提供體驗(yàn)機(jī)會(huì)；除此之外，設(shè)計(jì)人員還可以在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ)之上對(duì)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和完善。比如，在設(shè)計(jì)汽車時(shí)，設(shè)計(jì)人員所處的就屬于交互式環(huán)境，借助頭盔顯示器、專業(yè)數(shù)據(jù)手套以及位置追蹤儀等專業(yè)化設(shè)備，可以將視覺、聽覺以及觸覺等連接到虛擬概念產(chǎn)品上，不但能夠有身臨其境的感受，而且可以十分便捷的檢查并評(píng)估虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的不足之處及時(shí)加以調(diào)整和完善。
2.2生產(chǎn)控制
在機(jī)械制造領(lǐng)域，比較具有代表性的生產(chǎn)控制就是圍繞產(chǎn)品質(zhì)量控制這一中心內(nèi)容的有限次PDCA循環(huán)，對(duì)生產(chǎn)過程的能力、質(zhì)量以及產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)施有效控制是其主要目的。簡(jiǎn)單而言，借助計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械制造業(yè)新產(chǎn)品生產(chǎn)過程的控制可以歸結(jié)為：輸入、轉(zhuǎn)換、檢查、及時(shí)反饋、修正以及輸出等。對(duì)于批量生產(chǎn)自動(dòng)化流水線而言，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)反饋性能具有重要意義。對(duì)信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋，也就是對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理以及對(duì)加工參數(shù)的及時(shí)修正是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的中心內(nèi)容。通過向計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中引入多媒體及相關(guān)技術(shù)，將會(huì)在很大程度上提升系統(tǒng)描述性能，這樣，之前極為抽象乏味的數(shù)字描述形式將會(huì)被更加直觀和形象的圖形圖像以及仿語音形式所代替，從而在一定程度上提高生產(chǎn)人員及控制人員對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程、過程質(zhì)量以及產(chǎn)品質(zhì)量的變化掌握能力，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取相應(yīng)的解決對(duì)策，以確保機(jī)械制造生產(chǎn)過程狀態(tài)的穩(wěn)定性及最佳性。舉例來說，在計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)占據(jù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主流地位的背景之下，模具的加工控制過程的難度將會(huì)大大降低。在之前諸如凹面加工等掌握及控制難度相當(dāng)大的信息及數(shù)據(jù)，如今可以比較輕松的在控制終端以相應(yīng)的截面圖形或者是三維影像的形式準(zhǔn)確的展示出來，這樣對(duì)于生產(chǎn)及控制人員，整個(gè)生產(chǎn)工序?qū)?huì)變得更加直觀。
對(duì)于機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)過程而言，借助計(jì)算機(jī)多媒體信息系統(tǒng)，即使是非同一領(lǐng)域的工作人員也可以為實(shí)現(xiàn)相同工作目標(biāo)而合作。比較具有代表性的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控主要是借助多媒體技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于操作人員而言，能夠在同一時(shí)間對(duì)處于相同制造單元中的幾臺(tái)機(jī)器進(jìn)行操控。借助圖形用戶界面以及一套能夠具備互相作用性能的多媒體信息傳輸機(jī)制，可以達(dá)到對(duì)交換結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)強(qiáng)化的效果，除此之外，還可以針對(duì)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程給出相應(yīng)的解釋。比如，借助計(jì)算機(jī)多媒體音像視頻可以較為詳細(xì)的進(jìn)行操作示范；同時(shí)，如果在運(yùn)行過程中發(fā)生超差情況，多媒體控制系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)向操作人員發(fā)出通知，使其可以及時(shí)采取措施，確保設(shè)備處于正常狀態(tài)。
除此之外，機(jī)械制造行業(yè)中計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還體現(xiàn)在企業(yè)員工的培訓(xùn)方面，利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)針對(duì)企業(yè)員工進(jìn)行技能培訓(xùn)主要具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：可以組織大量員工開展專業(yè)技能培訓(xùn)，效果也更加明顯；教學(xué)方式及手段有所改進(jìn)；員工對(duì)培訓(xùn)的興趣得以激發(fā)，參與積極性高。
3結(jié)束語
綜上所述，隨著現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的飛速發(fā)展，其影響范圍日益擴(kuò)大，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。機(jī)械制造業(yè)中計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用，為制造業(yè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展提供了動(dòng)力；與此同時(shí)，機(jī)械制造業(yè)現(xiàn)代化及自動(dòng)化程度的不斷提高，對(duì)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的要求也相應(yīng)提升。當(dāng)前形勢(shì)下，應(yīng)努力尋求傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的有效結(jié)合點(diǎn)，促進(jìn)二者實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，相輔相成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)健康穩(wěn)步發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的世界一體化趨勢(shì)也會(huì)逐步加強(qiáng)，在今后發(fā)展過程中，占據(jù)主流地位的將會(huì)是集成化程度以及自動(dòng)化程度均更高的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)以及營(yíng)銷模式，而計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為這一目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)；CAID；學(xué)習(xí)方法
一、引言
計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)，即在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的支持下進(jìn)行的工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的各類創(chuàng)造性活動(dòng)。CAID是以現(xiàn)代信息技術(shù)為依托，以數(shù)字化、可視化為特征，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方式。其目的是提高效率，增強(qiáng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可靠性，并適應(yīng)信息化的生產(chǎn)制造方式。CAID以CAD為依托，隨著CAD的發(fā)展而發(fā)展，并和數(shù)控加工、快速成型、模型制作、模具生產(chǎn)等相聯(lián)系。綜合設(shè)計(jì)已成為當(dāng)今設(shè)計(jì)中的流行趨勢(shì)，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)將向著專業(yè)化和綜合化方向發(fā)展。從計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程中我們可以看到，計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的影響決定于CAD技術(shù)的發(fā)展程度。可以預(yù)見，未來的CAD技術(shù)將向著專業(yè)化、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、可視化、并行化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。當(dāng)代的工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生，更應(yīng)該站在時(shí)代的前沿，努力學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)。更重要的是，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)能直觀而有效地表達(dá)設(shè)計(jì)，是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的設(shè)計(jì)工具之一。熟練地應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件來完成設(shè)計(jì)效果的展現(xiàn)，已成為工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生必備的一項(xiàng)專業(yè)技能。
二、計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)在工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)習(xí)中的意義
根據(jù)調(diào)查，九成以上設(shè)計(jì)工作室或公司設(shè)計(jì)部招聘時(shí)都要求畢業(yè)生能熟練使用一款三維設(shè)計(jì)軟件。在工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生未來的工作中，一定離不開各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的使用。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)改革能起到推動(dòng)作用。在現(xiàn)代社會(huì)的需求下，工業(yè)設(shè)計(jì)原有的設(shè)計(jì)工作方式已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)要求快速、精準(zhǔn)地反映出設(shè)計(jì)師的想法，能進(jìn)行直觀地展現(xiàn)，同時(shí)使設(shè)計(jì)者在各個(gè)方面的修改都能方便地進(jìn)行，以滿足設(shè)計(jì)需求。而這些就推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的蓬勃發(fā)展。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)交叉融合的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)不僅能夠讓設(shè)計(jì)工作更加輕松，也很大程度上提高了設(shè)計(jì)工作效率，同時(shí)我們能夠直觀地將設(shè)計(jì)作品的外形、細(xì)節(jié)等展現(xiàn)出來，使設(shè)計(jì)者更加方便地查看設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)意圖?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件日新月異，即使是同一計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件也經(jīng)常通過更新來達(dá)到滿足時(shí)代進(jìn)步所帶來的需求。這就使現(xiàn)代設(shè)計(jì)者必須時(shí)刻關(guān)注計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展，及時(shí)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)輔助軟件。目前，大部分軟件更新只能通過更新提示與說明進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，因此設(shè)計(jì)者要有主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用鍛煉了設(shè)計(jì)人員的自身主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，也就促進(jìn)了設(shè)計(jì)行業(yè)整體綜合素質(zhì)的提高，對(duì)促進(jìn)設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展也有著積極的意義。
三、當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中存在的問題及改進(jìn)措施
1.當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中存在的問題
