時間：2023-10-05 15:56:32
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇計算機輔助設計與制造技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
隨著計算機輔助設計技術日益成熟和發展，計算機輔助設計技術開始廣泛應用于各行各業當中。特別是機械設計制造業，由于計算機輔助設計技術的應用而發生了翻天覆地的改變。不僅大大提升了工作效率，同時保障了機械設計的精準度。到了今天，計算機輔助設計技術已在機械設計領域當中有了廣泛的應用，已成為了趨勢，對機械制造業的發展有著無可替代的重要作用。筆者就通過論述機械設計中計算機輔助設計技術的應用，提出幾點建議，希望可以為我國的機械制造業的進步提供幫助。
關鍵詞：
計算機輔助設計技術；機械設計；信息技術；計算機；CAD
隨著科技不斷發展，人們的生活方方面面都發生了改變。計算機信息技術對人類的生產、生活都有著至關重要的影響。目前，隨著各種計算機輔助技術的成熟，在各行各業當中都發揮了極高的應用價值。其中計算機輔助設計技術主要的工作原理是通過計算機技術的強大運算能力和圖形生成能力輔助技術人員開展工作，最終達到提高工作效率和工作質量的目的。如今，在機械設計、航天航空、建筑與化工機械方面都有了廣泛應用。計算機輔助技術的普及，不僅使工作機械的效率大大提升，同時也使工作質量有了明顯的提高。本文通過對機械設計當中計算機輔助技術的應用進行討論，希望可以為相關從業者提供幫助和參考。
1計算機輔助技術在機械設計當中的應用
計算機輔助設計技術一般被稱作CAD，是用來輔助設計人員完成工作的計算機技術以及設備，其中包括了五個方面，即設計、建模、方針、協作、集成五部分。在這里面還包括了一些細化的內容，例如優化設計、概念設計、計算機輔助圖畫、計算機方針技術管理等。其中計算機輔助繪圖技術是CAD中應用最為成熟、廣泛的領域。最初計算機輔助設計技術僅僅局限在計算機輔助圖形繪畫領域，后來隨著計算機技術的發展，逐漸得到了廣泛應用。特別是近幾年，計算機輔助技術已是機械工程當中的重中之重，是開展機械工程工作的基礎和前提。不管是圖形優化、編輯設計還是數據的存儲分析，如今都離不開計算機輔助設計技術，下面就計算機輔助設計技術在機械設計當中的實際應用進行分析探討。
1.1計算機輔助設計技術在機械系統參數分析中的應用
在機械設計當中，機械系統毫無疑問是十分重要的一環。一般情況下，可以采用VB6.0平臺應用計算機輔助設計技術。例如，一般在分析全液壓推土機的各種系統參數時，往往采用的方法是用系統計算牽引性能、液壓系統速度、校正和效能等數據。
1.2計算機輔助設計技術在機械零件的制造過程中的應用
機械工程當中，零件，毋庸置疑是一切的基礎、基石、根基。因此，在機械工程當中，往往需要設計大量繁雜和不同的零件。而這些零件則需要非常龐大的計算量，需要十分長的工時才能完成。而應用計算機輔助技術，只需要采用autoCAD、VisualBasic等平臺來開發作圖繪畫，利用計算機強大的運算功能直接優化和修改零件。可以大大提升工作效率和零件的精準度，一般性的機械零件往往都是采用這種方法。
1.3計算機輔助設計技術在機械設備中的應用
在機械設計當中，需要大量計算量的還有機械模具的設計，應用計算機輔助設計技術可以完美解決。首先了解注塑模具的設計特點，通過計算機輔助設計技術了解注塑模具性質、功能和各項指標。通過計算機技術來解決設計模具當中的問題，讓機械設備的模具設計變得便捷、準確。
1.4計算機輔助設計技術在機械制造中的應用
計算機輔助設計技術在機械制造當中的應用，還包括了三維模型的構建、圖形符號和繪圖。由于大部分機械設計過程往往比較復雜，需要應用很多符號和圖形，這就必須依靠計算機輔助設計技術來完成，除了可以讓設計人員的工作變得簡單快捷之外，還可以消除設計當中的一些錯誤和問題，從而讓機械設計的設計結果精確度大大提升。而計算機輔助設計技術應用于繪圖工作當中，為機械設計提供了極大的幫助，縮短了繪圖時間，提高了工作效率，也提高了工作質量。計算機輔助設計技術還可以應用于機械設計當中的三維立體模型構建。應用計算機輔助設計技術將設計產品立體地展示在人們面前，有利于進行更準確的信息分析。將設計結果形象、直觀地呈現出來，一方面提高了現代機械設計的精確度，另外一方面可以解決在機械設計過程當中產生的各種其他問題。
2計算機輔助設計技術在實際的機械設計中的實踐應用
在汽車的制造過程當中，汽車覆蓋模具是影響整輛車質量的一個重要因素，在工藝上對于汽車覆蓋模具的要求十分嚴格，特別是對于汽車覆蓋模具的設計圖紙與實體模型的一致性要求較高。如果說實際的模具和設計圖紙存在一定差距，就屬于不合格的汽車覆蓋模具，需要不斷返工，這樣就會降低工作效率、增加工作成本，甚至對于產品在市場當中的反饋和影響也不好。但應用計算機輔助設計技術，就可以根據具體的情況修正和改進圖紙的相關參數，可以及時完善實體模具的結構，極大保證了設計圖紙與實體模型之間的高度一致性，避開了返工之類的現象，節省了資源，提高了工作質量與工作效率。
3計算機輔助技術在機械設計當中的優勢
隨著計算機輔助設計技術的廣泛應用，各行各業都因為計算機輔助設計技術的應用而得到了飛速前進。如今，計算機輔助設計技術已成為了人們日常生活中、生產當中必不可少的工具。而在機械設計當中，計算機輔助設計技術的優勢充分展現出來。
3.1計算機輔助設計技術與人腦思維相互適應
在設計過程中，一般都是先進行大腦的構思，在腦中產生一個立體的想法，然后再表達出來。而計算機輔助設計技術所使用的三維實體技術，可以真實、直觀地將產品呈現出來。利用設計人員的思維表達，讓設計人員有更多的時間去致力于產品研發和設計，而不是費力去思考、構建一個產品的形象表達，實現了產品設計的連續性，更提高了設計師的創新思維能力和想象力。計算機輔助設計技術所構架的三維立體圖讓設計變得更深入、思維更廣泛、交流更簡單。
3.2計算機輔助設計技術便于提升機械設計中整體質量
隨著機械技術的不斷發展，計算機輔助設計技術已逐漸與機械產品產生有機結合。首先，計算機輔助設計技術實現了裝配環境下的零件設計，確保了相鄰零件之間的完美結合，減少不匹配和單獨設計的情況發生，讓整個過程變得方便、快捷。同時在需要修改零件時，可通過計算機輔助設計技術將零件修正的全過程用動畫或者平面的方式呈現出來，提高了過程的透明度，讓整個修改過程十分方便。新技術的應用不僅大大提高產品的設計水平，還可以通過對機械設計中對象的形狀描述、大小和位置信息的確定，將設計對象的幾何形狀和工作環境表達出來，能夠大大提高產品質量。
3.3計算機輔助設計技術便于提高機械設計的效率
通過計算機輔助設計技術中三維機械設計技術的應用，可以更直觀和迅捷地解決復雜的幾何造型問題。通過計算機輔助設計技術利用簡單的幾何體就能計算出復雜的幾何體，降低了工作強度，縮短了整個設計周期。而在進行全新的機械設計時，只需要重新設計和制造其中的部分零件就能夠完成任務，大部分的零件依舊按照以往的情況使用，極高提升了設計工作效率，降低了設計工作的難度。
4結語
科技日新月異，各行各業都發生了巨大的變化。對于機械領域來說也一樣，計算機輔助設計技術在機械設計中的應用為機械行業帶來了巨大的變革，在未來已成為一種趨勢。本文通過各個方面描述了機械設計當中計算機輔助技術的應用，希望可以通過這篇文章，為我國的機械行業發展帶來幫助。
參考文獻
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關鍵詞:載體 計算機輔助設計 制造 分析
中圖分類號:TN410 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)08(a)-0172-01
實踐教學是學校教學工作的重要組成部分,是深化課堂教學的重要環節,是學生獲取、掌握知識的重要途徑[1]。強化實踐教學,全面提高學生工程訓練質量,突出學生的實踐動手能力培養[2-3]。
計算機應用已經滲透到了機械產品生產的各個環節。利用計算機可以進行產品的計算機輔助設計(Computer Aided Design)、計算機輔助繪圖(Computer Aided Drawing)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助工程分析(CAE)、計算機輔助工藝規劃(CAPP)、產品數據管理(PDM)、企業資源計劃(ERP)等。
