導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助制造；口腔修復(fù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，口腔修復(fù)技術(shù)發(fā)生了由手工制作到數(shù)字化加工的革命性轉(zhuǎn)變。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（ComputerAidedManu-facture，CAM）技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱CAD/CAM技術(shù)）源于70年代末，法國(guó)蘇黎世大學(xué)牙科醫(yī)生Prof.W.Mormann和口腔醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)專家M.Brandestini研發(fā)了用于口腔的CAD/CAM，開創(chuàng)性地將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)引入口腔修復(fù)的設(shè)計(jì)與制作中[1～4]。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)是將光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)微信息處理技術(shù)及數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)集于一體的口腔修復(fù)技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用大大縮短了治療周期，提高了修復(fù)體的精密度，減少了患者就診時(shí)間和次數(shù)，提高了修復(fù)體的制作效率[4～6]。本文就幾種常用CAD/CAM系統(tǒng)的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集、輸出方式、設(shè)計(jì)制作及臨床應(yīng)用與數(shù)字化牙科的未來(lái)展望等方面進(jìn)行綜述。

1幾種常用CAD/CAM系統(tǒng)的特點(diǎn)介紹

1.1Cerec系統(tǒng)

德國(guó)Sirona公司開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)字化印模技術(shù)可追溯到1987年第一臺(tái)基于激光三角測(cè)量原理而推出的Cerec1系統(tǒng)，到2010年推出的基于短波藍(lán)光原理的第四代CerecAC系統(tǒng)，2012年8月推出的基于連續(xù)立體攝影技術(shù)的CerecOmnicam口內(nèi)掃描系統(tǒng)以及最新的技工室inEosX5五軸系統(tǒng)，其帶有模型定位功能和開放式接口，特點(diǎn)是掃描速度快、操作范圍大，具備自動(dòng)圖像捕獲功能[7]。

1.2Lava系統(tǒng)

由美國(guó)3MESPE公司研發(fā)，分為椅旁和技工室系統(tǒng)兩部分。LavaTM椅旁口內(nèi)印模掃描儀是近年來(lái)由3MESPE公司研發(fā)的口內(nèi)印模掃描系統(tǒng)[7]。該系統(tǒng)以激活波前采樣（activewav-efrontsampling，AWS）為原理，在牙齒上方挪動(dòng)攝像探頭獲得牙齒的形狀，通過改變軸向位置，計(jì)算攝像探頭與牙齒的距離，利用單鏡頭圖像得到三維信息。技工室系統(tǒng)掃描儀由帶有白光的光柵投影采集模型上的數(shù)據(jù)，然后通過DentalWingsLavaDe-sign5.0軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，最后運(yùn)用自帶的LavaCNC500切削機(jī)設(shè)備進(jìn)行加工[8]。

1.3Everest系統(tǒng)

該系統(tǒng)是德國(guó)Kavo公司專門針對(duì)技工室設(shè)計(jì)的CAD/CAM系統(tǒng)，掃描儀采用多角度光柵投影技術(shù)，可以對(duì)石膏和蠟型進(jìn)行掃描，掃描特點(diǎn)是光柵從15個(gè)角度進(jìn)行投射，然后用CCD傳感相機(jī)記錄并形成三維數(shù)據(jù)。軟件設(shè)計(jì)時(shí)可識(shí)別倒凹，配備了多種工具，如全冠三維層次等，具備多種功能，如模擬咬合功能等。Everest系統(tǒng)的CAM設(shè)備由五軸聯(lián)動(dòng)裝置構(gòu)成，具有運(yùn)作距離長(zhǎng)和操作角度大的特點(diǎn)。

1.4Wieland系統(tǒng)

該系統(tǒng)的掃描儀軟件系統(tǒng)源于DentalWings。其切削設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)最常用的是ZenotecMini和ZenotecSelect兩套設(shè)備。ZenotecSelect分為儲(chǔ)料倉(cāng)和工作倉(cāng)兩部分，五軸聯(lián)動(dòng)，不需換盤，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作，切削精度可達(dá)5μm。