教育應(yīng)該站在時(shí)代前沿。1919年德國(guó)“包豪斯”成立，“工業(yè)設(shè)計(jì)”一詞開始出現(xiàn)并形成了工業(yè)設(shè)計(jì)原始的教育模式。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，時(shí)代選擇了以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為核心的并行設(shè)計(jì)模式。學(xué)習(xí)方法應(yīng)該更加先進(jìn)而不是跟隨在后。在中國(guó)，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的教育普遍是以單一科目?jī)?nèi)容整理，以課堂講授為主的教學(xué)模式。學(xué)生在課下很少有機(jī)會(huì)應(yīng)用課上所學(xué)到的知識(shí)，自然難以學(xué)好計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件，難以適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)模式對(duì)設(shè)計(jì)人才的需求。目前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈、電腦軟硬件的更新迅速、各種新興手段的產(chǎn)生等造成學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)很容易與社會(huì)的需求脫節(jié)，學(xué)生在畢業(yè)后很難適應(yīng)崗位的需要。產(chǎn)生這些問題的主要原因是教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)、教學(xué)系統(tǒng)不全面、教學(xué)手段單一、教師水平不同等。
2.改進(jìn)措施
（1）認(rèn)真學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)相關(guān)課程知識(shí)，掌握計(jì)算機(jī)軟件知識(shí)。工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生在高校中一定會(huì)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的專業(yè)課程，一般是平面和三維軟件先后安排學(xué)習(xí)。在學(xué)校開設(shè)Photoshop課程的時(shí)候，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真聽課，了解Photoshop各項(xiàng)基本用法，認(rèn)真完成作業(yè)。作為工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生，應(yīng)該在課程中努力夯實(shí)基礎(chǔ)，為更好的應(yīng)用做準(zhǔn)備。在課程中系統(tǒng)、詳細(xì)地了解軟件的知識(shí)，是能熟練應(yīng)用軟件并將其用于實(shí)踐的最關(guān)鍵一步。
（2）對(duì)課程進(jìn)行更系統(tǒng)的分析，使學(xué)習(xí)更加全面。在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)習(xí)中，我們有時(shí)會(huì)把計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件和計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)畫上等號(hào)，這樣的認(rèn)知是不對(duì)的。軟件只是其中很小一部分，我們應(yīng)該在學(xué)習(xí)好基礎(chǔ)軟件的同時(shí)了解其他方面內(nèi)容，即數(shù)控加工、快速成型、模型制作、模具生產(chǎn)等。在當(dāng)前的工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)中，我們習(xí)慣性地把計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件分為計(jì)算機(jī)輔助平面設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)兩大類，而不再進(jìn)行深入、細(xì)致的劃分，所學(xué)習(xí)的軟件也是兩種各選其一。但其實(shí)這并不全面，計(jì)算機(jī)輔助平面設(shè)計(jì)軟件分為矢量繪圖軟件（如Coreldraw）、圖像處理軟件（如Photoshop）、工程制圖軟件（如Autocad）及用于網(wǎng)頁設(shè)計(jì)、平面動(dòng)畫和插畫設(shè)計(jì)的軟件等。計(jì)算機(jī)輔助三維設(shè)計(jì)分為建模渲染軟件（如犀牛、3d max），工程制作軟甲（如Proe、Solidwords），動(dòng)畫視頻合成展示軟件（Premiere）等。計(jì)算機(jī)輔助平面設(shè)計(jì)和三維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課程應(yīng)在大二前就完成學(xué)習(xí)，在大一完成計(jì)算機(jī)輔助平面的工程制圖軟件和圖形圖像處理軟件的學(xué)習(xí)。在大二完成建模渲染軟件和工程制作軟件的學(xué)習(xí)，以使得專業(yè)學(xué)生在校時(shí)有充分的應(yīng)用機(jī)會(huì)。在大三再進(jìn)行更加深入的學(xué)習(xí)，有計(jì)劃地參加設(shè)計(jì)項(xiàng)目和設(shè)計(jì)比賽，以提高學(xué)生軟件應(yīng)用的寬度和深度，也可以為學(xué)生即將面臨的就業(yè)增加籌碼。
（3）將計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)滲透到其他課程當(dāng)中，在學(xué)習(xí)中加強(qiáng)軟件的應(yīng)用。在工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中，應(yīng)將CAID課程學(xué)習(xí)成果與工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的專業(yè)課的學(xué)習(xí)緊密聯(lián)系在一起，強(qiáng)化設(shè)計(jì)軟件和設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的關(guān)系，用軟件來提高設(shè)計(jì)類學(xué)習(xí)的效率。目前，大部分學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力很難得到提高的根本原因在于學(xué)而不用。實(shí)際上，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的許多課程作業(yè)都是可以直接用軟件來完成的，例如《設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》《產(chǎn)品語意學(xué)》《產(chǎn)品設(shè)計(jì)》《人機(jī)工程學(xué)》等。教師也可以要求學(xué)生使用軟件來完成作業(yè)，這樣不僅增加了學(xué)生應(yīng)用軟件的機(jī)會(huì)，在鍛煉和提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技能的同時(shí)也節(jié)省了完成作業(yè)的時(shí)間，節(jié)約了成本，減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。
圖1 （空間構(gòu)成作業(yè)手繪）是“設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”平面構(gòu)成課程中用傳統(tǒng)手繪方式完成的作業(yè)，圖2 （空間構(gòu)成作業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）是用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件完成的作業(yè)。我們可以看出，兩張作品都能體現(xiàn)立體和空間感，但用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件來制作使得學(xué)生可以更好地發(fā)揮自己的想象力，也更容易實(shí)現(xiàn)作業(yè)內(nèi)容，減少做作業(yè)的時(shí)間。
圖3（ 色位置變化作業(yè)手繪）是設(shè)計(jì)基礎(chǔ)色彩構(gòu)成課程中色位置用傳統(tǒng)手繪方式完成的作業(yè)，圖4 （色位置變化作業(yè)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）是用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件完成的作業(yè)。我們可以看出，兩張作品都能體現(xiàn)色彩的平面對(duì)比，而用手繪方法，一旦確定初稿就不再有機(jī)會(huì)更改作品，除非全部從頭開始。但用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件來制作使得學(xué)生可以更容易實(shí)現(xiàn)作業(yè)內(nèi)容，可做很多嘗試和排列組合，不滿意一種表現(xiàn)形式，可以很容易地?fù)Q到另外的位置，同時(shí)還能減少做作業(yè)的時(shí)間。
圖5 （傳統(tǒng)手繪完成作業(yè)場(chǎng)景）是傳統(tǒng)手繪完成作業(yè)時(shí)教師指導(dǎo)學(xué)生手繪技法的圖片，圖6（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)完成作業(yè)場(chǎng)景）是學(xué)生用計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件完成作業(yè)的圖片?？梢钥吹?，這是兩種完全不同的工作環(huán)境，手繪可以磨練我們的耐力，但同時(shí)容易出錯(cuò)，導(dǎo)致全盤重來；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)更自由，可以發(fā)散想象力，鍛煉計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力，但容易出現(xiàn)粗制濫造的作品。
（4）豐富學(xué)習(xí)方法，多方面進(jìn)行訓(xùn)練。想要提高自己計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的應(yīng)用水平，首先是要激發(fā)出自己對(duì)于軟件學(xué)習(xí)的興趣，讓自己在興趣的指引下有自主意識(shí)地學(xué)習(xí)軟件的功能。學(xué)生自己可以找一些真實(shí)的案例作為訓(xùn)練內(nèi)容。在現(xiàn)代設(shè)計(jì)教育中，案例教學(xué)法是應(yīng)用學(xué)科教學(xué)的一個(gè)實(shí)用方法，充實(shí)了課堂教學(xué)內(nèi)容，豐富了教學(xué)信息，縮小了社會(huì)實(shí)踐與課堂學(xué)習(xí)的距離，并以生動(dòng)、真實(shí)的案例調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與求知欲，使教學(xué)達(dá)到一個(gè)更完善、更合理、更科學(xué)的結(jié)構(gòu)與體系，促進(jìn)設(shè)計(jì)教學(xué)的改革。在教學(xué)過程中，教師要不斷豐富和補(bǔ)充新的案例，如近期的參賽作品、設(shè)計(jì)項(xiàng)目、新的軟件應(yīng)用技巧等。如，在學(xué)習(xí)產(chǎn)品造型課程時(shí)，可以依托一個(gè)比賽來學(xué)習(xí)，實(shí)際完成一整套的設(shè)計(jì)工作。另外，要制造更多在課下使用軟件的機(jī)會(huì)，可以請(qǐng)求教師介紹一些真實(shí)的項(xiàng)目，由教師帶領(lǐng)，增加實(shí)踐的機(jī)會(huì)，在不斷的實(shí)踐中提高設(shè)計(jì)思維和軟件應(yīng)用水平。
（5）學(xué)生要努力學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)知識(shí)。計(jì)算機(jī)的軟件和硬件發(fā)展非常快，學(xué)生不在設(shè)計(jì)工作第一線，所以很難時(shí)刻將知識(shí)更新到最新。所以要經(jīng)常關(guān)注工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的最新發(fā)展等，并認(rèn)真學(xué)習(xí)。
四、結(jié)論
計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生有著積極的促進(jìn)作用，在提高了他們的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力的同時(shí)，也有利于其未來的發(fā)展，使其能更好地在工業(yè)設(shè)計(jì)工作中展現(xiàn)自己的才能。工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生應(yīng)該努力學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)軟件，完成專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容，努力提升自身的能力，更好地為設(shè)計(jì)事業(yè)作出自己的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]王偉.淺議如何提高工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生CAID應(yīng)用水平[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)：理論版，2013（3）：145-147.
[2]丁偉.CorelDRAW+Photoshop產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.
作者簡(jiǎn)介：王思雨（1995- ），女，江蘇科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系學(xué)生。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件； 應(yīng)用；階段
Abstract: In this paper, the computer aided design concept and the development of each of the different design stage, analysis of the correct use of computer aided design software, thus more quickly, present architectural design results more perfect.