成都理工大學工程技術學院是由中國核工業西南物理研究院與成都理工大學在“產、學、研”全面合作的基礎上強強聯合,于2000年創辦的全日制普通高等本科院校,是一所立足于工科應用型人才培養的本科院校。作為應用型本科院校,強調學用結合,重視將知識直接轉化為現實的生產力。以立足地方、扎根四川、服務西南、面向全國,突出為地方經濟建設和社會發展服務,以培養具有扎實的理論知識基礎,具有較強專業實踐能力和創新意識的應用型高級專門人才為目標,在滿足應用型人才的培養質量與特色上下工夫。注重服務地方,鞏固發展專業特色。
1 計算機輔助設計實踐教學現狀
針對我院培養應用型、技能型高級技術人才為主,計算機輔助設計實踐教學現狀如下。
(1)實踐教學體系陳舊,教學內容、方法和手段單一,不適應當前獨立學院應用型人才培養要求。目前獨立學院執行的計算機輔助設計實踐體系中,實踐教學內容比較單一,所涉及的知識面較窄,計算機輔助設計各軟件間缺乏相互的關聯性和交互性,也缺乏創新意識。
(2)實踐教學與企業實際應用有一定差距,實踐教學中,絕大部分教師缺乏工程背景,在進行計算機輔助設計實踐教學時,只是采用教材中的實例進行分析、講解、訓練,不能與企業實際應用相吻合。
(3)實踐教學中缺乏實際的載體,通常是教師隨意的去選擇某一個圖形或零件,使學生在進行計算機輔助設計、制造、加工、裝配、分析過程中,沒有得到系統性的訓練,使設計、制造、加工、裝配分析環節脫節,不能循序漸進,不利于學生提高計算機輔助設計、制造、加工、裝配、分析能力。
2 以科研項目為契機,研制放射源取樣機
核工業西南物理研究院主要研究受控核聚變[6],其實驗對象主要是具有放射性的放射源,主要置于樂山基地的放射源褲中,做實驗時首先應從源庫中將試樣取出,在取樣過程中,以前都是人工取樣,這樣對人的身體危害很大,2007年,核工業西南物理研究院進行科研立項—— 研制放射源取樣機[7],采用距離保護措施,使放射性對實驗人員的身體危害降到最低。此項目由學院承接,于2009年底完成。
待取的試樣是放射源,由于其有放射性,被置于起吊容器中,放在源庫的地下深0.5m的區域內,以減少對人體的危害。取樣機工作時,首先將整個取樣機通過腳輪移動到合適的位置然后將抓取系統7的抓取組件張開,通過驅動電機2經過蝸桿減速器1進行降速增扭驅動回轉系統6,將抓取系統7調整到合適的位置,再通過升降系統5使抓取系統7勻速下降,待抓取系統7中的傳感器探測到密封容器的信號源時,升降系統5停止運動,使抓取系統7緩慢抓合,抓鉤將可靠抓入壓力容器的把手上,通過升降系統5向上提升,由回轉總成擺正位置,將密封容器置于工作臺上,再將抓取系統7張開,完成一次取樣過程。
3 以放射源取樣機為載體,全面提高我院學生計算機輔助設計、制造、分析能力
放射源取樣機中包含多種機構,如蝸輪蝸桿、螺旋傳動、曲柄滑塊機構等,主要由箱體類零件,軸類零件、鈑金類零件、絲桿、蝸輪、蝸桿組成,以放射源取樣機為載體,更改不同參數,讓學生根據自己的所學知識,進行改進和創新設計,用CAD軟件繪制總裝圖和零件圖,再通過Pro/E等三維軟件進行制作三維數字樣機,并進行仿真運動分析,再選用典型零件采用三維軟件進行仿真虛擬加工,形成數控加工NC代碼,針對重要零件采用ANSYS有限元分析軟件分析應力、應變分析。通過機械CAD、計算機圖形學、機械制造工程基礎訓練和虛擬制造分析課程設計等實踐教學環節,全面提高我院學生計算機輔助設計、制造、分析能力,大力提高學生的設計、工藝、加工、裝配、計算和分析能力,更好地適應行業發展和社會對應用性人才的需求。
4 結語
以社會需求和行業發展為導向,在虛擬設計、制造、加工、裝配的實踐教學環節中,以放射源取樣機為載體,全面貫穿整個實踐教學環節使教學內容具體化,虛擬過程更現實化,訓練對象實際化,更新教學體系,強化學生和教師的工程背景,全面提高我院學生計算機輔助設計、制造、分析能力,更好地實現我院應用型人才培養目標,滿足社會需求。
參考文獻
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關鍵詞：計算機輔助設計；軟件；建設
中圖分類號：G633文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2007)06-11736-03
1 引言
所謂的計算機的計算機輔助設計，就是計算機輔助設計人員進行產品或者工程的設計。在設計過程中，設計人員處于主導地位，而計算機處于輔助地位。在生活和生產中的諸多領域，計算機輔助設計已經得到廣泛的應用。隨之出現了很多設計軟件和設計方法技術，只有不斷的學習，才能更好的掌握進而為工作提供便利。
2 CAD定義
計算機輔助設計(CAD)――是在計算機硬件與軟件的支撐下，通過對產品的描述、造型、系統分析、優化、仿真和圖形處理的研究，使計算機輔助技術師完成產品的全部設計過程，最后輸出滿意的設計結果和產品圖形。
3 CAD技術在產品開發設計中的應用
隨著人們物質生活和文化藝術水平的提高，對工業產品要求也越來越高，從家庭日用品、家用電器、家具等，到各類生產設備、儀器儀表、辦公用品及各類交通工具、公共設施等，要擁有良好的外觀形態、宜人的色彩、舒適的表面質感，可以美化人們的生活和生產環境，豐富人們的精神要求。因此，作為工程技術與美學藝術相結合的一門新科學――CAD產品造型設計，是現代工業產品設計中的一種現代設計方法。合理美觀的造型設計可以在市場競爭中吸引更多的用戶，爭取市場的占有率，創造更多的經濟價值。
計算機輔助技術和手段用于產品設計，具體體現在以下幾個方面：
(1)設計表現展示向“無紙筆化”轉變
計算機輔助產品設計，不需要各種各樣的尺、規、筆、紙等傳統工具，電腦的操作平臺提供了用之不盡的空間，表現的實施過程就是鼠標的點擊與鍵盤的操作，復制、修改等從前繁雜的工作瞬間即可完成，而且干凈、簡單、高效。
(2)設計程序靈活高效，產品開發周期縮短。
產品的創意可以通過三維建模、渲染等功能隨時調整形體、形態、色彩、肌理等方面變化；工作效率的提高使產品開發周期明顯縮短，計算機輔助制造使樣機的制作周期也大大縮短。
(3)設計成果仿真，設計檢驗可靠
利用CAD系統的三維圖形功能，設計師可在計算機屏幕上快速地模擬出所設計產品的外形狀態；而且在新產品試投產前，就可以對其制造過程中的結構、加工、裝配、裝飾和動態特征做到恰如其分的分析和檢驗，從而提高了產品設計的一次成性。
(4)設計與制造的緊密結合
CAD的設計數據直接用于產品零配件的加工，即計算機輔助制造(CAM)，從而可以完成從設計到加工程序的轉換。
4 兩類CAD設計師
產品的造型設計是一種與藝術、人文、歷史、及自然等相結合的設計，這種設計宜用專門的圖像設計類的軟件，如CorelDRAW，PhotoShop，Painter，3DSMAX，ALIAS等。這類軟件通常是無太多的數據限制，比較自由、隨意。產品造型設計一般由藝術類的造型設計師來承擔。
產品的結構設計是一種嚴謹的設計。它要求數據準確，符合國家或國際標準，產品的每個尺寸及公差都是以數據為基礎，不可差之毫厘。這種設計是采用專門用于產品結構設計類的軟件，如：AutoCAD，UG，Solidedge，Pro/ENGINEER，SolidWork等來完成。盡管目前一些高端的設計軟件，已經具備了產品復雜造型的設計與渲染功能，但要藝術類的設計師掌握并運用這類軟件，至今還不是一件容易的事。所以從事結構設計的設計師們大都是機械工程師出身，設計的思維與方式完全不同于造型設計師，他們思維是一種完全符合機械設計標準的設計思維方式。
5 CAD設計流程
(1)方案設計：由造型設計師進行概念草繪，可用二維平面軟件進行方案效果圖繪制。
(2)三維造型設計：方案確定后，由設計師利用CAD進行立體造型設計。
(3)三維造型設計確認：將CAD里面的模型直接轉入CNC(數控加工)，或RP做出實物模型進行造型檢驗。
(4)結構設計：在CAD中進行細節結構設計。
(5)結構設計確認：進行裝配和結構模擬分析，確認結構。
(6)模具設計：將CAD里的產品傳遞給模具廠進行數控編程。
(7)生產：將三維圖轉化為二維工程圖，進行工藝設計，進行生產。
6 中等職業學校CAD專業定位
現在許多大專院校開設CAD專業，都以造就產品造型設計師、產品結構設計師作為培養目標；而我們職技校，學生文化水平和學習能力相對較低，學習藝術設計或深奧的機械設計有困難，那么如果開設CAD專業，培養目標該如何確定?