1.5Procera系統(tǒng)

由瑞典的Andersson教授發(fā)明[9]。該掃描儀采用錐光偏振全息技術(shù)，可采集高精度的數(shù)據(jù)，而軟件中自動(dòng)化的倒凹封堵工具和實(shí)時(shí)提醒功能能確保設(shè)計(jì)加工的修復(fù)體達(dá)到最佳精密度與準(zhǔn)確度。Procera系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程終端的集約化加工方式，其加工單冠和貼面的特點(diǎn)是先復(fù)制耐火代型，然后采用超高壓方式將氧化鋁或氧化鋯材料均勻壓覆在代型表面，最后進(jìn)行CAM切削加工。

2CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

2.1接觸式掃描系統(tǒng)

即掃描探頭與模型直接接觸的掃描方式，優(yōu)點(diǎn)是具有較高的掃描精度，缺點(diǎn)是掃描效率較低、測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)、成本較高[10]。目前這種系統(tǒng)已淡出市場(chǎng)，其代表系統(tǒng)是Procera的Piccolo和Forte。

2.2非接觸式（光學(xué)）掃描系統(tǒng)

包括三維激光掃描、光柵投影測(cè)量法、莫爾條紋法、云紋向移法、數(shù)字散斑相關(guān)測(cè)量法、立體攝影測(cè)量等[11，12]。光學(xué)掃描的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的掃描效率和精度，缺點(diǎn)是存在掃描盲區(qū)。目前CAD/CAM/RP掃描系統(tǒng)的主流仍然是非接觸式（光學(xué)）掃描系統(tǒng)。

3CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出方式

3.1封閉式系統(tǒng)

指CAD輸出的數(shù)據(jù)必須使用廠商提供的專用CAM數(shù)控加工設(shè)備和相應(yīng)材料。目前市場(chǎng)上主流的封閉式系統(tǒng)有Cerec3、Procera、Cercon、Wol-ceram-epc、GN1、Lava、DCS、Dux等[13]。

3.2開放式系統(tǒng)

指系統(tǒng)只提供CAD程序和輸出STL通用格式的數(shù)據(jù)包，用戶可自行選擇所需的CAM設(shè)備和加工材料。目前市場(chǎng)上最常見的是3Shape系統(tǒng)，此外還有Digident、Etkon、Prefactory、Xawex、Dntalwings以及西諾德新開發(fā)的inEosX5系統(tǒng)等。

4CAD/CAM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制作

4.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

即在視頻模型上完成修復(fù)體的計(jì)算機(jī)蠟型。CAD研究較成熟的冠的設(shè)計(jì)，包括外表面、內(nèi)表面及內(nèi)外表面結(jié)合部分的設(shè)計(jì)。大多數(shù)系統(tǒng)帶有標(biāo)準(zhǔn)牙數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行外表面的設(shè)計(jì)。4.1.1生物再造根據(jù)剩余牙體組織的外形、鄰牙外形和設(shè)計(jì)軟件數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)獲得修復(fù)體的外形。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，能獲得較好的修復(fù)體外形，但受基牙剩余牙體組織的形態(tài)輪廓、鄰牙形態(tài)和位置的影響，形態(tài)個(gè)性化程度較低，多用于后牙修復(fù)體形態(tài)的設(shè)計(jì)。4.1.2鏡像復(fù)制將同一牙弓對(duì)側(cè)同名牙的形態(tài)鏡像復(fù)制來(lái)獲取修復(fù)體的形態(tài)。相對(duì)于生物再造來(lái)說(shuō)，其具有更好的個(gè)性化特征，但需要對(duì)側(cè)同名牙形態(tài)完整、排列基本對(duì)稱，可用于前、后牙修復(fù)體的形態(tài)輔助設(shè)計(jì)。4.1.3復(fù)制模式通過復(fù)制牙體預(yù)備前的形態(tài)或診斷蠟型來(lái)獲得修復(fù)體的形態(tài)，其形態(tài)的個(gè)性化程度高，設(shè)計(jì)靈活，但是需要基牙牙體預(yù)備前形態(tài)完好或者事先制作診斷蠟型，可用于前、后牙修復(fù)體的形態(tài)輔助設(shè)計(jì)。