Keywords: computer aided design software; application; stage
中圖分類號(hào)：G623.58
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制圖，九十年代初逐步引入各大建筑設(shè)計(jì)院，開始作為建筑師施工圖繪制的工具得到廣泛的運(yùn)用，隨著專業(yè)建筑軟件如天正建筑，在工程中的大量應(yīng)用及其技術(shù)的成熟，現(xiàn)在幾乎所有設(shè)計(jì)院的建筑設(shè)計(jì)人員都在使用計(jì)算機(jī)繪圖。從建筑方案到施工圖設(shè)計(jì)每一步都離不開計(jì)算機(jī)，這其實(shí)是不合理的工作方式，筆者從事建筑設(shè)計(jì)多年。在對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)設(shè)計(jì)每一階段如何正確合理的運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件來談?wù)勛约后w會(huì)。
1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概念及發(fā)展（簡(jiǎn)稱CAD）
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design,CAD）即運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件制作并模擬實(shí)物設(shè)計(jì)，展現(xiàn)新開發(fā)商品的外型，結(jié)構(gòu)，色彩，質(zhì)感等特色。
CAD最早的應(yīng)用是在汽車制造、航空航天以及電子工業(yè)的大公司中。隨著計(jì)算機(jī)變得更便宜，應(yīng)用范圍也逐漸變廣。
CAD的實(shí)現(xiàn)技術(shù)從那個(gè)時(shí)候起經(jīng)過了許多演變。
這個(gè)領(lǐng)域剛開始的時(shí)候主要被用于產(chǎn)生和手繪的圖紙相仿的圖紙。在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)主要被用來繪制施工圖等圖紙，從技術(shù)層面上講，那時(shí)的CAD僅僅如針管筆一樣，是繪圖的工具罷了。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)活動(dòng)中有更有技巧的應(yīng)用?，F(xiàn)今，CAD已經(jīng)不僅僅用于繪圖和顯示，它開始進(jìn)入設(shè)計(jì)者的專業(yè)知識(shí)中更"智能"的部分。如在建筑設(shè)計(jì)中，我們可以利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)建筑設(shè)計(jì)本身進(jìn)行各種校驗(yàn)和分析，比較常用的有日照分析、節(jié)能分析、風(fēng)場(chǎng)及熱輻射模擬等等。CAD從單純的手的輔助工具逐漸成為設(shè)計(jì)師腦的輔助工具。
CAD從80年代開始在我國(guó)少數(shù)院所使用，由于當(dāng)時(shí)的硬件性能以及價(jià)格的限制，并受制于CAD軟件自身功能的不足與缺陷，人們還無法完全擺脫手繪制圖紙。到90年代末由于軟硬件性能的提高、完善，以及CAD技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)，使得CAD迅速在全國(guó)普及，大大推動(dòng)了中國(guó)建筑設(shè)計(jì)業(yè)的發(fā)展。
CAD在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)中的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展，并逐步滲透到建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域和專業(yè)。在這樣的發(fā)展歷程中，建筑設(shè)計(jì)工作的效率及精確性得到了劃時(shí)代的提高，建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的效率也隨之大幅提高，建筑設(shè)計(jì)行業(yè)所創(chuàng)造的價(jià)值不斷攀升。
2 每階段如何正確合理的運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件
2．1方案設(shè)計(jì)階段
方案設(shè)計(jì)起始階段，需要建筑師繁復(fù)的感性和瞬間的思維，需要方案有多變的形式、需要對(duì)方案整體的把握、比例的控制，但由于電腦屏幕尺寸的限制，設(shè)計(jì)師機(jī)繪制時(shí)關(guān)注到的只能是設(shè)計(jì)的局部，對(duì)全局的把握有一定影響，使得整個(gè)建筑物的比例、體量失控，同時(shí)CAD的精確性要求其每一筆都要有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使得方案設(shè)計(jì)中需要的模糊性、隨機(jī)性被扼殺。建筑師好的靈感、好的創(chuàng)意不能表達(dá)出來，此時(shí)在計(jì)算機(jī)操作反而束縛了建筑師的思路。建議在方案構(gòu)思階段，建筑師們用專業(yè)基本功來傳統(tǒng)的手繪草圖。手繪的透視圖、平面圖、立面圖往往更能被設(shè)計(jì)者迅速的撲捉到創(chuàng)意的閃光點(diǎn)、智慧的火花，從而創(chuàng)作出優(yōu)秀的作品。
方案設(shè)計(jì)成熟階段，此時(shí)可以運(yùn)用草圖大師也就是SketchUp輔助設(shè)計(jì)。SketchUp是為了開發(fā)創(chuàng)意以及合成信息所專門設(shè)計(jì)的一種軟件。不同于 CAD，也不是傳統(tǒng)的三維建模軟件，它相對(duì)于 3DMax 和 Photoshop 來說，簡(jiǎn)單易學(xué)，運(yùn)行速度快，建筑師很容易掌握軟件的操作。它可以形象的展現(xiàn)方案，如規(guī)劃地塊的各單體之間的關(guān)系，單體體塊之間的關(guān)系，能讓建筑師很好的把控全局，補(bǔ)充思維局限，創(chuàng)作出好的作品。
方案設(shè)計(jì)展現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)師們的作品最終是需要以圖文的形式表達(dá)給廣大建筑的使用者的，而建筑是一門融科技、藝術(shù)、文化、哲學(xué)于一體的學(xué)科，如何能直接的、通俗易懂的把建筑師的抽象的設(shè)計(jì)理念傳遞給大眾呢？這時(shí)就需要專業(yè)的三維繪制軟件如3DMax和專業(yè)平面設(shè)計(jì)軟件如Photoshop，繪制平面彩圖、建筑效果圖，三維動(dòng)畫圖。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件繪制的圖形，其透視關(guān)系、光影關(guān)系、建筑材料的質(zhì)感，再加上樹木、人、天空、汽車配景，可以惟妙惟肖的呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的待建建筑在現(xiàn)實(shí)環(huán)境的場(chǎng)景，包括室外環(huán)境和室內(nèi)空間。最后在方案表達(dá)上，通過文本的制作（Photo－shop），幻燈片的制作（PowerPoint），建筑三維動(dòng)畫的制作等，可以更系統(tǒng)、更全面的完成整個(gè)方案。
2．2施工圖設(shè)計(jì)繪制階段
施工圖繪制階段，現(xiàn)在設(shè)計(jì)院一般運(yùn)用AutoCAD輔助設(shè)計(jì)軟件。是一個(gè)功能強(qiáng)大、易學(xué)易用的軟件。同時(shí)也是最早普及、最廣泛運(yùn)用的建筑師使用軟件。最能體現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，其出現(xiàn)大大降低了建筑師的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了設(shè)計(jì)周期。傳統(tǒng)的用手繪，硫酸紙上畫墨線圖，需要專用的繪圖桌、繪圖板，高腳座凳，工作人員常常手里拿著幾只不同粗細(xì)的墨線筆，丁字尺、三角板、曲線板等工具不停的在手里更換，而且一旦畫錯(cuò)，修改非常費(fèi)事，甚至從頭來過，圖面修修補(bǔ)補(bǔ)很是臟亂。用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖則只用一臺(tái)電腦，用一只鼠標(biāo)就可以做想做的任何事情。AutoCAD繪圖軟件，有統(tǒng)一的線型庫、字體庫，配景庫，使繪制出的圖面整潔、規(guī)范。軟件所提供的UNDO功能讓不必?fù)?dān)心畫錯(cuò)，可以返回到畫錯(cuò)之前的那一步。AutoCAD軟件繪圖真正做到方便、整潔、清潔、輕松。AutoCAD繪圖軟件設(shè)計(jì)在施工圖繪制中發(fā)揮巨大的作用還在于，設(shè)計(jì)成果的重復(fù)利用，因其有強(qiáng)大的復(fù)功能。一些相近、相似的工程設(shè)計(jì)，尤其是詳圖構(gòu)造部分，只要簡(jiǎn)單修改一下就行了，或者直接套用。每個(gè)單位可以建立自己統(tǒng)一的樣圖庫，給規(guī)范出圖，統(tǒng)一管理，提供了可能。AutoCAD繪圖軟件繪制的建筑設(shè)計(jì)圖紙的精度真正提高到了毫米，而對(duì)于復(fù)雜、不規(guī)整平面的建筑圖離開了CAD繪制，困難將是成倍增長(zhǎng)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以快速的將圖形顯示出來，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)做出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行圖形的尺寸標(biāo)注、編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等數(shù)據(jù)加工工作，大大減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
AutoCAD 繪圖軟件的產(chǎn)生，使得描圖工種消失，CAD 軟件可以將建筑圖直接轉(zhuǎn)成設(shè)備底圖，使水、暖、電氣等工程師們不用再在描繪設(shè)備底圖上浪費(fèi)時(shí)間。重復(fù)工作越多，這種優(yōu)勢(shì)越明顯。
3．3 資料存檔階段
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件繪制的圖形、圖像文件可以直接存儲(chǔ)在軟盤、硬盤上，資料的保管，調(diào)用極為方便。你可以將設(shè)計(jì)項(xiàng)目刻錄成光盤，數(shù)據(jù)至少可以保存 50 年。現(xiàn)在還可以將以前的圖紙通過掃描儀，數(shù)字化儀輸入電腦，避免資料因受潮、蟲蛀以及破壞性查閱成的不必要損失。電子文件歸檔使得工程設(shè)計(jì)成本降低15％－30％；產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期縮短30％－50％；設(shè)備利用率提高2－3倍；產(chǎn)品質(zhì)量提高5－15倍；加工過程減少30％－60％。其中人工成本降低 5％－20％，大大提高了工作效率。
4 結(jié)束語
綜上所述，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的產(chǎn)生和運(yùn)用，給建筑設(shè)計(jì)行業(yè)帶來了巨大變化，使建筑設(shè)計(jì)能很快和國(guó)際接軌，為廣大建筑師們開拓了設(shè)計(jì)視野、提高了繪圖質(zhì)量，縮短了設(shè)計(jì)周期。建筑師們?cè)诳s短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量同時(shí)又需要正視它的局限性，善用其長(zhǎng)處。也就是設(shè)計(jì)者把復(fù)制、計(jì)算、畫圖、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理等繁重工作交給計(jì)算機(jī)完成，而把主要精力用于方案的概念性、創(chuàng)造性的構(gòu)思，施工圖節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的設(shè)計(jì)，在每個(gè)不同的設(shè)計(jì)階段正確使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，來更快捷、更完美的呈現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)成果。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】CAPPS技術(shù)；高校大學(xué)生；普及；大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備；機(jī)械制造與自動(dòng)化
0 引言
機(jī)械自動(dòng)化主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向，機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn)不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響[1]。機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)及其設(shè)備協(xié)助工程技術(shù)人員完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的新興技術(shù)。本專業(yè)面向設(shè)計(jì)院所、機(jī)械制造、輕工汽車等行業(yè)，培養(yǎng)機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)高級(jí)專門人才。該專業(yè)畢業(yè)生可從事機(jī)械制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)復(fù)合的工作，如機(jī)械產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品造型、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程管理和數(shù)控技術(shù)等。隨著機(jī)械制造計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的發(fā)展，CAPPS技術(shù)起到了促成二者的有機(jī)結(jié)合的橋梁作用。
因此，在機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)生中普及CAPPS技術(shù)的應(yīng)用是一項(xiàng)必要的且刻不容緩的工作。
1 關(guān)于CAPPS技術(shù)
Capps（Computer Aided Process Planning System.）是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等的功能來制定零件機(jī)械加工工藝過程。借助于CAPPS，可以解決手工工藝設(shè)計(jì)效率低、一致性差、質(zhì)量不穩(wěn)定、不易達(dá)到優(yōu)化等問題。