我覺得必須做到以下幾個方面：
(1)能協助產品造型設計師將設計創意轉化為CAD效果圖或數學模型。
(2)能協助產品結構設計師將設計方案轉化為CAD零件裝配模型。
(3)能將CAD三維圖形轉化為二維圖形，進行工藝設計和生產。
(4)懂得CAD模型轉化到CAM中進行數控加工。
因此，本專業在培養要求上，要以各類產品為主要研究對象，以計算機為主要設計輔助工具，注重美學品質的工業化手段。要求學生樹立“以人為本”的設計思想，能處理在特定條件下工業產品的結構與功能、結構與外形、結構與材料等的關系，并能創造性地將這些關系協調地表現在產品的結構造型上，協助設計師開發出具有時代特征的現代工業產品。
7 中等職業學校CAD專業課程設置
按中職計算機輔助專業培養目標要求，充分考慮目前市場需求，將其學習內容分為四個層次：
(1)計算機應用能力――計算機硬件結構、WINDOWS操作系統、常用工具軟件及病毒知識、文字處理WORD和電子表格EXCEL、INTERNET，互聯網應用、PHOTOSHOP圖像處理、網頁制作等。
(2)計算機輔助工程制圖――機械制圖、公差配合與技術測量、機械基礎、AUTOCAD、零件測繪和金工實習等。
(3)CAD三維造型設計――CAD三維軟件、3DMAX、造型材料與工藝、人機工程學、CAD/CAM技術等。
(4)產品設計美學――色彩構成、產品表現技法、工業攝影等。
8 CAD軟件的選擇
目前流行的CAD軟件包有：
(1)Unigraphics(UG)
UG是UnigraphicsSolutions公司的拳頭產品。它集成了美國航空航天、汽車工業的經驗，成為機械集成化CAD/CAE/CAM主流軟件之一。主要應用在航空航天、汽車、通用機械、模具、家電等領域。采用基于約束的特征建模和傳統的幾何建模為一體的復合建模技術，在曲面造型、數控加工方面是強項。Unigraphics提供給公司一個從設計、分析到制造的完全的數字的產品模型。
(2)Pro/Engineer
Pro/Engineer系統是美國參數技術公司(ParametricTechnology
Corporation，簡稱PTC)的產品。PTC公司提出的單一數據庫、參數化、基于特征、全相關的概念改變了機械CAD/CAE/CAM的傳統觀念，這種全新的概念已成為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準。利用該概念開發出來的第三代機械CAD/CAE/CAM產品Pro/Engineer軟件，采用全參數化造型技術，能將設計至生產全過程集成到一起，比較適于零件相對簡單，部件結構比較復雜的產品設計。
(3)SOLIDEDGE
來自EDS公司的Solid Edge是一個功能強大的三維計算機輔助設計(CAD)軟件，是真正Windows軟件。它不是將工作站軟件生硬地搬到Windows平臺上，而是充分利用windows基于組件對象模型(COM)的先進技術重寫代碼。SOLIDEDGE與Microsoft 0ffice兼容，與windows的0LE技術兼容，這使得設計師們在使用CAD系統時，能夠進行windows下字處理、電子報表、數據庫操作等。SOLIDEDGE是基于參數和特征實體造型的新一代機械設計CAD系統，它是為設計人員專門開發的，易于理解和操作的實體造型系統。目前應用最多的領域是鈑金設計，雖然它只是EDS公司中低端產品，但它強大和專業的鈑金設計功能也是相當有特色。現在中國圖學會正在推廣Solidedge軟件。
(4)SolidWorks
SolidWorks軟件是世界上第一個基于windows開發的三維CAD系統，是生信國際有限公司推出的機械設計軟件。其是以windows為平臺，以SolidWorks為核心的各種應用的集成，包括結構分析、運動分析、工程數據管理和數控加工等，為中國企業提供了夢寐以求的解決方案。功能強大、易學易用和技術創新是SolidWorks的三大特點。現在中國機械工業學會正在推廣Solidworks軟件。
(5)Cimatron
Cimatron公司的Cimatron是基于CAD/CAM/PDM的產品，這套軟件的針對性較強，被更多的應用到模具開發設計中，該軟件能夠給應用者提供一套全面的標準模架庫，方便于使用者進行模具設計中的分型面、抽芯等工作，而且在操作過程中都能進行動態的檢查，可以說該軟件在模具設計領域是非常出色的，國內南方的一些模具企業都在使用這套軟件。
(6)AutoCAD和MDT
AutoCAD是Autodesk公司的主導產品，是當今最流行的二維繪圖軟件，擁有全球最多的用戶群，也是全球規模最大的基于PC平臺的CAD和動畫及可視化軟件企業。MDT是Autodesk公司在PC平臺上開發的三維機械CAD系統。它以三維設計為基礎，集設計、分析、制造以及文檔管理等多種功能為一體；為用戶提供了從設計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計繪圖軟件，可幫助設計人員進行零件圖、裝配圖、工藝圖表、平面包裝的設計，適合所有需要二維繪圖的場合，CAXA-ME是面向機械制造業的自主開發的、中文界面、三維復雜形面CAD/CAM軟件。
以上介紹的種種軟件都是筆者個人認為比較成熟的、比較可靠的軟件，當然由于篇幅限制，很多的軟件不能一一詳細的介紹到。選擇CAD軟件教學，要跟實際情況結合起來。我個人比較偏好UG或Solidworks軟件。
9 CAD專業的軟硬件建設
(1)軟件建設：由于技術的更新，知識結構發生了變化，專業教師原來的知識水平顯得落后，而且目前職業學校的專業教師大都缺乏企業實踐，因此，我們要有計劃地安排教師參加技能培訓，并定期下企業實習；要鼓勵教師開展科技制作和技術革新，在實踐中學習運用先進實用技術；要引導教師走理論實踐一體化的道路，爭取成為本專業的教學專家和技術專家。
(2)硬件建設：建立計算機輔助設計實驗室，購買一批高配置的計算機，安裝相應的CAD軟件，同時還要購買投影儀和擴音系統，實現了現代化多媒體交互式教學，提高了教學的科學性和先進性，使學生在掌握理論知識的同時，提高了實際操作能力。
10 結束語
CAD技術的飛速發展是制造業一場技術革命，需要大量的設計專業人才。工欲善其事，先必利其器。讓我們為培養未來CAD復合型人才一起努力吧!
參考文獻：
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關鍵詞：計算機輔助設計；應用；機械設計
Abstract: With the development of society, the application of computer technology in all walks of life, in the field of mechanical manufacturing, computer aided design has brought a new revolution for the machinery manufacturing industry, not only improve product design accuracy, shorten the product development cycle, to create efficient, safe products. In this paper, based on the development of computer aided design illustrates the importance of computer aided design; then to design application, the reverse engineering technology of CAD automobile cover mould as an example, discuss the application of computer aided design in mechanical design.
Keywords: computer aided design; application; mechanical design
中圖分類號：TH122
1計算機輔助設計的發展及重要性
機械設計是機械工程的重要組成部分，是機器生產的前提，同時也是決定機械性能的最主要因素，一部機器的質量及工作性能的好壞很大程度上取決于設計質量，狹義的機械設計僅指技術性的設計過程，廣義的機械設計是指設計者根據使用要求和現有的條件，對機械的工作原理、結構、剛度和強度、各個零部件的材料和形狀尺寸、以及方法、力和能量的傳遞方式等進行分析、構思和計算，并將其形成具體的描述以作為機械制造依據的工作過程。這不僅是一個創造性的工作，同時也是建立在豐富的成功經驗基礎上的工作，只有將兩者結合起來，才能設計出高質量的機器。
機械設計的所有步驟幾乎都需要計算機的幫助。圖形的編輯、修改，大量數據的計算和比較，對零部件動力、強度等方面的精確測試，都需要相應的計算機軟件的支持。除了這些繁瑣的工作可由計算機替代外，設計者還可以利用計算機進行虛擬樣機的構建，也就是根據圖紙，在計算機上制造一個模擬樣機，對它的工作性能、受力情況、熱度等各方面進行驗證，根據出現的狀況修改原設計，從而達到完善的程度。隨著計算機技術的發展，計算機正在越來越廣泛地應用于機械設計的各個方面以及各種各樣的機械設計中，它在提高機械設計的質量和轉化為實際制造的效率方面，發揮著重要作用。計算機輔助設計便是伴隨著計算機技術的發展而出現，并廣泛應用于多種學科的一種方法。計算機輔助設計又被稱作“CAD”，是由計算機幫助設計人員完成機械設計中的計算、制圖、模擬等工作，并在不斷修改和反復驗證的基礎上，輸出滿意的設計結果和最后的產品圖紙的一門技術。