4.2計(jì)算機(jī)輔助制造

將計(jì)算機(jī)蠟型轉(zhuǎn)換成修復(fù)體，替代包埋鑄造或裝盒充填熱處理等工序。目前的CAD/CAM系統(tǒng)大多采用3.5～5.0自由度的精密數(shù)控機(jī)床，可銑削陶瓷或合金，加工嵌體、瓷貼面、全冠、固定橋等修復(fù)體。

5CAD/CAM全瓷修復(fù)技術(shù)的臨床應(yīng)用

5.1應(yīng)用步驟

（1）數(shù)據(jù)采集（直接數(shù)字化印?；蜷g接印模，模型掃描）；（2）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維軟件設(shè)計(jì)；（3）輸出設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行CAM加工。

5.2CAD/CAM全瓷修復(fù)適應(yīng)證

可針對(duì)牙體缺損、牙列缺損、牙列缺失、前牙美觀修復(fù)的患者。

5.3可制作的修復(fù)體種類

嵌體、高嵌體、部分冠、3/4冠、全冠、后牙、前牙、貼面、帶有解剖形態(tài)的多單位聚合樹脂橋體、二氧化鋯瓷橋、蠟型等。

5.4CAD/CAM不同材料的適應(yīng)證

（1）陶瓷類的適合做嵌體、高嵌體、貼面、全冠、部分冠、樁冠聯(lián)合修復(fù)。（2）樹脂類的適合做暫時(shí)多單位樹脂橋體、樹脂蠟型。（3）氧化鋯、氧化鋁類的適合做氧化鋯全冠、內(nèi)冠、精密附著體、種植個(gè)性化基臺(tái)。

6數(shù)字化牙科的展望

篇2

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)輔助技術(shù);　機(jī)械設(shè)計(jì)制造;　影響　;效率;　質(zhì)量

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）指的是借助計(jì)算機(jī)以及圖形設(shè)備輔助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)工作的技術(shù)，并過多年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，并且在機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中的應(yīng)用有顯著的優(yōu)勢(shì)[1]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)日益成熟并且應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及機(jī)械設(shè)計(jì)制造之間的結(jié)合也成為一個(gè)熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造的概述

機(jī)械設(shè)計(jì)制造包括機(jī)械設(shè)計(jì)以及機(jī)械制造兩個(gè)環(huán)節(jié)。機(jī)械制造指的是生產(chǎn)制造機(jī)械設(shè)備，例如機(jī)床、測(cè)量?jī)x表以及測(cè)量?jī)x器等。機(jī)械設(shè)計(jì)指的是在使用機(jī)械設(shè)備的條件下，對(duì)機(jī)械設(shè)備工作的原理、構(gòu)造部件以及設(shè)備結(jié)構(gòu)加以分析與優(yōu)化，最后將含有技術(shù)的文件加以描述，反應(yīng)機(jī)械制造的整體過程[2]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)也取得長(zhǎng)足的發(fā)展進(jìn)步。根據(jù)當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造的具體情況，正面臨著自動(dòng)化數(shù)控的發(fā)展趨勢(shì)，其中最可以體現(xiàn)出機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)的就是虛擬化發(fā)展。所謂虛擬化指的是通過使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)模擬機(jī)械設(shè)計(jì)制造整個(gè)過程，從而改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率[3]。

2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1有利于提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的工作效率

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，能夠?qū)?fù)雜幾何圖形轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單圖形，并且還能夠?qū)?shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)算的簡(jiǎn)單化，從而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)人員的工作，進(jìn)而提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的工作效率。通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械重組功能，實(shí)現(xiàn)新零件開發(fā)[4]。除此之外，通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有利于修改機(jī)械設(shè)計(jì)。這是因?yàn)橥ㄟ^應(yīng)用該技術(shù)，一方面能夠在舊環(huán)境下實(shí)現(xiàn)新的設(shè)計(jì)，另一方面還能夠根據(jù)已有零件位置實(shí)現(xiàn)新零件設(shè)計(jì)，顯著改善機(jī)械設(shè)計(jì)便利性，也能夠?yàn)樾薷腻e(cuò)誤零件提供便利。