1.1 CAPPS的地位與意義[2]
在機(jī)械制造過程中，工藝過程設(shè)計(jì)是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與車間生產(chǎn)制造的中間橋梁，是安排生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)管理的重要依據(jù)，同時(shí)也是企業(yè)工藝過程的一個(gè)法規(guī)。工藝過程設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)且影響因素很多的決策過程。傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)已不能適應(yīng)目前的機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)以多品種、小批量生產(chǎn)起主導(dǎo)作用的發(fā)展和需要。現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)發(fā)展的需要，CAD/CAM系統(tǒng)的集成化、智能化方向成為大勢(shì)所致，而CAPP在其中起著不可替代的作用。
由于計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS-computer integrated manufacturing system）的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃上與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD-computer aided design）相接，下與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM-computer aided manufacturing）相連，是連接設(shè)計(jì)與制造之間的橋梁，設(shè)計(jì)信息只能通過工藝設(shè)計(jì)才能生成制造信息，設(shè)計(jì)只能通過工藝設(shè)計(jì)才能與制造實(shí)現(xiàn)功能和信息的集成。由此可見CAPPS在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化中的重要地位。如下圖1
圖1
CAPPS（Computer Aided Process Planning System ，又稱計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)）是指借助于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和支撐環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、邏輯判斷和推理等功能來制定零件的機(jī)械加工工藝過程。工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，工藝設(shè)計(jì)的好壞直接決定零件的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率以及成本。CAPPS的實(shí)施就是為了縮短工藝編制的時(shí)間，優(yōu)化工藝并實(shí)現(xiàn)工藝編制的自動(dòng)化，減輕工藝編制人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；CAPPS的應(yīng)用還可以使企業(yè)的工藝文件實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的高度統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)化的工藝文件更加適合企業(yè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)與管理環(huán)境，方便企業(yè)應(yīng)用PDM，ERP等系統(tǒng)。
計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)的重要意義在于：可以將工藝設(shè)計(jì)人員從大量繁重的重復(fù)性的手工勞動(dòng)中解放出來，使他們能將主要精力投入到新產(chǎn)品的開發(fā)、工藝裝備的改進(jìn)及新工藝的研究等具有創(chuàng)造性的工作中；可以大大縮短工藝設(shè)計(jì)周期，保證工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提高產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力；可以提高企業(yè)工藝設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，并有利于工藝設(shè)計(jì)的最優(yōu)化工作；能夠適應(yīng)當(dāng)前日趨自動(dòng)化現(xiàn)代制造環(huán)節(jié)的需要，并為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)創(chuàng)造必要的技術(shù)基礎(chǔ)
1.2 CAPPS技術(shù)的內(nèi)涵[2-4]
隨著計(jì)算機(jī)在機(jī)械行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，將相互獨(dú)立的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）之間進(jìn)行連接成為發(fā)展之必然，而充當(dāng)CAD與CAM之間紐帶的計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)（CAPP）便應(yīng)運(yùn)而生。CAPPS即計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)，其應(yīng)具有的基本功能為：①輸入設(shè)計(jì)信息；②選擇工藝路線、決定工序內(nèi)容及所使用的機(jī)床、刀具、夾具等；③決定切削用量；④估算工時(shí)與成本；⑤輸出工藝文件等。由此可知，其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)包括金屬切削基本知識(shí)與理論、機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、典型零件加工與表面質(zhì)量、成組技術(shù)、金屬切削機(jī)床、刀具、夾具、計(jì)算機(jī)繪圖、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、工程數(shù)據(jù)庫、幾何建模與特征建模、CAD、CAM等內(nèi)容。
1.3 CAPPS技術(shù)的外延[2-4]
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；日用陶瓷；子型
中圖分類號(hào)：J033 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-4115（2013）10-58-3
“技隨時(shí)代”，就陶瓷設(shè)計(jì)方法而言也是必然，隨著20世紀(jì)初計(jì)算機(jī)的問世，它逐漸成為人們生活、工作中不可缺少的必備工具之一，其后的發(fā)展對(duì)人類的生產(chǎn)活動(dòng)和社會(huì)活動(dòng)產(chǎn)生了極其重要的影響，人們對(duì)計(jì)算機(jī)能力的認(rèn)識(shí)也在不斷深入，在陶瓷設(shè)計(jì)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用也呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。作為一項(xiàng)具有悠久歷史的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)門類，日用陶瓷設(shè)計(jì)逐步開始以計(jì)算機(jī)為設(shè)計(jì)工具，結(jié)合藝術(shù)之美，為該產(chǎn)業(yè)帶來巨大的效益，開拓了一片全新的發(fā)展空間。計(jì)算機(jī)的加入，無論是在產(chǎn)品構(gòu)思、結(jié)構(gòu)分析還是模型制作方面都為現(xiàn)代日用陶瓷設(shè)計(jì)帶來巨大的便捷與飛躍。隨著這股技術(shù)革命浪潮，日用陶瓷設(shè)計(jì)的方法與工藝日趨現(xiàn)代化，不斷地向著創(chuàng)新、高效和多樣化的特點(diǎn)發(fā)展。
一、日用陶瓷造型設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)常用軟件
隨著技術(shù)的發(fā)展，日用陶瓷造型中的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以運(yùn)用的軟件越來越多，每種軟件都有各自不同的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)不同的設(shè)計(jì)理念運(yùn)用軟件可以起到事半功倍的效果。
（一）Rhino
Rhino是美國(guó)Robert McNeel & Assoc.開發(fā)的PC上強(qiáng)大的專業(yè)3D造型軟件，它可以廣泛地應(yīng)用于三維的動(dòng)畫制作、工業(yè)制造、科學(xué)研究以及機(jī)械設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域必定有一個(gè)或多個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，它能輕易整合3DS MAX與Softimage的模型功能部分。能輸出obj、DXF、IGES、STL、3dm等不同格式，并適用于幾乎所有3D軟件，對(duì)增加模型生產(chǎn)效率有明顯效果。Rhino可以創(chuàng)建、編輯、分析和轉(zhuǎn)換NURBS曲線、曲面、和實(shí)體，并且在復(fù)雜度、角度和尺寸方面沒有任何限制。
Rhino的特點(diǎn)是無量化的概念建模，不需要很精確的數(shù)據(jù)資料，就可以快速地將平面草圖繪制成立體模型，使設(shè)計(jì)師在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)在三維空間中完善自己的設(shè)計(jì)方案。在造型方案確定后，通過某一部件的尺寸進(jìn)行等比例的調(diào)整，就能確定整件產(chǎn)品的全部尺寸，方便快捷，大大增加了日用陶瓷設(shè)計(jì)中造型形態(tài)的多樣性和可能性。
Rhino在渲染方面較為薄弱，雖然它帶有一些有用的渲染功能，但不是主要功能，并且利用Rhino不能生成帶有注釋和標(biāo)識(shí)的二維圖形。
（二）3D Studio Max
3D Studio Max，常簡(jiǎn)稱為3ds Max或MAX，是目前最被人們熟知的三維建模軟件，它是Discreet公司開發(fā)的同樣基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和制作軟件，由于它強(qiáng)大的渲染功能，現(xiàn)在被廣泛的運(yùn)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)中，3ds Max 中的iray渲染器能使最終的設(shè)計(jì)方案有更逼真的呈現(xiàn)。它在曲面的繪制和操作上雖然沒有Rhino快捷高效，但它的優(yōu)勢(shì)在于其擁有眾多的使用者，交流方便，在各種教程和資源的共享下容易上手，便于初學(xué)者的學(xué)習(xí)。
（三）Pro/Engineer
Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)中有著廣泛的運(yùn)用，大部分產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司都要求設(shè)計(jì)師熟練掌握該軟件的運(yùn)用。
什么是參數(shù)化？相對(duì)于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。
Pro/Engineer是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽殼（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對(duì)于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。Pro/Engineer比較適合成套產(chǎn)品設(shè)計(jì)，但在曲面設(shè)計(jì)方面沒有太多優(yōu)勢(shì)。
二、日用陶瓷設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)
在設(shè)計(jì)中許多變幻豐富的造型難以得到實(shí)現(xiàn)，大都僅停留在圖紙上，很大一部分原因是無法準(zhǔn)確的制作翻模所需的子型。傳統(tǒng)日用陶瓷的原型全部采用手工制作的方式，在面對(duì)一些不規(guī)則造型時(shí)，只能運(yùn)用有限的尺規(guī)計(jì)算和依靠模型師傅對(duì)形態(tài)的感知能力來進(jìn)行制作。由于個(gè)人感知能力的差異，從圖紙到子型容易出現(xiàn)較大偏差，結(jié)果常常差強(qiáng)人意，達(dá)不到最初的設(shè)計(jì)構(gòu)想，只能通過不斷地修改來進(jìn)行調(diào)整，這無疑將花費(fèi)大量的重復(fù)勞動(dòng)時(shí)間和人力。子型的制作質(zhì)量直接影響陶瓷成品的優(yōu)劣，所以子型是否能準(zhǔn)確的呈現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)想對(duì)于日用陶瓷的制作十分重要。在傳統(tǒng)的陶瓷設(shè)計(jì)和制作過程中，往往要等產(chǎn)品出樣后才能一觀全貌，發(fā)現(xiàn)缺陷后，必須從子型開始修改，這就導(dǎo)致了設(shè)計(jì)周期的延長(zhǎng)。由此可以看出，傳統(tǒng)的日用陶瓷子型的設(shè)計(jì)和制作是一項(xiàng)繁重且低效的手工勞動(dòng)。在當(dāng)今日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，這個(gè)問題必須得到解決，以便縮短開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更快更好地推出新產(chǎn)品。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以較好地解決這個(gè)問題。設(shè)計(jì)師在完成草圖階段后運(yùn)用3D建模軟件繪制立體的三維模型，從平面的點(diǎn)、線、面的編輯到三維空間的立體曲面，最大限度的將設(shè)計(jì)更逼真更生動(dòng)的展現(xiàn)出來，產(chǎn)品在從二維向三維的轉(zhuǎn)換過程中，設(shè)計(jì)師可以在任何階段和對(duì)任何一根造型結(jié)構(gòu)線進(jìn)行編輯和調(diào)整，不斷完善產(chǎn)品形態(tài)，直到獲得最優(yōu)方案。方案確定后，設(shè)計(jì)師根據(jù)產(chǎn)品的最終效果賦予模型不同的肌理，通過設(shè)置不同的光源和環(huán)境來達(dá)到最逼真的效果表現(xiàn)。完成后的計(jì)算機(jī)模型可以直接通過3D打印機(jī)或CNC數(shù)控機(jī)床制作出產(chǎn)品模具。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的高效率、低能耗，大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，促進(jìn)了日用陶瓷設(shè)計(jì)在造型上的突破和創(chuàng)新，讓設(shè)計(jì)師有了更大的發(fā)揮空間和將更多的時(shí)間和精力投入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。