20世紀 60 年代初，麻省理工學院的一名研究生發表了題為《人機對話圖形通信系統》的論文，首次提出了交互技術及計算機和圖形符號的存儲采用分層的思想，為 CAD 技術的確立提供了理論支撐。隨著這一理論的不斷完善，眾多行業的領軍人物開始認識到計算機輔助技術的重大作用，并投入重金研發。美國的 IBM公司開發了以大型機為基礎的CAD 系統，該系統具有繪圖、數控編制等功能，之后有關計算機輔助設計的研制與開發接踵而至，通用汽車公司研制出了用于汽車設計的DAC- 1 系統，洛克希飛機公司研發的 CADAM系統，適用于不同階段的飛機設計。這時的計算機輔助設計系統都是在大型機或超級小型機的基礎上開發的，購買這套系統通常需要上百萬美元，因而這一系統只在經濟實力比較雄厚、規模較大的航空、汽車、輪船、石油等行業應用。在 20 世紀 70 年代初出現了柔性制造系統FMS，“柔性”意為在使用計算機制造產品的過程中，制造系統會根據所編程序中指令的變換而改變加工過程，這種適應性以及加工的靈活性被稱為“柔性”。我國對 FMS 的定義為：柔性制造系統是由數控加工設備、物料儲運裝置和計算機控制系統等組成的自動化制造系統，包括多個柔性制造單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速調整，適用于多品種、中小批量的生產。隨著計算機技術、通訊技術等的發展，CAD 技術也日益走向完善，比如 80 年代出現的由超大規模集成電路制成的微處理器和存儲器件，使得 CAD 技術在中小企業逐漸普及，從飛機、汽車到服裝、建筑、出版等行業都開始采用 CAD 技術。如今，計算機輔助設計技術已在機械制造業得到廣泛應用，而且現在的 CAD 應用系統可以將機械設計中的繪圖、分析、數據處理、仿真、加工修改等一系列環節集于一身，大大縮短了設計時間，提高了設計效率和質量，降低了生產成本與制造周期。CAD 的常用軟件有很多，但由ParametricTechnology 公司推出的Pro/Engineer 產品，在目前三維造型軟件領域中占有重要地位，引領著CAD 技術的新潮流。
2逆向工程中CAD的應用
逆向工程是一種消化、吸收先進設計的重要手段。技術的自主研發固然重要，但研發成本卻是相當高昂的，而且研發過程還受到科技人員的素質、國家財政的投入、現有條件等各方面因素的影響，因而一項新技術的產生通常需要幾年甚至十幾年的時間，這對于技術條件及設備相對落后的發展中國家而言是不可想象的。因而，充分利用他國的科技成果，在消化、吸收的基礎上再進行創新不失為一種加快科技發展的重要手段。日本在二戰結束后的重新崛起，很大程度上是因為他大規模引進美國、英國等歐洲發達國家的先進技術，并做了很好地消化吸收，從而轉化為本國生產力的一部分。逆向工程就是在只有產品或實物模型的條件下，在了解產品原設計的基礎上，逆向重構產品零部件的 CAD 模型，已達到設計創新的目的。以前的“逆向工程”技術的研究和應用都集中在實物方面，即在拆解原有產品的過程中，重建產品實物模型，以實現新產品的制造。隨著現在機械制造技術的發展，可以通過坐標測量設備、通用的CAD軟件等方法，把實物樣件轉化為 CAD模型，綜合利用 CAM（計算機輔助制造）、CIMS（計算機集成制造系統） 等技術對其進行處理和再設計。Pro/Engi-neer軟件中 SCAN- TOOLS是一個專用的逆向設計模塊，可以通過數據點構造網格曲線，并對點云進行擬合，以得到光滑、連續的曲面，再對曲面進行交互修改，從而得到與實物一致的CAD 模型。SCAN- TOOLS與 Pro/SURFACE 配合使用，可以在曲面生成后，通過切割、裁剪、延伸等工作，將曲面轉換為實體，再利用Pro/Engineer軟件基于特征的參數化設計功能，完成模型的二次設計，實現 CAD模型的重建。
3 汽車覆蓋件模具設計中的 CAD 應用
汽車覆蓋件模具設計不僅影響到汽車車型，也是汽車個性化和更新換代的標志。然而在現實的汽車覆蓋件模具設計中，經常發生設計人員的設計與制造、工藝人員的工作相沖突的情況也就是設計者的設計不能很好地進入生產、制造環節，甚至還會進行返工、再設計，這不僅增加了設計成本，拖延了生產時間，還可能造成失去市場競爭力的嚴重后果。為避免這種情況的發生，應盡量在設計環節排除這些問題。
汽車覆蓋件模具的設計過程一般包括：根據市場需求進行模具概念設計；對模具的結構、熱度、工藝問題等進行分析并畫出圖紙；根據圖紙進行 CAD模具結構造型設計；將 CAD 造型鑄造為實物，如有矛盾或不當之處，再返回 CAD 設計。CAD 造型設計是整個設計的關鍵環節，此處出現問題將會影響后期的汽車生產，因而必須要做好 CAD 的造型設計。比如對某款汽車的車門做一些設計上的更新，首先需要獲得車門零件的幾何模型，然后運用三坐標測量機對零件的結構進行分析，再使用特定的測量方法采集數據，運用相關測量設備對數據進行處理，最后再利用 Pro/Engineer 軟件進行模型重建，通過Pro/Engineer 的模具設計及數控加工功能，迅速完成汽車車門的模具設計及零件的 NC加工。
4 結語
算機輔助設計技術在確保機械設計的精度、處理機械設計中的大量數據、繪制復雜圖形等方面發揮著重要作用，但這些計算機輔助設計的技術大都產自歐美等發達國家，我國自主研發的較少，加之對引進他國的技術沒有完全消化，致使我國的機械制造業水平同國外相比，還存在較大差距，僅以目前的礦山機械設備為例，我國的輸送機特性研究只有理論，還沒有成熟的安全設計方法。因而，應加強計算機輔助設計的自主研發能力，為我國的機械設計提供必要的技術支撐，從而提高我國的機械裝備水平。
參考文獻：
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[2] 張瀟云. 淺談計算機在機械設計中的應用[J]. 陜西煤炭. 2001(01)
關鍵詞 計算機輔助概念設計；研究現狀；發展
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）14-0001-01
計算機輔助設計技術不僅可以有效的提高設計效率，而且保證了產品的質量，但是它主要是對設計者在計算和繪圖等設計后續階段進行支持，對早期創造性的方案設計階段并不能夠凸顯其效果。傳統的計算機輔助設計存在著很多限制，想要完成快速輸入和再現不完備的概念造型，使用傳統的CAD是行不通的，這說明早期的計算機輔助系統并不能做到真正的輔助設計產品，而是對設計方案定型后的產品進行繪制。而在方案設計過程中要使創造性得以發揮，就成為了計算機工作人員所要解決的問題。這就為計算機輔助概念設計（CACD）系統的研究、開發和應用提供了條件。CACD系統從根本上解決了傳統CAD的不足，使產品在早期的創新方案設計中得到有效的支持。它不僅能夠提高概念設計的質量，使設計對象簡單快速地生成，而且提供了可靠的信息交流平臺，對產品的評價更加貼切，并且避免了設計失敗所造成的浪費。
1 通訊系統的概念及其分類
1.1 通訊系統的概念
通訊系統被稱為電子系統，是用于傳輸光信號和電信號的系統。通訊系統是一個有機的整體，它是由特定功能、相互作用、相互依賴的N個單元格組成的，使統一目標能夠完成。
最簡通訊系統只提供兩點用戶，并且供用戶接受和發送信息。而一般的通訊系統可提供交換設備，使用戶在系統內與其他用戶進行通訊。
1.2 通訊系統的分類
通訊系統的種類很多，按照傳輸媒介可以分為兩類，第一類是用金屬導體為傳輸媒體的通訊媒體，像我們通常使用的通信電纜就屬于其中一種，這種以線纜為傳輸介質的通訊系統我們稱之為有線電通訊系統；第二類與第一類相反，它是由無線電波為傳輸介質來進行通訊的，它被稱為無線電通訊系統。這兩種通訊系統有“無線”和“有線”之分，同時它們所用的傳輸介質也是不同的，前者為光學電纜，后者為大氣、水、空間、土等。
2 國內通訊軟件的現狀
由于我國的通訊軟件發展比較晚，而且錯過第三次科技革命，所以與國外的企業相比有著很大的差距。在通訊制造業，我國有3/5的企業沒有真正的屬于自己的核心技術，而是打著國外的牌子進行經營。通訊運營業所使用的軟件大多是靠引進得來的，只有很少的企業對軟件的增值業務進行開發和利用，這就決定了我國通訊技術發展落后的局面。
從上述中可以看出，我國的通訊軟件業處于初級發展階段，并且水平比較低，大多數企業并沒有對系統軟件進行相關的研究、開發，這就意味著他們很少使用先進的開發工具和軟件開發平臺。而且由于很多公司沒有資金的支持或者不愿投入大量的資金，使得大型的軟件開發的很少。這種狀況與國外同類型的通訊軟件企業相比仍存在明顯的差距，同時制約了我國通訊軟件技術的發展，并且在很大程度上限制了國內相關企業想要趕超國際領先水平的步伐，打擊了企業的積極性。從好的方面看，國內中低端產品發展較快，與國外沒有明顯的差距，但是在以后的競爭中會越來越激烈。
3 計算機輔助概念在通訊系統中的發展
從國內外對產品的計算機輔助概念設計方面的研究中，可以看出，大多數國家把研究方向都集中在概念的功能和形狀設計的建模上。從發展的角度看，今后的概念設計研究的重點和方向主要有兩個方面。第一個方面是概念設計在計算機技術方面的研究，它主要包括CACD信息建模技術和CACD推理技術兩個方面的研究。另一個方面是概念設計在全方位設計中的集成應用，它包括CACD與其他計算機輔助工具的集成，從而建立起一個全方位的計算機輔助設計環境。
概念設計階段要求對功能設計、原理設計、形狀設計、結構設計、以及布局設計等方面進行綜合考慮，因為在概念設計階段確定的信息和不確定的信息很多，而且在其內部的各個環節都是相互依賴、相互驅動、不可分離的，因此概念設計階段有兩個部分構成，第一部分被稱之為問題概念化階段，它主要是為了解決概念的形成；第二部分被稱之為概念實體化階段，該階段是為了解決概念生成和概念可視化這兩個問題。這種劃分方式，有利于解決在設計的全部環節中出現的一系列問題。除此之外，計算機輔助概念設計在研究過程中應注意把設計實踐和流程結合起來，其他設計方面的集成研究也要加以重視，使其實現無縫連接，并建立一套完整的設計方法理論體系。
4 結束語
隨著我國科技的不斷發展，計算機科學技術的發展也從教育、經濟、軍事及國防部門等社會的方方面面體現出來，它的產生與發展給人們的生活帶來了巨大的改變。在第三次科技革命中，計算機的發明及其應用成為核心內容，人類社會由此轉變到信息社會，標志著“信息時代”的到來。知識經濟深入發展使計算機的發展趨勢不斷升華，更新換代速度加快。計算機科學與技術的發展體現了人們生活條件的進步，它的應用領域也從以前的單一化向多元化邁進，同時人工智能化技術方面的研究也得到了很大的進步。在計算機的應用領域方面，計算機輔助設計將會在未來得到很大的突破，從傳統的后續設計模式轉變到全面型的設計方式，同時減少在產品設計中產生的設計誤差，提高設計效率，同時為產品設計公司的轉型提供了客觀條件。
參考文獻
[1]馮培恩，徐國容.基于設計目錄的原理方案及其求解過程的特征建模[J].機械工程學報，2008，34（2）：79-86.
