沈海龍 錢應平
【摘 要】隨著科學技術的不斷發(fā)展,以計算機為支撐的信息技術在現(xiàn)代社會的應用越來越廣泛,并且發(fā)揮了重要的作用。機械產(chǎn)品設計是現(xiàn)代制造企業(yè)中一項重要的內(nèi)容,在機械產(chǎn)品設計過程中運用計算機技術,實現(xiàn)了機械產(chǎn)品設計的數(shù)字化發(fā)展,提高了機械產(chǎn)品設計的科學性,同時可以滿足不同用戶的個性需求,實現(xiàn)了機械產(chǎn)品的多樣化、小批量生產(chǎn)。本文著重針對機械產(chǎn)品數(shù)字化設計以及關鍵技術進行簡單的分析。
【關鍵詞】機械產(chǎn)品;產(chǎn)品設計;數(shù)字化設計;關鍵技術
為了適應現(xiàn)代社會和經(jīng)濟快速發(fā)展的新趨勢,機械產(chǎn)品的設計也逐漸完成了數(shù)字化設計的轉(zhuǎn)型,越來越多先進的計算機技術運用到機械產(chǎn)品設計中,促進了我國機械設計與制造技術的發(fā)展與完善。數(shù)字化設計是實現(xiàn)網(wǎng)絡虛擬化設計的基礎和前提,使得傳統(tǒng)的制造與加工轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化的設計與生產(chǎn),從而實現(xiàn)機械制造企業(yè)資源的優(yōu)化配置,有利于增強企業(yè)的綜合競爭力。
一、機械產(chǎn)品數(shù)字化設計的涵義
機械產(chǎn)品數(shù)字化設計主要是運用計算機輔助設計、CAD數(shù)字化仿真技術,對產(chǎn)品開發(fā)的全過程給予足夠的技術支持,從而促進機械產(chǎn)品設計信息的更新以及設計技術的完善。數(shù)字化設計涵蓋了機械產(chǎn)品模塊建立、設計優(yōu)化以及數(shù)據(jù)管理的全過程,運用CAD、CAM等集成技術實現(xiàn)對機械產(chǎn)品設計與加工的數(shù)字化描述,再運用數(shù)字化技術對產(chǎn)品的加工過程進行控制,從而促進機械數(shù)字化制造技術的快速發(fā)展。
二、機械產(chǎn)品數(shù)字化關鍵技術
(一)二維CAD技術
CAD技術是伴隨著計算機的發(fā)展進入到設計領域中,人們運用CAD技術代替了傳統(tǒng)的手工繪圖,具有更高的準確度和清晰度。但是,二維CAD技術僅僅是改變了產(chǎn)品設計的繪圖方式,并沒有完全融入到機械產(chǎn)品設計中,隨著軟件系統(tǒng)的功能不斷完善,才逐漸發(fā)展成為完整的計算機輔助系統(tǒng)。
(二)三維CAD技術與曲面造型技術
三維CAD技術可以形成完整的框式系統(tǒng),可以滿足表達產(chǎn)品設計基本信息的需求,隨著計算機技術的不斷發(fā)展,產(chǎn)生了以表面模型為特點的計算機建模方式,進而形成了具有造型曲面系統(tǒng)的三維CAD技術,實現(xiàn)了產(chǎn)品信息的完整表述,這不僅是CAD技術的一次重要變革,也使得機械產(chǎn)品設計的曲面表達方式獲得更大的平臺。
(三)實體造型技術
表面模型技術可以對產(chǎn)品的表面信息進行完整描述,但是卻無法表達出產(chǎn)品質(zhì)量、重心等其他要素特征,這對于機械產(chǎn)品設計帶來了很大困擾。在CAD技術不斷完善的背景下,產(chǎn)生了實體造型技術,可以為CAD設計的產(chǎn)品信息表達提供更完整的屬性,有利于提高機械產(chǎn)品設計的科學性和準確性。同時,實體造型技術在諸多機械零件設計和加工中也被廣泛應用,推動了機械制造領域的快速發(fā)展。
(四)參數(shù)化技術
參數(shù)化造型技術是上世紀80年代中期進入到機械設計領域中,其具有數(shù)據(jù)先關、尺寸約束和驅(qū)動修改等特征,將其引入到CAD設計系統(tǒng)中,可以實現(xiàn)對零件的尺寸驅(qū)動修改,而且使用的范圍較為廣泛,在大部分通用零件的設計中都可以應用。
(五)變量化技術
變量化技術是建立在參數(shù)化造型技術的基礎上,對其進行的局部修補而形成的負荷建模技術,可以將不同的曲面模型和實體模型進行疊加,完成尺寸、數(shù)據(jù)的約束,可以滿足復雜機械產(chǎn)品和零部件的設計需求。
三、機械產(chǎn)品數(shù)字化設計技術發(fā)展趨勢
隨著計算機技術的不斷發(fā)展,機械產(chǎn)品的數(shù)字化設計也向著更加精密化、虛擬化和智能化的方向發(fā)展,同時在機械數(shù)字化設計的信息管理體系方面也在不斷的更新,從而為機械產(chǎn)品數(shù)字化設計技術的發(fā)展奠定堅實的基礎。當前機械產(chǎn)品數(shù)字化設計的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(一)單項技術的發(fā)展正在不斷完善,以曲面建模技術、曲面與實體集成技術等單項技術為核心的CAD/CAM等數(shù)字化技術正處在不斷發(fā)展和更新的過程中,與機械產(chǎn)品設計需求的契合度也越來越高,這將有利于提高機械產(chǎn)品數(shù)字化設計的效率,提高機械產(chǎn)品制造企業(yè)的加工效率。
(二)以PSM和CAD/CAPP技術為支撐的集成技術,將成為未來機械產(chǎn)品數(shù)字化設計的主導技術,其應用范圍主要集中在接口、封裝等技術方面。
(三)機械產(chǎn)品數(shù)字化設計與虛擬技術的結(jié)合,可以形成一個虛擬的制造環(huán)境和虛擬產(chǎn)品,有利于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高產(chǎn)品設計的成功率。
(四)機械產(chǎn)品數(shù)字化設計與網(wǎng)路技術的協(xié)同應用,可以極大的拓寬數(shù)字化設計的應用領域,提高數(shù)字化設計的應用效率。通過互聯(lián)網(wǎng)技術的融入,國內(nèi)的機械產(chǎn)品制造企業(yè)與國際機械產(chǎn)業(yè)的交流將日益頻繁,進而實現(xiàn)異地設計、異地生產(chǎn),有利于機械制造企業(yè)節(jié)約成本,增強國際競爭力。
四、結(jié)束語
綜上所述,機械產(chǎn)品的數(shù)字化設計應成為了機械加工領域發(fā)展的必然趨勢,越來越多的數(shù)字化技術被應用到機械產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)活動中,實現(xiàn)了機械產(chǎn)品設計的科學化和人性化,有利于增強企業(yè)的綜合競爭力,進而促進我國機械制造業(yè)健康、持續(xù)的發(fā)展。
參考文獻:
[1] 曲哲,王玨,徐洋,徐翔.農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品數(shù)字化設計技術研究[J].成功(教育),2012(16).
[2] 李文澤,單玉梅.機械產(chǎn)品的數(shù)字化設計特點與技術進步[J].民營科技,2013(06).
[3] 方子帆,舒文輝,陳少平,何孔德,黃朝學.機械產(chǎn)品數(shù)字化設計信息管理平臺的開發(fā)[J].三峽大學學報(自然科學版),2011(06).