當(dāng)然，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的介入對(duì)日用陶瓷設(shè)計(jì)的影響還不止于此，更重要的是它為日用陶瓷設(shè)計(jì)的創(chuàng)新和發(fā)展帶來了更多新的可能和嘗試，許多傳統(tǒng)制作手法無法實(shí)現(xiàn)的造型形態(tài)，在計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能下得以呈現(xiàn)。
三、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)所帶來的日用陶瓷形態(tài)上的革命性變革
從下面幾個(gè)例子我們可以看到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為日用陶瓷的產(chǎn)品形態(tài)所帶來的各種新的可能。
（一）形的融合
作品《奇觀》（圖1）的設(shè)計(jì)構(gòu)思是將兩種不同的瓶型巧妙地融合在一起，生成全新的設(shè)計(jì)造型。這樣的設(shè)計(jì)理念所產(chǎn)生的產(chǎn)品形態(tài)是無法通過傳統(tǒng)陶瓷制作方式來完成的，因?yàn)閮煞N器型在相交時(shí)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)線必須通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)精確計(jì)算才能呈現(xiàn)出完美的結(jié)合形態(tài)。作品《奇觀》是通過計(jì)算機(jī)運(yùn)用3D建模軟件將設(shè)計(jì)造型表現(xiàn)出來（圖2），在立體的三維模型中進(jìn)行修改和調(diào)整，而后使用CNC直接制作出生產(chǎn)所需的石膏模具，這樣的話通過模具生產(chǎn)出來的產(chǎn)品百分之百的還原了計(jì)算機(jī)的三維模型，同時(shí)也是設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)構(gòu)思的準(zhǔn)確呈現(xiàn)。
（二）形的咬合
作品《我們》（圖3）是通過器型疊加的方式設(shè)計(jì)出的一款多功能花器，該作品是這樣的容器――沒有所謂的“正”與“反”，也就是沒有所謂的“口”或“底”。你可以將它當(dāng)做花器，但是倒置過后，它也可以是燭臺(tái)或果盤。作品的制作難度在于兩個(gè)花器間的契合度的把握（圖4）。由于花器口部、底部與瓶身結(jié)構(gòu)線都不是平面的同心圓，所以如果有偏差就會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)器型無法重疊，并且在燒制過程中也容易變形。傳統(tǒng)陶瓷制作工藝在制作規(guī)則的同心圓器型上較為容易和快捷，但在偏心圓造型上則要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，且最后的模型契合度也無法達(dá)到計(jì)算機(jī)的精確性。
（三）復(fù)雜精密形態(tài)
藝術(shù)家Michael Eden運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為我們呈現(xiàn)出一組美輪美奐的數(shù)字化陶瓷作品（圖5），這組作品最先帶給我們的是一種視覺上的震撼，這種高密度的精密形態(tài)在傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)中從未有過，無論是在設(shè)計(jì)和制作都是傳統(tǒng)陶瓷制作工藝所很難實(shí) 現(xiàn)的。作品設(shè)計(jì)初期，僅在二維的圖紙上很難呈現(xiàn)出作品的全貌，設(shè)計(jì)師必須在三維的計(jì)算機(jī)模型中進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、修改和完善，這不僅能更客觀更全面的了解設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)效果，還能進(jìn)一步激發(fā)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作思維，不斷深化設(shè)計(jì)。
最后，作品通過3D打印技術(shù)和后期的手工藝相結(jié)合，完美的展現(xiàn)在觀眾面前。
（四）參數(shù)化
這款動(dòng)物造型麥片碗（圖6）是由法國(guó)Bernardaud公司的女性設(shè)計(jì)師Geraldine de Beco所設(shè)計(jì)的，作品乍看之下除了帶有藝術(shù)氣息的螺旋內(nèi)部結(jié)構(gòu)似乎和動(dòng)物造型扯不上關(guān)系（圖7），但將牛奶倒入碗中后，牛奶的形狀就顯現(xiàn)出動(dòng)物造型，這是一個(gè)十分有趣的設(shè)計(jì)創(chuàng)意。同樣，這個(gè)作品離不開計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)，首先，根據(jù)最后想要顯現(xiàn)的動(dòng)物圖案進(jìn)行參數(shù)設(shè)制，通過滑動(dòng)結(jié)構(gòu)控制參數(shù)條調(diào)節(jié)控制點(diǎn)來動(dòng)態(tài)控制圖形界面中的動(dòng)物輪廓線，然后運(yùn)用軟件運(yùn)算建立動(dòng)物形狀到圓形底部的連接曲面，生成后的曲面可以通過調(diào)節(jié)曲面結(jié)構(gòu)線來達(dá)到理想的藝術(shù)形態(tài)。如果沒有計(jì)算機(jī)的輔助，僅憑設(shè)計(jì)師的抽象思維，很難準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)創(chuàng)意表現(xiàn)出來。
四、結(jié)語
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在日用陶瓷設(shè)計(jì)中的運(yùn)用和普及是設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，它在日用陶瓷設(shè)計(jì)中的不斷探索，促使著陶瓷產(chǎn)品造型的創(chuàng)新與完善。時(shí)代的變革賦予了設(shè)計(jì)師新的使命，他們既要具備較強(qiáng)的造型藝術(shù)表現(xiàn)能力和審美能力，又要了解當(dāng)代計(jì)算機(jī)科技領(lǐng)域新動(dòng)向，掌握現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)和操作，打破藝術(shù)與技術(shù)的界限。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)通過和3D打印技術(shù)的有效結(jié)合，使日用陶瓷設(shè)計(jì)展現(xiàn)出更加豐富的表現(xiàn)形式，滿足人們生活中的多元化需求，將設(shè)計(jì)師從繁復(fù)、緩慢和重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來，使他們可以大膽的想象、假設(shè)和創(chuàng)作更多豐富而有趣的陶瓷產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)所帶來的新的造型語言，促使人們?nèi)ゲ粩嗟奶剿骱蛣?chuàng)造更為理想的形式表現(xiàn)，更好的將科學(xué)與藝術(shù)融為一體，促進(jìn)日用陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
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1計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)方法
系統(tǒng)軟件處于整個(gè)軟件的核心內(nèi)層，它的作用是對(duì)計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行自動(dòng)管理和控制，主要包括操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等。支撐軟件又稱為軟件開發(fā)工具，是一種軟件工具系統(tǒng)，它的作用是幫助人們高效率開發(fā)應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件是用于解決各種實(shí)際問題的程序，它是用戶利用計(jì)算機(jī)以及它所提供的各種系統(tǒng)軟件和支撐軟件自行編制的。計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)首先要建立數(shù)學(xué)模型，雖然對(duì)于一般的機(jī)械零件有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型可以使用，但對(duì)于沒有數(shù)學(xué)模型的就需要建立正確的數(shù)學(xué)模型，這是成功進(jìn)行設(shè)計(jì)的第一步；接下來，根據(jù)手工計(jì)算的步驟設(shè)計(jì)程序框圖；然后根據(jù)程序框圖用高級(jí)語言編制程序；最后進(jìn)入程序調(diào)試環(huán)節(jié)，程序編好后，要對(duì)源程序及程序適用范圍的邊界、轉(zhuǎn)折點(diǎn)進(jìn)行試算，試算與手算結(jié)果要完全吻合。
2系統(tǒng)化機(jī)械設(shè)計(jì)方法
現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)正在向智能化、柔性化、系統(tǒng)化、信息化發(fā)展，而不再是把實(shí)現(xiàn)機(jī)械某一個(gè)單一的功能來作為設(shè)計(jì)的目標(biāo)。從系統(tǒng)的角度為著眼點(diǎn)，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了讓機(jī)械產(chǎn)品能夠創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，必須要在產(chǎn)品制造技術(shù)、功能、性能等方面，充分利用先進(jìn)的技術(shù)，讓產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。在對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備改造的過程中，系統(tǒng)化設(shè)計(jì)和控制技術(shù)的應(yīng)用成為了不可或缺的重要因素。人們對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的功能的需求隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展日益增多，這就導(dǎo)致了機(jī)械構(gòu)造變得越來越復(fù)雜，產(chǎn)品壽命期逐漸縮短，機(jī)械產(chǎn)品更替的頻率逐漸加快。盡管如此，機(jī)械產(chǎn)品實(shí)際上所展現(xiàn)出的功能仍然無法滿足現(xiàn)代社會(huì)的需要。現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中，從最初的設(shè)計(jì)計(jì)算，到設(shè)計(jì)繪圖，再到生產(chǎn)規(guī)劃和加工制造，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)都充分表現(xiàn)了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)并且成果喜人。然而，對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)初期方案的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)還是有著不足，不能完全滿足設(shè)計(jì)的預(yù)期需求。如何讓整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)化，設(shè)計(jì)過程更有規(guī)律性，從而更好的應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，這是必須要考慮的問題。于是，系統(tǒng)化設(shè)計(jì)法應(yīng)運(yùn)而生，采用這種設(shè)計(jì)方法，可以將設(shè)計(jì)任務(wù)由抽象到具體，由淺入深進(jìn)行層次的劃分，然后對(duì)每一層次的既定目標(biāo)和所采取的方法進(jìn)行規(guī)劃。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)法的優(yōu)勢(shì)在于，每一個(gè)設(shè)計(jì)都是相對(duì)獨(dú)立卻又保持著有機(jī)的聯(lián)系，這些個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，就構(gòu)成了完整的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為使設(shè)計(jì)工作科學(xué)有效的進(jìn)行，在機(jī)械系統(tǒng)過程中，首先要把一機(jī)械系統(tǒng)分解為若干個(gè)子系統(tǒng)，各個(gè)子系統(tǒng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，相互之間存在著聯(lián)系，各子系統(tǒng)還可再分解為更小的子系統(tǒng)，以此類推，直至可以滿足設(shè)計(jì)和分析的需要。系統(tǒng)分解時(shí)需要注意：首先要把握好分解數(shù)和層次。分解數(shù)太少和太多都不可以，太少則導(dǎo)致子系統(tǒng)仍很復(fù)雜，不利于進(jìn)行模型化和系統(tǒng)優(yōu)化，太多又會(huì)對(duì)總體系統(tǒng)的綜合造成難題。其次，分界面不能過于復(fù)雜，可以在要素間結(jié)合枝數(shù)（聯(lián)系數(shù)）較少和作用較弱的地方選擇分界面。此外，通常機(jī)械系統(tǒng)工作時(shí)，能量、物料和信息三者之間存在著轉(zhuǎn)換關(guān)系，從系統(tǒng)輸入到系統(tǒng)輸出的過程中，按一定的方向和途徑流動(dòng)，不可以中斷或產(chǎn)生紊流，即便分解成各個(gè)子系統(tǒng)，它們的流動(dòng)途徑仍應(yīng)暢通和明確，在設(shè)計(jì)過程中，必須保持能量流、物料流和信息流的合理流動(dòng)途徑。最后，需要了解到，系統(tǒng)分解與功能分解的不同。系統(tǒng)分解時(shí)，它把具有比較密切結(jié)合關(guān)系的要素結(jié)合在一起，其結(jié)構(gòu)組成雖稍微簡(jiǎn)單，但其功能往往還有多項(xiàng)，每個(gè)系統(tǒng)仍是一個(gè)系統(tǒng)。而功能分解時(shí)，是按功能體系進(jìn)行逐級(jí)分解，直至不能再分解的單元功能。