1計算機應用現狀分析
1.1數據管理
這種計算機技術的應用是管理者依據數據庫管理系統做出相應決策，使得管理決策水平有所提升。數據、數據檢索、數據排序、數據加工分類、數據存儲、數據采集是管理數據的主要程序。數據管理作為現代化科學管理的重要前提，逐漸發展成為當代計算機技術應用的核心內容。據權威調查，用于數據管理的計算機應用占整體的百分之八十，可見數據管理在計算機技術應用中的重要地位。現階段，計算機技術在數據管理方面的運用多種多樣，動畫設計、會計電算化、電影設計、情報檢索、公司機構計算機輔助管理、現代辦公自動化技術都是計算機計算在數據管理中的應用代表。
1.2科學計算
計算機技術早期主要應用于科學計算，工程技術研究和科學研究中的相關數據計算和問題都通過計算機技術進行處理。復雜程度高、計算難度大是當代工程設計和科學研究中數學計算的重要特點，一般的計算工具或者人工對于這些問題難以進行有效計算，這些人力難以解決的工程和科學研究問題能夠同過計算機的連續運算、數據存儲得到有效解決。現在社會發展中的眾多復雜數據計算都是通過計算機來處理的，包括微觀數據、工程設計、天氣預報、衛星運行軌道距離等的計算。
1.3計算機過程控制
分析、采集數據并依照事先確定的目標對控制對象進行控制是過程控制的主要內容。控制的效率、控制的準確性、控制的真實性通過智能化和自動化水平的提高而得到提高是過程控制技術應用的核心目的，進而使得工作能力得到有效提高。近年來計算機過程控制的應用范圍隨著經濟的發展和科技的進步被不斷拓展，電力企業、交通運輸業、機械制造、生產開發等等都出現了計算機過程控制的身影，并且其應用的深度和廣度還在不斷深化。
1.4計算機輔助技術
計算機輔助設計是計算機輔助技術的主要應用之一，計算機輔助制造、CAD是計算機輔助設計的重要內容，還包括通常所說的計算機輔助教學、CAM。首先，人們通過計算機技術的輔助對相關設計方案效果進行設計是計算機輔助設計的主要實現方式。現階段，交通工具設計、建筑方案設計、集成電路設計是計算機輔助設計應用的主要領域。通過計算機輔助設計的應用，相關行業獲得了較為深入的發展。設計方案質量的有效提升和設計時間的縮短使得工作效率被大幅提升，資金成本被大幅壓縮，有效地促進了行業的健康發展。其次，利用計算機系統控制和加工產品是計算機輔助制造的主要內容。在具實現過程中，刀具運行軌跡信息的輸出以工程和工藝路線的輸入信息為依據。當代設計制造自動化的實現主要通過計算機輔助指導和計算機輔助設計的結合實現，設計制造的自動化也稱為集成制造系統。最后，利用計算機技術開展教學是計算機輔助教學的主要內容，PowerPoint、Flash等就是計算機輔助教學的典型應用。它能夠增加教師在課堂中的教學內容展現形式，使教學變得更加靈活，讓學生更加積極主動地參與到教學中來，已經成為我國各級院校的重要教學手段。
2計算機未來發展趨勢分析
2.1功能全面化
隨著計算機技術應用的拓展和應用程度的加深，人們對計算機的功能全面化提出了更高的要求。因此，功能朝著全面化方向的發展是未來計算機技術的必然趨勢，特別是生物科技、天文、文化、軍事等相關領域對計算機的全面應用提高了對處理器處理速度和存儲容量的要求，計算機具備全面功能不僅是一種要求，更是一種趨勢。
2.2智能化
現階段，人類從事的部分體力勞動和腦力勞動已經為計算機所替代，但邏輯能力差、依賴人工程度高仍是其中的致命缺點。可見智能化是未來計算機發展的主要內容，相關科研人員應當著力研究能夠替代各種人類行為和計算的高智能化計算機，在計算機處理方面真正實現智能化和人性化。目前計算機存在的各種問題需要計算機技術的改進和完善，進而為社會文明的進步和發展提供支撐和保障。
2.3體積微型化
計算機的發展共經歷了四個階段，它們分別是電子計算機、晶體管計算機、集成電路計算機、大規模和超大規模集成電路。計算機的可靠性、造價、運行速度、體積、功能也隨著計算機的發展而不斷被優化。隨著經濟的發展，計算機成本被大幅降低，社會生活中和行業生產中開始廣泛的應用計算機設備，計算機的相關性能要求也隨著計算機的普及被不斷提高。人們希望計算機能夠具備更加強大的功能，能夠方便攜帶，具備更小的體積。計算機的部分功能已經在新興的穿戴設備中實現，朝著微型化方向發展已經成為計算機發展的必然趨勢。
3結語
關鍵詞：圖形學；發展；應用
1 計算機圖形學的發展
計算機圖形學是利用計算機研究圖形的表示、生成、處理，顯示的科學。經過30多年的發展，計算機圖形學已成為計算機科學中最為活躍的分支之一，并得到廣泛的應用。1950年，第一臺圖形顯示器作為美國麻省理工學院（MIT）旋風一號——（Whirlwind）計算機的附件誕生．該顯示器用一個類似示波器的陰極射線管（CRT）來顯示一些簡單的圖形。在整個50年代，只有電子管計算機，用機器語言編程，主要應用于科學計算，為這些計算機配置的圖形設備僅具有輸出功能。計算機圖形學處于準備和醞釀時期，并稱之為：“被動式”圖形學。
2 計算機圖形學在曲面造型技術中的應用
曲面造型技術是計算機圖形學和計算機輔助幾何設計的一項重要內容，主要研究在計算機圖象系統的環境下對曲面的表示、設計、顯示和分析。它肇源機、船舶的外形放樣工藝，經三十多年發展，現在它已經形成了以Bezier和B樣條方法為代表的參數化特征設計和隱式代數曲面表示這兩類方法為主體，以插值（Intmpolation）、擬合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）這三種手段為骨架的幾何理論體系。隨著計算機圖形顯示對于真實性、實時性和交互性要求的日益增強，隨著幾何設計對象向著多樣性、特殊性和拓撲結構復雜性靠攏的趨勢的日益明顯，隨著圖形工業和制造工業邁向一體化、集成化和網絡化步伐的日益加快，隨著激光測距掃描等三維數據采樣技術和硬件設備的日益完善，曲面造型在近幾年來得到了長足的發展。
2．1 從研究領域來看，曲面造型技術已從傳統的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，擴充到曲面變形、曲面重建、曲面簡化、曲面轉換和曲面位差。
曲面變形（Deformation or Shape Blending）：傳統的非均勻有理B樣條（NURBS）曲面模型，僅允許調整控制頂點或權因子來局部改變曲面形狀，至多利用層次細化模型在曲面特定點進行直接操作；一些簡單的基于參數曲線的曲面設計方法，如掃掠法（Sweeping），蒙皮法（skinning），旋轉法和拉伸法，也僅允許調整生成曲線來改變曲面形狀。計算機動畫業和實體造型業迫切需要發展與曲面表示方式無關的變形方法或形狀調配方法，于是產生了自由變形（fFD）法，基于彈性變形或熱彈性力學等物理模型（原理）的變形法，基于求解約束的變形法，基于幾何約束的變形法等曲面變形技術和基于多面體對應關系或基于圖象形態學中Minkowski和操作的曲面形狀調配技術。
2．2 從表示方法來看，以網格細分（Sub-division）為特征的離散造型與傳統的連續造型相比，大有后來居上的創新之勢。而且，這種曲面造型方法在生動逼真的特征動畫和雕塑曲面的設計加工中如魚得水，得到了高度的運用。
3 在計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）的應用
論文摘要：藝術設計領域計算機輔助設計應運而生，計算機輔助藝術設計對現代教育教學即產生了巨大的推動作用，這便促使高校將計算機輔助設計提高到一個重要的位置。但高科技的介入也從另一方面阻礙并制約了現在藝術設計教育教學的發展。
當今社會，隨著計算機各項技術的發展，計算機輔助設計得到了社會各界廣泛的重視和運用。在藝術設計領域計算機輔助設計也應運而生。所謂視覺藝術，是通過人的視覺感受而將客觀內容納入主觀心靈并予以對象化呈現的藝術形態。計算機輔助設計軟件幫助設計者將作品意圖得到充分表現，同樣也使用這種先進手段使受眾達到精神的審美愉悅。隨著人們的生活物質水平的提高，人們的精神水平也在不斷提高，視覺品味也隨之升高。這都得益于計算機技術的發展推動了人們審美觀念的進步，所以計算機技術的發展對于社會和藝術設計產生了不可低估的強大作用。例如在平面設計中標志設計、招貼設計、版式設計、字體設計使用電腦制圖輔助設計比比皆是。在環境藝術設計中室內空間設計、景觀設計、家具陳設等大都也都是利用計算機設計方案。
1 計算機輔助設計對現代藝術教育教學的推動
計算機輔助設計是計算機技術與藝術設計相結合的邊緣學科。它在設計的藝術創造規律、形式美法則等方面與先前傳統的藝術設計是一樣的。只是在完成途徑與傳統教學大不相同。并且得到的作品效果較從前的傳統教學相比大有提高，教學效果從理解專業課程的角度來講，效果較從前要好。
以三大構成學科為例，在三大構成設計中：①平面構成的訓練基本可以分為重復、近似、發射、漸變、特異、密集、肌理等幾個大類。以重復和特異為典型例子，大量相同單元形的重復出現可以體現出整體感、秩序感、節奏感和韻律感，從而制造出強烈的視覺效果。在傳統的基礎訓練中，手繪是唯一辦法。但耗時不短，以有作用骨骼和絕對重復為基本條件，以基本可以形成規模的單元形數量來訓練，想要達到理想效果并突顯其構成特點，一般要花上好幾個小時。而這只是平面構成中一個小的單元，所以考慮到學生的手繪能力與程度，一般在作業中省去幾個單元，只挑選相對重點的單元進行手繪練習。在練習過程中很多學生有畏難情緒，很多好的想法被復雜的形式所打斷，不再考慮。②再有就是在色彩構成明度訓練中的九調訓練。九個調子要分別調色組合表達以達到某一種效果，從而理解色彩之間的關系和實際應用效果。在這個訓練中，幾種顏色的分階段漸變以及畫面中的平涂效果都將會影響學生對色彩關系的理解。顏料脫膠、調配、繪畫功底都將在很大程度上制約著畫面質量，從而影響學生的理解程度。③在立體構成訓練中，點線面體塊的練習必不可少。材料的尋找以及制作對于高職學生有一定的難度。這也阻礙了學生在形式上的發揮，影響作業效果，也影響對立體構成設計的的理解。
計算機輔助設計介入到三大構成教育教學中后，上述情況得以改觀。首先，作業可以較從前多布置一些草圖，讓學生多幾種想法，在很多種設計方案中選取幾幅作為作業。這樣可以得到最好的設計結果，使學生從大量的手工作業中擺脫出來，而且不用再考慮手繪功底給作業帶來的影響。其次，使學生將重點放在設計想法上，用更多的時間來拓寬自己的設計思路，鍛煉自己的設計思維。最后，在修改作業方面，用計算機軟件制作的構成作業也體現出巨大的優越性。隨時可以修改畫面效果，其靈活性可塑性都是手繪作業所不能比擬的。