3結(jié)束語
綜上所述，智能化的設(shè)計(jì)軟件、媒體、超媒體工具、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域并展現(xiàn)出了優(yōu)勢(shì)。目前，智能化設(shè)計(jì)、異地協(xié)同設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)這些技術(shù)還處在起步的階段，還需要不斷的深入研究，擴(kuò)展領(lǐng)域知識(shí)，提高技術(shù)水平，從而讓機(jī)械設(shè)計(jì)得到更大的提升，以適應(yīng)快速增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)需求。
作者：張銳單位：哈爾濱重型機(jī)器有限責(zé)任公司
關(guān)鍵詞：數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造；壓力容器；發(fā)展及應(yīng)用
引言
近年來，我國(guó)科學(xué)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，現(xiàn)代化制造技術(shù)也在發(fā)生重大變革，其中典型的有壓力容器設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用。壓力容器的質(zhì)量影響著使用者的安全，在設(shè)計(jì)與制造中稍一疏忽將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品不能正常安裝，甚至造成整個(gè)設(shè)備報(bào)廢，嚴(yán)重者還將導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。
1.概論
壓力容器是我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)的重要組成部分，主要用于高溫、高壓、易燃易爆等物質(zhì)的盛裝，壓力容器質(zhì)量的好壞關(guān)系著使用單位的安全性，為保證壓力容器的質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制制造的各個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)前我國(guó)許多企業(yè)依然還在使用傳統(tǒng)的制造工藝，主要以手工機(jī)床為主導(dǎo)，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用將現(xiàn)代工業(yè)帶入了一個(gè)新的局面。其主要技術(shù)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）、計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）等。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，包含了產(chǎn)品的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備等。數(shù)字化制造主要是實(shí)現(xiàn)CAM與CAD等技術(shù)的應(yīng)用，并在制造過程中解決相關(guān)性問題。同時(shí)將制造過程用數(shù)字化反映出來，并對(duì)制造質(zhì)量、定量等信息進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
此外，在數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造中，會(huì)根據(jù)不同需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，例如，在測(cè)繪行業(yè)中，數(shù)字化技術(shù)將會(huì)以測(cè)繪生產(chǎn)的形式存在，通過對(duì)數(shù)字化生產(chǎn)及技術(shù)進(jìn)行管理，從而使其向信息化轉(zhuǎn)變。在汽車模具制造行業(yè)，數(shù)字化將會(huì)以模具制造為主導(dǎo)實(shí)現(xiàn)汽車模具的設(shè)計(jì)及制造。
2.壓力容器制造業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展
當(dāng)前，國(guó)外的壓力容器主要執(zhí)行壓力容器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一體化，但隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的快速發(fā)展，壓力容器標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化將更加明顯。壓力容器在設(shè)計(jì)及制造中，會(huì)受到多重因素的影響，尤其是整個(gè)制造系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的管理及控制方案，將會(huì)直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。在設(shè)計(jì)方面，采用AutoCAD、ANSYS、SW6以及PVCAD等設(shè)計(jì)軟件降低了設(shè)計(jì)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)計(jì)效率，同國(guó)外數(shù)控技術(shù)管理部門相比較，我國(guó)壓力容器在零部件的制作、焊接等自動(dòng)化工序上、以及產(chǎn)品的精度和生產(chǎn)質(zhì)量等方面還有著不小的差距。在設(shè)計(jì)理論研究方面，專家系統(tǒng)以及CAPP系統(tǒng)均已達(dá)到成熟階段，但受到我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)水平和企業(yè)經(jīng)營(yíng)規(guī)模的限制，對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)和制造有著很大的束縛。
此外，我國(guó)壓力容器在制造生產(chǎn)中也存在很多問題，其中主要表現(xiàn)在：①生產(chǎn)工藝的重復(fù)性以及多余的工藝，影響了產(chǎn)品生產(chǎn)周期和產(chǎn)品質(zhì)量。②生產(chǎn)時(shí)沒有嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，導(dǎo)致產(chǎn)品存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患等；③不同工藝在生產(chǎn)中脫節(jié)，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)周期過長(zhǎng)，嚴(yán)重者將直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。
3.數(shù)字化在壓力容器設(shè)計(jì)中的具體實(shí)施
壓力容器在設(shè)計(jì)中，受到的影響因素有很多，例如，受到壓力容器的強(qiáng)度，荷載的測(cè)試水平、幾何尺寸等，其隨機(jī)變量比較多，在設(shè)計(jì)時(shí)，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)可以有效地提高相關(guān)變量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，使其結(jié)構(gòu)更加接近實(shí)際情況。
壓力容器在近年來的發(fā)展中，向著精密化、智能化、柔軟化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化等方向發(fā)展。在設(shè)計(jì)發(fā)展中，壓力容器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了從手工繪圖到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與建模的過渡，當(dāng)前常用AutoCAD、Pro/E、Solidworks等繪圖軟件進(jìn)行圖形繪制及建模，在保證圖形質(zhì)量的同時(shí)，大大提高了生產(chǎn)效率。
數(shù)字化在壓力容器的應(yīng)用中需要解決以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：①建立統(tǒng)一的產(chǎn)品模型，向標(biāo)準(zhǔn)化方向?qū)嵤?，保證產(chǎn)品在維修階段的有效性和統(tǒng)一性。②建立數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。使其達(dá)到有效的信息交換，保證各個(gè)階段的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟。③數(shù)據(jù)集成。使其完成管理系統(tǒng)、組織系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)管理和共享。④過程集成。完成現(xiàn)代化工藝流程化，使其整個(gè)生產(chǎn)過程統(tǒng)一化和簡(jiǎn)單化，在生產(chǎn)的過程中完成自動(dòng)化管理和生產(chǎn)。
4.數(shù)字化在壓力容器制造中的具體措施
數(shù)字化制造在壓力容器中的應(yīng)用，①從壓力容器產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)角度應(yīng)用，則利用計(jì)算技術(shù)輔助設(shè)計(jì)CAD/CAM等軟件平臺(tái)，如配套應(yīng)用建模分析方法有AutoCAD、Solidworks、Pro/E等制圖軟件平臺(tái)，能夠有效保障設(shè)計(jì)效率提升，使之與生產(chǎn)加工達(dá)到緊密銜接。②從產(chǎn)品加工工藝應(yīng)用，CAPP是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD/CAM到產(chǎn)品制造系統(tǒng)的橋梁，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，以系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化方法，確定零件或產(chǎn)品從毛坯到成品的制造工藝流程方法與技術(shù)，與傳統(tǒng)工藝相比，CAPP能夠提高工藝文件質(zhì)量與工作效率，減少工藝編制工作對(duì)工藝人員技術(shù)的依賴，縮短工藝準(zhǔn)備工作，建立工藝知識(shí)庫。③從壓力容器生產(chǎn)制造過程中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，首先建立可靠的PDM平臺(tái)，然后配套應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段、數(shù)控加工設(shè)備、焊接機(jī)器人等先進(jìn)的生產(chǎn)裝備流水線作業(yè)。我國(guó)當(dāng)前的機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)較為成熟，可以根據(jù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和管理技術(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)。
此外，在壓力容器產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模階段，也應(yīng)當(dāng)建立一種可以展現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期數(shù)據(jù)的產(chǎn)品模型。此時(shí)，則需要考慮產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)集成、功能集成等，以做好軟件平臺(tái)應(yīng)用的接口自動(dòng)化，強(qiáng)化客戶端與服務(wù)器間的信息資源控制等，從而才能搭建有力的網(wǎng)絡(luò)輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)，指導(dǎo)于壓力容器產(chǎn)品的實(shí)踐加工。
5.結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)數(shù)字化技術(shù)在壓力容器設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用將更加成熟，并逐漸向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、一體化等標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。同時(shí)，隨著國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)一體化的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的建立，壓力容器中相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)更加全面，更加快捷。本文對(duì)數(shù)字化在壓力容器的設(shè)計(jì)與制造中存在的問題討論的不夠具體，以及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用討論的不夠全面，此點(diǎn)將是筆者今后的重點(diǎn)研究方向。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 機(jī)械制造；自動(dòng)化技術(shù)；信息；機(jī)械自動(dòng)化
中圖分類號(hào)TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2012）58-0143-02
0 引言
將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械生產(chǎn)制造中，可有效提高機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)力及產(chǎn)品質(zhì)量，大幅縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，還能減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約生產(chǎn)成本，顯著提升機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同事機(jī)械自動(dòng)化在帶動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、促進(jìn)產(chǎn)品更新速度、改善工人勞動(dòng)環(huán)境等方面也具有深遠(yuǎn)的影響[1]。
1 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化的理論基礎(chǔ)是控制理論[2]。根據(jù)被控對(duì)象的特性與其所處環(huán)境的變化，能動(dòng)地通過信息反饋?zhàn)饔檬┘涌刂谱饔媒o被控對(duì)象，從而使系統(tǒng)按預(yù)設(shè)功能運(yùn)行?？刂评碚摓榻鉀Q當(dāng)今許多具有挑戰(zhàn)性的社會(huì)生產(chǎn)與科技研究問題發(fā)揮了重要作用，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的理論基礎(chǔ)，其發(fā)展及應(yīng)用將徹底改變?nèi)祟悅鹘y(tǒng)的生產(chǎn)、生存、生活和管理模式。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面。
1.1 信息自動(dòng)化
包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、工藝輔助設(shè)計(jì)、輔助制造以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理等。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是指通過計(jì)算機(jī)的圖形設(shè)計(jì)軟件及設(shè)備，輔助工程師進(jìn)行機(jī)械部件及構(gòu)造的設(shè)計(jì)工作；工藝輔助設(shè)計(jì)是建立計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造兩者之間的連接，對(duì)生產(chǎn)工藝效率進(jìn)行提高和優(yōu)化，使其標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷增加；輔助制造是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程或工藝系統(tǒng)中通過采用計(jì)算機(jī)的數(shù)值控制技術(shù)（通常稱數(shù)控技術(shù)）達(dá)到控制生產(chǎn)的目的；產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理是對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)化管理。
1.2 物資供輸自動(dòng)化
物資供輸自動(dòng)化管理可將機(jī)械制造系統(tǒng)中所需的各種原材料或成品輸送到預(yù)定的相應(yīng)位置，是自動(dòng)化機(jī)械制造過程中不可缺少的細(xì)分系統(tǒng)。通常情況下，自動(dòng)化物資供輸管理系統(tǒng)主要包括單機(jī)自動(dòng)裝置、自動(dòng)輸送設(shè)備、自動(dòng)化軟件系統(tǒng)組件等。
1.3 生產(chǎn)自動(dòng)化
自動(dòng)化的機(jī)械制造加工系統(tǒng)，可以自動(dòng)持續(xù)進(jìn)行重復(fù)工序的循環(huán)，同時(shí)還可以自動(dòng)裝卸機(jī)械組件。在機(jī)械制造中采用自動(dòng)化生產(chǎn)加工系統(tǒng)，可以全面代替人員體力勞動(dòng)，減少機(jī)械生產(chǎn)加工過程中由于人為操作失誤等因素而存在的幾率，大幅提升產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)。
1.4 設(shè)備裝配自動(dòng)化
設(shè)備裝配自動(dòng)化是將特定規(guī)格、形狀的機(jī)械零配件按照設(shè)計(jì)預(yù)定的技術(shù)要求，通過搬運(yùn)、組裝、調(diào)試、試驗(yàn)、驗(yàn)收等步驟，自動(dòng)組裝為一套能夠進(jìn)行生產(chǎn)制造的工藝流水線。設(shè)備裝配是機(jī)械制造生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，自動(dòng)化設(shè)備裝配系統(tǒng)取代了以往依靠人工循環(huán)復(fù)雜操作進(jìn)行的裝配工作，能夠有效提高機(jī)械生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品質(zhì)量，是現(xiàn)代化機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要技術(shù)應(yīng)用。
1.5 檢測(cè)自動(dòng)化
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和提高，各種新型材料和部件、以及有特殊功能要求的新型復(fù)雜加工設(shè)備不斷被應(yīng)用到機(jī)械制造業(yè)中，使產(chǎn)品的檢測(cè)技術(shù)和工作難度也不斷增大，傳統(tǒng)依靠人工直接檢測(cè)的方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化高精度工藝水平的產(chǎn)品檢測(cè)要求，所以，自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)必然被引入到機(jī)械制造中，現(xiàn)在應(yīng)用相對(duì)較多的技術(shù)主要包括基于時(shí)序、電流信號(hào)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)刀具、組件磨損狀態(tài)的識(shí)別檢測(cè)，以及多判斷系統(tǒng)的智能設(shè)備診斷技術(shù)等。
2 機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用前景
當(dāng)前，我國(guó)機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)正不斷向著高度集成化、智能化，以及虛擬化[3]方向發(fā)展，且自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、集成制造、輔助管理等理念緊密聯(lián)系，為機(jī)械制造業(yè)將來的發(fā)展提供了完備的技術(shù)支持和保障。
2.1 集成化
在機(jī)械制造中采用計(jì)算機(jī)集成技術(shù)，是21世紀(jì)機(jī)械制造企業(yè)的主要生產(chǎn)方式。信息自動(dòng)化集成系統(tǒng)作為一個(gè)由若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的細(xì)分系統(tǒng)組成的整體，通常情況下可將其劃分為工程設(shè)計(jì)信息分系統(tǒng)、自動(dòng)化制造分系統(tǒng)，自動(dòng)化管理信息分系統(tǒng)，以及質(zhì)量信息分系統(tǒng)組成。
2.2 智能化
智能化機(jī)械制造系統(tǒng)可以理解為由智能化機(jī)械和機(jī)械工程專家共同組成的人機(jī)一體化機(jī)械制造智能系統(tǒng)，該智能系統(tǒng)在機(jī)械生產(chǎn)制造過程中能進(jìn)行相應(yīng)的智能化人機(jī)交互活動(dòng)，如邏輯分析推理、命題判斷、工藝構(gòu)思等。在智能化系統(tǒng)中“機(jī)械智能”主要體現(xiàn)在該系統(tǒng)具有良好的工作界面，在生產(chǎn)制造過程中能夠進(jìn)行充分的人機(jī)交流互動(dòng)。在機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，采用模塊化方法，使之具有較大的可協(xié)調(diào)性和適應(yīng)性能；對(duì)于生產(chǎn)人員，智能化制造強(qiáng)調(diào)安全和高效；對(duì)于企業(yè)或社會(huì)，提倡充分協(xié)作與合理競(jìng)爭(zhēng)；對(duì)于環(huán)境，要求作到無污染，節(jié)約能源和資源，以及對(duì)廢品的充分回收利用。
2.3 虛擬化
虛擬化制造技術(shù)主要包含控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息管理、人工智能、以及現(xiàn)代制造工藝等新技術(shù)，并以計(jì)算機(jī)仿真模擬分析技術(shù)為基礎(chǔ)，形成的一項(xiàng)由多學(xué)科綜合化的系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)械制造中應(yīng)用的虛擬制造技術(shù)，其利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)中的機(jī)械制造活動(dòng)的全過程狀態(tài)進(jìn)行全面的仿真模擬分析，以提前獲知實(shí)際制造過程中可能出現(xiàn)的問題，在實(shí)際生產(chǎn)前以采取相應(yīng)的技術(shù)預(yù)防措施，從而達(dá)到新產(chǎn)品的生產(chǎn)制造一次性成功。虛擬化制造的應(yīng)用，可有效降低生產(chǎn)成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，大幅增強(qiáng)了企業(yè)在行業(yè)領(lǐng)域中的競(jìng)爭(zhēng)力。
3 結(jié)論
總體來說，只有將自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)和傳統(tǒng)的制造技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，才是機(jī)械制造業(yè)在今后的發(fā)展方向，即在機(jī)械制造中實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化；另一方面，機(jī)械制造中應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)，其系統(tǒng)必須是充分開放和可控的[4]，應(yīng)能夠隨時(shí)根據(jù)生產(chǎn)狀況的變化實(shí)時(shí)獲取信息并進(jìn)行必要的分析處理以及調(diào)整控制，確保機(jī)械生產(chǎn)的整條流水線持續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；AutoCAD；教學(xué)方法
中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）05-0997-02
美國(guó)公司Autodesk開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD，其通用性非常強(qiáng)，現(xiàn)在已經(jīng)成為設(shè)計(jì)類專業(yè)所必須精通的一門課程。如今廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，這些行業(yè)有航空航天、機(jī)械物理、建筑設(shè)計(jì)、化工化學(xué)、服裝設(shè)計(jì)等等。
AutoCAD課程是設(shè)計(jì)類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)于我校的《裝潢設(shè)計(jì)》專業(yè)和計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)均以必修課和選修課的形式開設(shè)；為了滿足廣大學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的需要，這本課程已經(jīng)開設(shè)為全校性公共選修課程。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)不少學(xué)生反映強(qiáng)烈，其一對(duì)計(jì)算機(jī)熟悉程度不同導(dǎo)致學(xué)生接收知識(shí)點(diǎn)相差大，其二學(xué)生在學(xué)習(xí)一段時(shí)間以后反而沒有了自信。這是為什么呢？
1 傳統(tǒng)的CAD教學(xué)模式
要知道首先AutoCAD具有很強(qiáng)的應(yīng)用性、實(shí)踐性，一般專科層次的學(xué)生缺乏自我認(rèn)同感；對(duì)自己的見解、想法一般不與其他人分享，不會(huì)提出自己的主張；這樣的話，學(xué)生之間幾乎沒有什么交流，學(xué)習(xí)起來事半功倍。除此之外，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性差、基礎(chǔ)薄弱、自制能力不強(qiáng)等客觀因素的影響也影響了CAD的學(xué)習(xí)效果。
在研究本門課程的教學(xué)方法之前筆者查閱了許多的資料；發(fā)現(xiàn)有趣的現(xiàn)象，很多學(xué)者對(duì)于設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)的理論、設(shè)計(jì)的方法交叉學(xué)習(xí)上面很有研究，他們?nèi)〉昧撕芏嗟呢S碩成果。這些學(xué)者在CAD與CAM方面結(jié)合較為緊密，大多學(xué)者的研究結(jié)果都是針對(duì)本科教學(xué)，理論性較強(qiáng)。而專科學(xué)校的學(xué)生除上述因素之外，本身學(xué)習(xí)理論性東西，以及邏輯思維方面較欠缺；這種大而全，輻射面太廣的教學(xué)方式反而不利于他們的學(xué)習(xí)。
2 ?？茖W(xué)生教學(xué)模式
2.1教學(xué)方法
作為一門動(dòng)手動(dòng)力要求較強(qiáng)的課程，選擇什么樣的教學(xué)方法由為重要。首先是制訂教學(xué)計(jì)劃，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)它作為很多專業(yè)都要求掌握的技能，其具有普式教育的含意，培養(yǎng)學(xué)生基本的繪圖及讀圖的能力。另一方面它又可以是針對(duì)性極強(qiáng)的，比如機(jī)械制造方面對(duì)精度要求非常嚴(yán)格，學(xué)生必須掌握全面的知識(shí)點(diǎn)才能得心應(yīng)手；但是像裝璜設(shè)計(jì)這些專業(yè)對(duì)精度要求又不高，反而是追求一定的美觀效果。所以，我們?cè)谶x擇實(shí)例圖的時(shí)候必須循序漸進(jìn)。
2.2階段教學(xué)
2.2.1第一階段 二維基礎(chǔ)階段
在這個(gè)階段是所有不同專業(yè)學(xué)生所必須掌握的階段；主要使用發(fā)散教學(xué)方式，在此過程中老師講授的大而全面，也非常的精細(xì)，學(xué)生要逐步適應(yīng)教師的節(jié)奏；課堂外必須把沒有掌握的東西消化吸收。