再以建筑環境藝術設計為例。第一、手繪的室內外空間設計效果單一，真實感差，與設計出的實體有很大的差距，而設計師的目標正是使效果圖具有和最終場景相同或接近的真實感，能夠模擬和演示即將成型的空間設計的最后效果，具有非常高的參考價值。在實際教學中就是學生要以效果圖來表達自己的想法和多種設計方案，要將設計方案表現的淋漓盡致來提升自己設計理念與目的，從而完成教師布置的作業。由于繪畫基礎和表現技法以及工具的制約會使學生的設計效果大打折扣，也使自己的設計意圖暗淡無光。第二、手繪效果圖在速度上同使用計算機軟件設計效果圖也有很大差距。手繪效果圖占用了大量時間，使學生將豐富多樣的富有實際意義的想法因為時間原因而被擱淺。所以在教學中也不能滿足學生提交多種方案的速度要求。第三、用手繪效果圖由于數據的誤差較大，作為實體的參考依據已不能滿足現代社會對設計表現的要求。
從前在教學中手繪的建筑環藝的效果圖主要以靜態為主，以很多各個角度的場景做輔助，來了解設計單體之間的關系和相互之間的影響。這種方式只能給人一種片面的印象，而沒有身臨其境的感受。而學生則可以利用先進的計算機軟件（主要是通過3dsmax，lightscape，photoshop等計算機軟件）創造出審美對象、設計方案，不僅可以制作出事物及場景的外觀效果，還可以將筑物內部空間的效果讓人一覽無余，而且還可以讓人們能夠在即將設計出的未來建筑物中漫游（利用3dsmax軟件的三維動畫功能）。在這里計算機軟件制作的效果圖以虛擬現實的技術實現了真是的三維的場景。這樣便可以全方位、多角度的在場景中漫游，也使教師與學生可以從多個角度研究推敲設計方案，得到最客觀的結果。
從環境藝術設計效果圖的最終效果而言，計算機輔助設計幫助學生將圖紙以最精美和最精確的一種方式呈現在教師和眾多同學面前。而在設計過程中，在環境藝術的室內或室外的設計從一開始就能以可視的、動態的方式全方位展示設計實體所處的地理環境、實體外貌和各種附屬設施以及實體內部空間的效果。計算機輔助設計最終成為設計方案及裝修效果展示、教師對作品評價的有力工具。
2 計算機輔助藝術設計對現代教學的制約
現代藝術設計經過近百年的歷程，雖然與計算機技術的相結合，得到了從內容到形式上的變化和發展，但是目前一些設計似乎走進了一個誤區，好像電腦畫面效果越精美就越能吸引人，越能體現其設計水平。很多學生在做平面設計類作業時忽略原創想法，只想借助高科技手段將美輪美奐的精美圖片進行簡單拼湊，以求得在設計視覺上的沖擊，以此掩蓋設計理念想法上的空洞，卻不知這種片面追求畫面效果不但是舍本逐末，而且近于無的放矢。將應該關注的內容放在了一邊，以高科技為借口將設計想法掩埋在美麗的視覺效果下。學生正確方式應該將原本要學習內容理解消化，然后借助計算機輔助設計表達出自己的想法。因為一切技巧必須從內容出發，目的是為了傳達設計所要表達的信息，技巧不過是一種比較先進的手段，是用來輔助制作最終效果的。
計算機輔助設計進入到設計教育領域，減少了一些由于小的誤差而出現了多種設計方案的可能性。做過設計的人都知道，手繪草圖雖然費時而且不太精準，但是正是由于這些原因也會為原本已經僵化的設計思路打開一條很偶然的通道。手繪的人為因素比較多，多種畫筆的應用，會帶來多種肌理效果，突然畫歪的一個線條有可能就可以演變成另一個設計方案。在教育教學中，對于正在學習設計的學生來講，這無疑可以為他們的設計思路多一種可能性而埋下伏筆。從而緩解腸思枯竭的學生們“憋不出”設計方案的狀態。計算機輔助設計的出現加快了設計想法“成型”的速度，過程相對簡單，這也不利于教學中學生對教學內容的理解。而手繪作業在繪制過程中可以控制其消化理解的節奏，在學生將設計想法付諸實現的過程中把課上所學的概念內容逐步消化理解。
在教育的大的指導方向上有很多高校似乎也進入到了一個誤區。有很多設計課程被簡單的加入到計算機專業中去，或是將藝術專業與計算機專業合并共同培養人才。這些都是高科技出現的弊端。社會對新型人才的需求，使高校中新的學科和課程急劇增設。例如：電腦廣告設計、動漫設計、網頁制做、數碼影像設計等數碼藝術課，但在增加的同時也要符合教育的內在規律。藝術教育教學由此走到了了一個模棱兩可的地步，是培養計算機人才還是培養藝術人才？然而計算機的軟件制作與藝術設計并不矛盾，只是要在藝術的前提下，利用先進手段提高設計的表現力。
3 總結
計算機輔助設計的出現推動了現代設計的教育教學，使學生在設計學習中進入到了一個非常先進的領域。計算機輔助設計的出現提高了學生的設計思維，拓寬了學生的設計思路，但同時也在很大程度上制約了藝術設計教育教學。所以，高科技的介入要在某個前提下有度的實施。但無論如何，計算機輔助設計最終會進入藝術設計教育領域，這無疑是歷史的進步、藝術的拓展和教育革命的成果。我們在教育教學中更應不斷地更新觀念，接受新的高科技手段來服務于教育教學。
參考文獻：
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【關鍵詞】計算機 圖像處理 相關技術
計算機圖像處理技術是指利用計算機對圖像進行相關處理。計算機應用于圖像處理，能夠對復雜圖像進行處理，縮短圖像處理時間，有效提升圖像處理工作效率和準確性，被廣泛應用于目前的各個領域中。
1 常見計算機圖像處理技術
近年來，隨著計算機技術的不斷發展，推動了計算機圖像處理技術的長足發展，計算機圖像處理技術廣泛應用各個領域中，并發揮著不可替代的作用。目前，常見計算機圖像處理技術的應用體現在以下方面。
（1）計算機輔助設計與制造技術。計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）是計算機圖形學目前廣泛應用的重要工具，同時該技術也是在計算機技術和制造工程技術滲透和結合的基礎上發展而來的綜合性應用技術，學科交叉、知識密集以及應用范圍廣泛是計算機輔助設計與制造技術的重要特點。目前，計算機輔助設計與制造技術廣泛應用于建筑設計、機械產品設計、飛機外形設計、汽車外形設計以及船舶外形設計等領域。
CAD是一種廣泛應用于國內工程建筑圖紙設計中的三維軟件，以二維為模型為基礎，將二維信息所對應的三維形體重新構造在三維空間中，以實現形體點、線、面及其拓撲關系的恢復，達到重現形體的目的，能夠有效增強建筑圖紙設計的立體感，以便更好地指導建筑工程的施工。計算機輔助設計和與制造技術的快速發展，推動了UG等技術的不斷發展，通過UG 技術能夠有效將難以用數據表的曲面通過軟件進行設計，在設備中設置好運行參數后再通過計算機進行處理，便能設計出人們所需要的圖形圖像。
（2）遙感圖像處理技術。目前，計算機的圖像處理技術廣泛應用于我國航空和衛星遙感方面，同時也是遙感技術的自動化處理及應用程度的重要體現，能夠為專業的快速成圖與信息提取自動化系統的形成提供重要技術保障。計算機圖像處理技術在衛星與航空遙感領域的應用，能夠有效從采集到的圖像中有效提取最重要信息，對于推動遙感技術的發展具有重要意義。同時，計算機圖像處理技術還能夠將遙感技術獲得不同波段圖像高質量地傳輸給氣象部門、軍事部門等，為這些部門提供重要圖像信息，使得這些部門的功能得到了不斷的擴展和完善。
（3）計算機藝術和動畫設計。隨著計算機技術的快速發展，推動了計算機圖形學及其硬件設備的快速發展，催生了計算機藝術和動畫設計技術。計算機圖像處理技術在藝術創造和動畫設計方面的應用涉及到的軟件相對較多，既有Corel-Draw、photoshop以及paintshop等二維平面應用程序，同時又有3D MAX、Maya 等三維動畫建模和渲染軟件，廣泛應用在目前各大領域且占有主要位置。如photoshop 能夠實現在廣告、小型平面設計實例以及特效字中運用一些圖像，同時具有美化圖像的功能，能滿足現代人們不同的審美需求。
（4）國家地形地貌和自然資源圖勘察。目前，隨著我國經濟的快速發展，國土基礎信息在我國國民經濟體系中占有的位置越來越重要。計算機圖像處理技術在國家地形地貌和自然資源勘察中的應用，能夠有效利用存儲的國土基礎信息繪制平面圖、生成三維地形地貌圖，以便為國土的整體預測提供有效的方法與數據，科學規范和管理國土。同時，科學的地貌地形信息，也為軍事方面提供了重要信息保障。目前，許多國家都在利用陸地衛星所獲取的圖像開展森林調查、海洋泥沙和漁業調查、水資源調查等資源調查，以便實現自然資源的最優化利用。我國也利用陸地衛星所獲取的圖像開展了石油勘查、礦產量探測以及大型工程地理位置勘探分析等一系列的資源勘察，并取得了良好的效果。計算機圖像處理技術在自然資源勘查方面的利用能夠為綜合治理和資源利用開發研究提供科學依據，對于合理開發和利用資源具有重要意義。
2 計算機圖像處理技術的發展趨勢
目前，計算機技術和計算機硬件的不斷發展，推動了計算機圖像處理技術的不斷發展，使得計算機處理技術日臻成熟。社會的快速發展對計算機圖像處理技術的要求不斷提高，對于推動計算機圖像處理技術的發展具有重要意義。
計算機圖像處理技術為了更好地適應社會發展的需要，計算機圖像處理技術專業人員勢必會加大對新型技術的探索和創新，擴大計算機圖像處理技術的應用范圍，使人們在圖像處理時更加方便、快捷以及高效。
隨著眾多計算機圖像處理軟件的應用，計算機圖像處理技術的優越性和可靠性日益突出，能夠有效實現對綜合信息進行多階段、多目標以及多途徑的處理及操作，從而滿足不同圖像處理的需求。隨著圖像處理技術的不斷發展，圖像處理在清晰度、真實度以及其他圖像因素的技術手法方面日益成熟，同時在圖像的分辨率、傳輸率以及多維成像等方面的性能也將不斷提升，計算機圖像處理技術在工業工程制圖也會趨于標準化和精簡化方向發展。
結語
隨著計算機圖像處理技術的不斷發展，計算機圖像處理技術作為一門新興技術廣泛應用于目前各個領域中，為人們帶來了獨特、新穎的圖像視覺效果，為人們的學習、工作以及生活帶來了極大的便利。計算機圖像處理技術技術的廣泛應用，使得計算機圖像處理技術未來的發展與我國的經濟、社會建設更加緊密。
參考文獻
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[3]李創，黃迎春.計算機圖像處理的相關技術研究[J].數字化用戶，2013，（21）：203-203，204.