例如：筆者計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)第一課講解實(shí)例如下：請(qǐng)使用5種以上的方式繪制下圖！
圖1
1）“極軸”法。默認(rèn)情況下此命已經(jīng)打開，選擇“直線”命令——選擇直線的任意左端點(diǎn)——水平輕移鼠標(biāo)（顯示出極軸即虛線）——鍵入50回車確定。這是最基本最直觀的方法，是所有學(xué)生都要掌握的。
2）“正交”法。按下“F8”，此時(shí)只能在水平或垂直方向作圖。
3）“柵格”法。按下“捕捉”和“柵格”兩個(gè)按鈕。
4）“直角坐標(biāo)” 法。輸入“Line”命令以后，第一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)輸入“0，0” ，第二個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)輸入“80，0”。
5）“極坐標(biāo)” 法。輸入“Line”命令以后，第一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)輸入“0，0” ，第二個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)輸入“80
在上述五種方法的后面兩種中，可以演變另外兩種方法即：相對(duì)直角坐標(biāo)法、相對(duì)極坐標(biāo)法；在課堂中，先提出來下次課講解。大家可以看出雖然繪制直線非常簡(jiǎn)單，但其輻射面很廣；涉及的知識(shí)占很多，通過這樣全面的講解使學(xué)生不但掌握了知識(shí)點(diǎn)，而且學(xué)會(huì)了應(yīng)用，但距離靈活使用還需要大量的練習(xí)。
2.2.2第二階段：二維高級(jí)階段
在這個(gè)階段是提高學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)的階段；主要使用實(shí)例教學(xué)方式。在此過程中老師講授的小而精，通過這樣的練習(xí)學(xué)生具有初步的設(shè)計(jì)技能。
例如：繪制下圖！
圖2
在此階段，通過各種實(shí)例的講解除了讓同學(xué)們掌握制圖的方法外，還讓同學(xué)掌握在機(jī)械制造方面的精度要求、裝璜設(shè)計(jì)方面的美觀要求、園林設(shè)計(jì)方面的局部縮放、相關(guān)的ISO標(biāo)準(zhǔn)等。
2.2.3第三階段：二維設(shè)計(jì)階段
在這一階段，學(xué)生已經(jīng)對(duì)CAD二維制圖命令的使用完全掌握的情況下，主要體現(xiàn)的是設(shè)計(jì)的思想、設(shè)計(jì)的具體經(jīng)過、圖層和圖塊的使用、CAD出圖。一般而言，類型于“小區(qū)平面圖”、“小區(qū)樓層平面圖”這些工程量適中的實(shí)例適合在這一過程中使用。
2.2.4第三階段：3D階段
三維階段為機(jī)械制造等專業(yè)學(xué)生所必須掌握的內(nèi)容，其他諸如“服裝設(shè)計(jì)”、“裝璜設(shè)計(jì)”等是選學(xué)內(nèi)容；但是作為設(shè)計(jì)師或者設(shè)計(jì)工作人員，如果讀不懂3D圖，那也是萬萬不行的。所以本課程主要就是要求大家會(huì)使用基本的三維命令來建模，能夠讀懂“三視圖”；例如下圖就是給出工程方面的“立面圖”、“左視圖”、“平面圖”，要求完成右下角如圖的建模。
圖3
通過這樣的練習(xí)，學(xué)生對(duì)“三視圖”有所了解，形成一定的空間想像能力。對(duì)于以后給出的圖形能夠大致想像出它的效果。最后通過其他實(shí)例來練習(xí)“剖切”、“放樣”等命令，使學(xué)生對(duì)AutoCAD三維建模有一個(gè)全面的了解。
3 結(jié)束語
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是一門新興的課程，不但具有很強(qiáng)的生命力，而且有眾多的用戶群；其發(fā)展?jié)摿薮蟆＝處熢谑谡n時(shí)不能只是簡(jiǎn)單的講解命令的用法，完成一些簡(jiǎn)單的例子，而要使學(xué)生能將知識(shí)點(diǎn)爛熟；在使用時(shí)才能靈活運(yùn)用。更重要的是不能讓學(xué)生死記我們的步驟，要學(xué)會(huì)方法，達(dá)到觸類旁通的效果。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代模具;設(shè)計(jì);制造;信息化
現(xiàn)代模具產(chǎn)品制造是典型的單件小批量、離散型生產(chǎn)。傳統(tǒng)模具產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計(jì)、試制到產(chǎn)品上市周期太長(zhǎng),設(shè)計(jì)過程中難以與用戶進(jìn)行交流,難以及時(shí)聽取用戶的意見,難以考慮可制造性和可裝配性,很難全面考慮安全、維護(hù)等方面的要求,不能綜合考慮生產(chǎn)、時(shí)間以及費(fèi)用等相互制約條件的限制,更談不上考慮整個(gè)模具產(chǎn)品壽命周期的諸多問題。筆者就現(xiàn)代模具產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的高科技信息化及其應(yīng)用談點(diǎn)淺見。
1現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造已步入信息化時(shí)代
改革開放30多年來,中國(guó)模具生產(chǎn)作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)有了翻天覆地的變化。這種變化主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:產(chǎn)能變化、生產(chǎn)方式變化、技術(shù)革命。大多數(shù)人看到的是中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)作為一個(gè)行業(yè)的從無到有、從小到大、從拾漏補(bǔ)缺到成為主力,以及模具需求和產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)變化。但更重要的是生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變和技術(shù)革命。后兩種變化是一種更加深刻、更加根本性的變化。生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變主要體現(xiàn)在,從過去傳統(tǒng)的小而全的后方車間、作坊式的生產(chǎn),轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨仁袌?chǎng)專業(yè)協(xié)作的大規(guī)模生產(chǎn)方式;從完全非標(biāo)生產(chǎn)到相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化和準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。模具生產(chǎn)技術(shù)革命,濃縮到一點(diǎn)就是企業(yè)信息化也就是數(shù)字化制造和信息化管理。
20世紀(jì)80年代前,很多模具是靠鉗工用手打磨出來的;90年代,由于引入了數(shù)控加工機(jī)床、edm等較先進(jìn)的設(shè)備,大大地提高了模具的生產(chǎn)工藝水平,生產(chǎn)周期及模具的品質(zhì)也有了很大的縮短和改進(jìn)。高精度加工己經(jīng)把工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來。另一方面,cad/cam/cae等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在模具行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用,模具的設(shè)計(jì)及數(shù)控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae軟件對(duì)于模具技術(shù)人員的工作效率和設(shè)計(jì)的可靠性已經(jīng)有了很大的提高。目前各模具企業(yè)又面臨著一個(gè)新的課題,如何把企業(yè)管理也同樣從煩瑣的事務(wù)中解放出來,讓信息化管理為企業(yè)的生產(chǎn)效率提升作出貢獻(xiàn)。所以模具企業(yè)管理的信息化己經(jīng)成為模具行業(yè)發(fā)展和進(jìn)步的必然趨勢(shì)。
模具生產(chǎn)是單件訂單式生產(chǎn),在管理信息化中有其強(qiáng)烈的特殊性。設(shè)計(jì)是制造的一部分,工藝設(shè)計(jì)不充分,設(shè)計(jì)與工藝信息可直接重復(fù)利用價(jià)值不大。因此,根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)把握全面信息化管理與實(shí)用、簡(jiǎn)化管理的平衡點(diǎn),是信息化的關(guān)鍵。這就造成很難照搬成熟的管理軟件。例如汽車模具企業(yè)沒有傳統(tǒng)意義上的原材料,倉庫管理等等。購置的都是部件與部件的半成品,不存在入庫出庫過程,制造費(fèi)用的攤銷每個(gè)企業(yè)也是都不一樣。又比如成本核算更應(yīng)該采用項(xiàng)目管理的辦法,而不是采用一般加工制造業(yè)的辦法,什么pdm、erp等軟件不經(jīng)過徹底的改造是完全不適應(yīng)的。
2現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)用
模具設(shè)計(jì)是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)量要求以及其成型工藝條件的變化而變化的,所以每副模具都必須進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括產(chǎn)品零件(常稱為制件)成型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)與力學(xué)計(jì)算和尺寸與尺寸精度確定與設(shè)計(jì)等,因此模具設(shè)計(jì)常分為制件工藝分析與設(shè)計(jì)、模具總體方案設(shè)計(jì)、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)四個(gè)階段。CAD/CAE,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助工程,它包括概念設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助繪圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程管理等。應(yīng)用CAD技術(shù)可以設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的大體結(jié)構(gòu),再通過CAE技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、可行性評(píng)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用模具CAD/CAE集成技術(shù)后,制件一般不需要再進(jìn)行原型試驗(yàn),采用幾何造型技術(shù),制件的形狀能精確、逼真地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上,有限元分析程序可以對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)。借助于計(jì)算機(jī),自動(dòng)繪圖代替了人工繪圖,自動(dòng)檢索代替了手冊(cè)查閱,快速分析代替了手工計(jì)算,使模具設(shè)計(jì)師能從繁瑣的繪圖和計(jì)算中解放出來,集中精力從事諸如方案構(gòu)思和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作。在模具投產(chǎn)之前,CAE軟件可以預(yù)測(cè)模具結(jié)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的正確性。
當(dāng)今的概念設(shè)計(jì)已不僅僅是停留在對(duì)外觀和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上,它已經(jīng)擴(kuò)展到對(duì)模具結(jié)構(gòu)分析的領(lǐng)域。對(duì)于運(yùn)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)出的模具,可運(yùn)用先進(jìn)的CAE軟件(尤其是有限元軟件)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、抗沖擊實(shí)驗(yàn)?zāi)M、跌落實(shí)驗(yàn)?zāi)M、散熱能力、疲勞和蠕變等分析。通過這些分析,可以檢驗(yàn)前面的概念性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理,分析出結(jié)構(gòu)不合理的原因和部位,然后再在CAD軟件中進(jìn)行相應(yīng)的修改。修改后再在CAE中進(jìn)行各種性能的檢測(cè),最終確定滿足要求的模具結(jié)構(gòu)。
當(dāng)今CAD技術(shù)的發(fā)展使得概念設(shè)計(jì)思想體現(xiàn)在相應(yīng)的模塊中。概念設(shè)計(jì)不再只是設(shè)計(jì)師的思維,系統(tǒng)模塊也融合了一般的概念設(shè)計(jì)理念和方法。目前,世界上大型的CAD/CAE軟件系統(tǒng),如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有關(guān)產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模塊,我們稱之為工業(yè)設(shè)計(jì)模塊或概念設(shè)計(jì)模塊。例如,Pro/ENGINEER就包含一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)模塊——ProDesign,用于支持自上而下的投影設(shè)計(jì),以及在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所包含的許多復(fù)雜任務(wù)的自動(dòng)設(shè)計(jì)。此模塊工具包括概念設(shè)計(jì)的二維非參數(shù)化的裝配布局編輯器。這些系統(tǒng)模塊的應(yīng)用大大減少了設(shè)計(jì)師的工作量,節(jié)約了工作時(shí)間,提高了工作效率,使設(shè)計(jì)師把更多的精力用在新產(chǎn)品的開發(fā)及創(chuàng)新上。
3現(xiàn)代模具制造的CAD/CAE/CAM技術(shù)應(yīng)用
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,推動(dòng)了我國(guó)模具工業(yè)的前進(jìn)。CAD/CAE/CAM技術(shù)的日臻完善和在模具制造上的應(yīng)用,使其在現(xiàn)代模具的制造中發(fā)揮越來越重要的作用,CAD/CAE/CAM技術(shù)已成為現(xiàn)代模具的制造的必然趨勢(shì)。