關鍵詞 計算機輔助輔助設備；機械設備；應用
中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）111-0212-02
隨著計算機技術的不斷發展，繪圖軟件在機械設計中的應用為繪圖提供了便利條件，使設計更加合理準確，對在設計中出現的錯誤可以及時進行修改，這樣保證了機械設計質量、降低了生產成本，在機械加工中利用計算機對設計的產品進行模擬，增加了產品的合理性。
1 計算機輔助設計的發展和重要性
機械設計是機械工程的重要組成部分，是進行機械生產的前提。同時也是決定機械性能的重要因素，機械性能的好壞取決于設計質量。從狹義上來講機械設計是指在技術設計過程中，從廣義的上來講機械設計要根據設計者的要求和現有的條件。對機械的工作原理和機械的結構材料的強度，機械零件的形狀和大小能量的傳遞方式進行分析。并形成具體的描述作為機械制造的工作依據。這是一個有創造性的工作，也是建立在成功經驗的基礎上的，只有將兩者結合起來，才能設計高質量的機器。
機械設計的步驟都需要計算機的幫助，圖形的編輯和數據的計算都需要借助計算機軟件的提供支持。除了這些具體的工作可以利用計算機完成后，還可以根據圖紙沒在計算機上模擬一個模型，對產品的性能和受力情況進行分析，根據出現的狀況進行相關的修改不斷完善產品的質量，計算機應用技術越來越廣泛的應用到機械設計加工中。
2三維造型、工程分析和報表中的應用
在采用實體造型設計時，通過計算機對試題造型進行相關的處理會給設計工作帶來很大的便利，通過軟件處理技術，可以將事物的造型更加合理的展現在我們面前。機械設計采用計算機進行數據分析，會使數據分析工作更簡單。提高工作人員的工作效率。在機械設計過程中，對一些特殊的數據和報表要進行相關的說明。這些工作可以通過計算機輔助來完成。
3計算機輔助在設計中的應用有利于觀察零件的裝配
在機械設計中，我們可以采用不同的裝配關系呈現出不同的設計效果，利用計算機輔助功能對不同的裝配關系進行演示，對不符合裝配要求的，計算機中的查找器就會有顯示，這樣就會方便設計人員進行修改，另外可以通過計算機對零件的運作進行演示。方便了工作人員對不合理因素進行修改，通過計算機進行演示可以減少產品的使用費用。計算機輔助的應用可以有效的提高產品的質量，從而使設計質量得到有效的提高。
4 逆向工程中CAD的應用
逆向工程是一種吸收先進設計的手段，技術研發是很重要的，但是研發成本是很昂貴的，在研發的過程中受到現有條件的影響，一些技術需要很長的時間才能發展成熟。這對發達國家而言是無法想象的。因而在設計過程中要充分運用科技成果，在融合新技術的基礎上要不斷創新。在二次世界大戰后一些發達國家不斷提高計算機軟件技術，為機械生產提供技術保障。
逆向工程只有在實物的條件下，了解產品的基礎上逆向構造零部件的模型，達到產品創新的目的。在以前的“逆向工程”的應用中主要集中在實物方面，在原有產品的基礎上，對實物模型進行創新設計體現出產品的性能，可以通過坐標的測量的方法，CAD制圖軟件把實物轉化成虛擬模型。利用計算機輔助功能對產品進行加工處理，可以運用多種技術實現逆向轉換設計。可以利用數據繪制網格，并對點進行模擬，得到連續的曲面再對曲面進行修復進而獲得實物模型。利用SCAN-TOOLS技術在生成曲面進行裁剪、延伸等工作，把曲面轉換成實體，利用相關軟件實現參數化設計，完成模型的重建。
5 汽車覆蓋件模具設計中CAD應用
汽車覆蓋件模具的設計不僅影響到汽車的車型，也影響個性化設置。在汽車模具的設計過程中，在對實物的設計過程中經常會出現設計與工藝人員在施工過程中工作中相違背的情況。設計者不能很好的進行生產和加工環節，還會出現了返工的情況這會額外的增加設計成本，延誤了生產時間，會導致企業失去市場競爭力。為了避免這種情況，要在設計的過程中排除這些情況。汽車模具的設計過程包括：根據市場需求對模具進行設計，對模具的結構、熱度等問題進行分析并制作圖紙。要根據圖紙進行模具結構設計，將實物進行改造，在設計中遇到的問題要及時進行修改。CAD造型設計是實物造型的關鍵，出現的問題將會影響到汽車的生產，所以在要做好CAD設計，如對汽車的車門進行設計的過程中。要首先對汽車的零部件進行設計并建立相關幾何模型，運用特定的測量進行分析，并進行數據采集對相關數據進行處理。最后通過相關的技術手段進行模型重建，通過對模具的加工或數控控制，能迅速完成汽車車門設計和加工。
繪圖是機械設計中一個重要的方面，在傳統的方法中都是由設計師手繪進行的，這就會浪費大量的時間，使設計人員的工作效率降低，通過計算機輔助機械設計可以利用繪圖軟件進行操作，如CAD等，通過繪圖軟件的使用，可以提高工作人員工作效率。
6結論
計算機輔助設計可以有效的提高機械設計的精度，可以處理大量設計數據。制圖軟件對圖形繪制有重要的作用。計算機輔助機械設計的技術源于發達國家，中國自主研發的技術相對比較少，一些源于外國的技術中國還沒有完全消化，所以導致了中國一些先進技術和外國還有一定的差距，在機械制造中還沒有成熟的設計方法，所以我國在發展經濟的同時也要加強計算機應用技術，為機械設計工作提供技術支持，從而提高我國的科技水平。
參考文獻
[1]戴淑芝.柔性機械制造技術及關鍵技術應用[J].科技創新導報，2010(18).
關鍵詞：計算機輔助設計與制造；三位一體；教學模式；課程體系
課程建設是當下專業建設的重中之重。課程的分化與整合，是專業內涵發展的需要。課程內容體系與模式的研究，是課程解構與重構的基礎。經過分化與整合的課程，不是對已有課程的簡單否定，而是對傳統課程的一種繼承和發展。
一、教學模式的研究與實踐
（一）以科學的理論指導課程改革的研究與實踐。
高職課程改革必須重視兩個態勢:一是技術發展對社會職業崗位內涵及外延正產生著愈來愈大的影響，技術的更新不斷促使低技術崗位消亡和高新技術崗位產生。二是經濟全球化背景下，產業結構和行業結構變化在使得原有職業崗位轉型、消失的同時，也催生了大批新崗位、新職業。為了適應這種態勢，高職教育專業設置要以市場需求為導向，課程體系構建要以崗位(群)為依據，課程改革要以能力為本位，專業教學改革、課程內容改革必須體現適應性、實踐性、開放性及職業性原則，鑒于此，世界各國紛紛改革其職業教育課程的目標，由原來的崗位技能培訓轉向注重綜合職業能力培養，澳大利亞的關鍵能力培訓、英國的核心能力培訓、德國的基礎職業能力培訓等就是這種改革思想的體現，打破狹隘的職業訓練的壁壘，向學生傳授具有通用性的、可遷移的、工具性的技能，而不是傳授傳統意義上的、高度專門化的、狹義的技能。另一方面，為培養這種綜合職業能力，在進行職業教育課程改革時，必須考慮到課程目標的整合性，把掌握知識和技能、發展能力、培養良好的職業道德和個性心理品質等各類目標有機地結合起來，著眼于提高勞動者的綜合職業素質。而要實現以上的目標，必須走校企合作教育之路，形成產學結合課程。
（二）充分調查研究，構建專業核心課程基本框架。
1. 構建專業核心課程基本框架。
通過調查和分析，我們發現家電企業對本專業學生需求最大，學生就業崗位與專業核心課程結合最緊密。佛山是全國最大的家電生產基地，家電產業是佛山傳統支柱產業，是廣東省、佛山市未來若干年國民經濟和社會重點發展產業，因此，選擇典型家電企業作為依托，建設校企合作教育平臺，進行深入的課程改革，不僅具有廣泛的市場基礎，而且具有普遍意義。
2. 構建三位一體校企合作教育平臺，營造合作教育環境。
計算機輔助設計與制造專業結合地區經濟發展的特點，擬以周邊多家企業為依托，有步驟、分階段推進與企業產學、研、培的全面合作，形成專業產業群，逐步搭建了以產學、研、培為特征的校企合作平臺。
3. 基于合作教育平臺的專業核心課程改革。
基于工作過程為導向的高職課程體系構建理論，高職課程分為基礎學習領域課程、校企共建學習領域課程、學生自主型學習領域課程等三類課程，后兩者如何構建，目前還在探索階段，以“實訓基地”“培訓基地”“研發基地”三位一體的校企合作為平臺的專業核心課程改革新模式，有利于構建學習領域課程，以一類典型產品的生產過程和職業崗位的工作過程為線索組織課程內容，進行知識和技能的訓練，通過以點帶面，分析職群的共同基礎理論和基本技能以及各職業的入門技術，加以系統組合，優化校企共建學習領域課程的同時，推動自主學習領域課程構建。
二、基于“三位一體”校企合作的課程體系的構建
（一）開發基于工作過程的課程體系及教學內容。
依據就業崗位群任職要求,參照相關行業的職業資格標準,我們構建了基于校企合作教育平臺的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）專業課程體系，做了如下工作。
第一，圍繞佛山市世界級產業-白色家電產品的生產過程和崗位群工作過程，以小家電企業典型產品為對象，分析提煉計算機輔助設計與制造專業的核心課程設置、內容和環境訓練要求。
第二，全面修定專業人才培養方案，將校企共建學習領域課程作為目標，改革課程設置。 “機械設計基礎”增加了“Matlab應用實訓”，“CAD/CAM技術應用（PRO/E）”課程增加了以小家電產品開發為目標的“CADCAM技術應用（PRO/E）實訓”， “塑料模具設計”增加了以企業贈送的生產模具為對象進行“模具拆裝實訓”以及家電產品為對象進行“塑料模具設計課程設計實訓”，“數控編程加工”增加了以家電產品模具零件為對象的“CADCAM技術應用（UG）實訓”。
第三，以工作過程為導向，改革教學內容。將工業產品造型設計、結構設計、模具設計、數控加工整個生產過程的知識、技能需求作為計算機輔助設計與制造專業核心課程教學內容改革依據，以小家電產品為具體對象，將小家電每個生產工作過程的崗位知識、技能作為教學和實訓內容，“機械設計基礎”將小家電傳動系統設計作為案例進行剖析，并用“Matlab仿真分析實訓”課程進行深入學習，“CADCAM技術應用（PRO/E）”課程引進榨汁機、攪拌機、打蛋機等產品進行產品造型技術訓練，并在“CADCAM技術應用（PRO/E）實訓”課程中，進行產品結構裝配與分析訓練，而模具設計課程針對“CADCAM技術應用（PRO/E）”課程訓練的對象進行模具結構的設計訓練，并輔助以相關的模具實物拆裝實訓，“數控編程加工”則根據模具設計得到的零件進行自動編程和加工訓練，整個核心課程的教學是一個完整產品工作生產流程，課程間知識、技能以產品為主線相互滲透，課程的關聯、綜合度大大增加，學生解決問題的能力會得到加強。
[摘 要]文章從教學任務、教學方式、項目選擇、項目的評價與成績評定等方面,對“CAD/CAE綜合訓練”和“計算機輔助設計C”課程中對UG軟件采用項目教學方法進行實踐探討，并對教學效果進行了比較，并就UG項目教學法提出了幾點體會。
[關鍵詞]項目教學法UGCAD/CAE計算機輔助設計 實踐探索
UG是目前主流三維CAD/CAE/CAM設計軟件，它提供集成、全面的產品工程解決方案，眾多世界一流的制造商用它來進行概念設計、工業設計及詳細的機械設計、工程仿真等。[1]在UG軟件中，CAD模塊為最重要的組成部分，其他功能都是在其建立的模型基礎上得以實現。我校為了適應我省在CAD/CAM/CAE領域的專業技術人才需求和培養具有創新能力的高素質人才[2]，在機械設計制造及其自動化專業和車輛專業開設了“CAD/CAE綜合訓練”和“計算機輔助設計C”課程，并把UG軟件做為上述課程的主要學習軟件。
項目教學法提倡將傳統教學中的以教師為中心轉變為以學生為中心，以教材為中心轉變為以“項目”為中心，以知識講解為中心轉變為以實踐運用為中心，使學生在理解知識、學會操作、提高動手能力和解決實際問題能力的同時，培養團隊精神和合作意識[3]。
本文結合作者的教學實踐，根據UG軟件需要兼顧理論和實踐兩個教學環節的特點，闡述如何在不同教學性質的兩門課程教學中合理運用項目教學法，并對這兩門課的教學效果進行比較。
1 項目教學法在課程教學中的實踐
1.1 教學任務
“CAD/CAE綜合訓練”課程48學時，以分散實踐教學為主，采用在機房中老師邊講解學生邊學習的教學方式，最后通過項目課程設計對學生所學知識進行綜合考核。其目的是進一步提高學生的CAD/CAE技術應用水平，強化學生工程意識，拓寬學生知識面，提高學生動手能力和創新意識，以適應現代設計制造和現代信息科技的發展、滿足具有創新能力的高素質人材培養的需要，增強機自專業的就業競爭力，在我省機電行業中打造廣東工業大學機自專業的品牌形象。
“計算機輔助設計C”課程32學時，其中教室理論教學24學時，機房上機練習8學時。其目的是使學生熟練掌握零件實體建模設計功能、裝配建模技術、工程圖生成功能等模塊的使用，初步形成以UG軟件為設計工具的設計思維，提高學生動手能力和創新意識，增加車輛專業的就業競爭力。
1.2 教學方式
為了避免學生僅僅以項目為最終目標而只注重項目的結果，而忽略了知識的全面學習，基礎知識掌握不牢固的現象。在教學過程中要注重理論與項目實踐相結合，根據課程的性質制定如下教學方法。
“CAD/CAE綜合訓練”的基礎知識以在機房中進行基本功能講解、實例演示和學生練習為主，課堂教學演示的實例和學生的練習選用機電產品中的齒輪、變速箱、手機、相機外殼等常用零部件為主要內容，同時也選擇了一些CAD/CAE學科發展前沿較具代表性的實例。在完成基本建模功能后同步以課程設計形式布置項目任務，以便課堂對項目進行討論和學生有足夠時間完成項目。學生課堂練習的結果作為該門課程的平時成績，占總成績的40%，項目課程設計成績占總成績60%。
“計算機輔助設計C”課程由于大部分時間均在教室中進行，因而以理論教學為主，課堂講授計算機輔助設計的基本理論和原理，結合代表性UG軟件講解基本功能并進行對應實例演示，激發學生加強課后的自主練習。在教學任務完成一半時布置項目任務，并在課堂中對項目設計進行互相討論和對設計進度進行跟進。期末對計算機輔助設計的基本理論和UG軟件的基本功能和實例設計的分析能力進行卷面考核，成績占總成績的50%，項目設計成績占總成績30%，課堂平時成績占20%。
1.3 項目的選擇
項目的任務和內容關鍵在于項目的選擇。項目選擇的恰當與否關系到項目的任務和內容是否配套，也關系到能否達到項目實施的目的。因此，項目的選取要慎重考慮，要多方位斟酌，它是關系到項目教學成敗的關鍵。考慮到兩門課程的性質和上機學時的不一樣，在選擇項目時必須有所區別。
表1 項目的選擇與分配
CAD/CAE綜合訓練 計算機輔助設計C
完成項目方式 每個人獨立完成一個小項目 每組獨立完成一個中型項目
項目之間的關聯性 每組同學的項目同屬一個類型產品，難度大致相當。組與組之間的項目屬于不同產品。 組與組之間的項目同屬一個類型產品，難度大致相當。
完成內容 各零件的建模 各零件的建模
裝配建模 裝配建模
產品渲染 產品渲染
工程圖制作 工程圖制作
某關鍵零件的有限元分析 設計說明書
設計說明書
完成方式 每組選取一小組長，協調該小組的項目平衡及組織小組討論 每小組選取一小組長，協調項目的分工及組織小組討論
“CAD/CAE綜合訓練”由于學時多，且主要在機房中以分散實踐為主，要求每個同學獨立完成一個項目，但這樣需求的項目數量非常大，很難在項目難易程度及往屆之間的重復性進行區別，給項目的選取和評價下了一大難題。為此，在教學實踐過程中，通過對同學進行分組，每組的同學獨立完成接近的項目，考核也以組為單位進行考核的方法。“計算機輔助設計C”由于上機學時少，因而通過分組，每組同學共同完成一個項目的方法進行考核。具體的教學方法與項目選取等如表1所示。
1.4 項目的評價與成績評定
表2 項目評分標準
子項目 評價內容 分值比重
CAD/CAE綜合訓練 計算機輔助設計C
各零件建模 總體建模設計方案是否合理；
零件建模方法是否獨到、簡單；
零件建模方法是否正確。 20% 20%
裝配建模 子裝配建模正確與否；
整體裝配建模正確與否。 25% 30%
產品渲染 產品渲染效果。 10% 10%
工程圖制作 視圖布置是否合理；
尺寸標注和符號標注是否正確；
文本標注是否正確合理；
圖框和標題欄的制作與插入。 20% 25%
某關鍵零件的有限元分析 所選零件是否具有典型性；
網格劃分是否正確；
施力是否正確；
仿真結果是否正確。 15% ——
設計說明書 報告書寫是否規范、簡明、合理；
遇到并解決問題的思路是否清晰。 10% 15%
在項目實施最終完成之后，需要對項目進行評價和成績評定。為了激勵先進和鞭策落后，并結合兩門課程特點，給出如表2的成績評分標準，并由同學互相評分，具體辦法為：
對于“CAD/CAE綜合訓練”，同一小組的同學一起參與項目答辯，答辯順序隨機產生，答辯后同學根據表2的評分依據及同學的實際完成情況，客觀地對項目進行評分，最后對每一同學的分數進行累加，得出每個同學在同組中的排名，老師根據排名先后順序按正態分布進行評分，名次前面的得高分。
對于“計算機輔助設計C”的項目評分策略則為，每一個小組先組內根據各同學之間的貢獻進行排序，貢獻最大的排第一，貢獻最小的排最后，并且每小組派一名代表參與項目的答辯，答辯后各小組組長根據表2的評分標準對各組項目進行評分，最后對每一組的分數進行累加，得出各組的排名，并根據名次給出各組的成績。而組員中最高分為該組的實際分數，其余按名次及正態分布進行給分。
通過上述項目評分辦法，公平公正，能很好的區分出同學之間的差距，且有效的消除了因老師的主觀因素而造成的成績評定不合理現象。項目任務下發時先強調評分辦法，也能充分的激勵學生的學習積極性。
2 教學效果比較
在對機電08級(3)(4)班進行“CAD/CAE綜合訓練”時，全班78人，分成8個小組，分別以電腦椅、電飯煲、電冰箱、熱水器、抽油煙機、風扇等作為每組的項目主題，每個小組長通過互聯網搜索的方式與該小組成員協商選定十個難度相當的產品作為項目內容，最后的CAD設計代表作如圖1所示。
圖1 機電08級(3)(4)班的代表作品
圖2 車輛08級(1)(2)班的代表作品
對車輛工程08級(1)(2)班進行“計算機輔助設計C”授課時，全班82位同學分成8個小組，每個小組通過小組長協調的方式完成一自行車的造型設計，設計代表作如圖2所示。
可見，項目教學法無論對于分散實踐課程還是理論課程，均起到了很好的效果。通過組內評比的方法，既充分調動了同學的學習積極性，又體現出了相對的公平公正性，同時可以避免傳統教學方法帶來的項目抄襲現象。
3 項目實施的體會及總結
第一，應以“實際生活與學習密切相關，而且學生比較有趣”為原則選取項目。這樣才能激發學生學習興趣,他們會非常專心致志,樂此不疲，在自主地完成“任務”時主動學習并掌握軟件的使用。
第二，在項目實施過程中，要鼓勵學生大膽探索、創新,利用不同的方法制作相同零件；要鼓勵學生自己查找各種參考工具書并思考解決辦法；要恰當地引導和培養學生的自學能力，培養學生的創新能力、獨立分析問題和解決問題的能力。
第三，適時地組織學生共同分析個別學生的難題或大家共同的難題，各抒己見，濃厚學習氛圍，提高學生的學習興趣，促進學風建設，培養團隊意識與團隊精神。
第四，要建立公平合理的項目考核體系，達到既能激發學生的參與熱情，又能綜合評價學生對理論知識的掌握程度和解決實際工程問題能力。
參考文獻
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