2.2有利于提高機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量

機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，能夠顯著改善機(jī)械設(shè)計(jì)制造便利性，還能夠及時(shí)完善錯(cuò)誤零件，從而顯著改進(jìn)機(jī)械零件的品質(zhì)質(zhì)量，保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)品質(zhì)量[5]。除此之外，隨著我國(guó)技術(shù)水平的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)制造也持續(xù)發(fā)展。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)水平的改進(jìn)。因?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造水平好壞會(huì)直接影響到機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量，所以通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)有利于確保機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量安全。

3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

3.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

第一，圖形符號(hào)的設(shè)計(jì)使用。機(jī)械設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，通常情況下會(huì)大量使用各種圖形以及符號(hào)，這是導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)日益復(fù)雜的一個(gè)重要原因。如果使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，能夠讓機(jī)械設(shè)計(jì)人員將需要使用的各種圖形以及符號(hào)編排到一起，然后著手開始設(shè)計(jì)工作。這樣一來(lái)就可以顯著減少設(shè)計(jì)所需要的時(shí)間，同時(shí)也有利于機(jī)械設(shè)計(jì)人員順利完成設(shè)計(jì)。除此之外，通過在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的過程當(dāng)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，還可以避免機(jī)械設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)零件不夠統(tǒng)一的問題。第二，繪圖。繪圖對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造來(lái)說(shuō)有重要的價(jià)值。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，一方面顯著縮短繪圖的時(shí)間，從而改進(jìn)工作效率，另一方面也能夠改進(jìn)繪圖質(zhì)量。第三，三維造型。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，尤其是使用實(shí)體造型方式完成設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果能夠合理運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，就能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)提供便利，并且還可以具體呈現(xiàn)出來(lái)。這樣一來(lái)可以大幅度改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率。除此之外，機(jī)械設(shè)計(jì)人員如果在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中遇到問題，也能夠借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行分析與解釋。

3.2實(shí)例分析

在此以汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)為例，具體分析計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用。在汽車的設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)，汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)有著非常重要的影響?？梢哉f(shuō)汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量?jī)?yōu)劣會(huì)直接影響到汽車整體的設(shè)計(jì)與制造。機(jī)械設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)汽車覆蓋件模具的時(shí)候，容易遇到這個(gè)問題，也就是設(shè)計(jì)得到的實(shí)物造型往往同工藝人員具體施工的過程發(fā)生違背。一旦發(fā)生這方面的問題，不僅容易導(dǎo)致返工從而提高汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)的成本，還會(huì)顯著延長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期，甚至延誤產(chǎn)品生產(chǎn)的時(shí)間，從而嚴(yán)重削弱生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，甚至影響企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展。所以汽車覆蓋件模具的生產(chǎn)企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)持久穩(wěn)定的發(fā)展，就需要采取針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，從而有效避免出現(xiàn)這方面的問題。在這一過程當(dāng)中，通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，可以有效解決這方面的問題。具體的應(yīng)用步驟方面，汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)過程主要分成模具設(shè)計(jì)以及圖紙制作這個(gè)兩大部分。其中對(duì)汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要在分析市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行；在圖紙制作環(huán)節(jié)，需要首先分析模具的結(jié)構(gòu)以及熱度等問題。在這兩個(gè)環(huán)節(jié)通過使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，可以對(duì)設(shè)計(jì)當(dāng)中發(fā)生的錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)的修改，從而有效避免后期返工問題，顯著改進(jìn)設(shè)計(jì)工作的效率。下面以汽車的車門設(shè)計(jì)為例，具體分析計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行應(yīng)用的常規(guī)步驟。首先是設(shè)計(jì)汽車零部件，并且借助于使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)當(dāng)中的相關(guān)軟件建立同汽車車門的幾何模型。其次是使用特定測(cè)量方式，對(duì)于構(gòu)建的幾何模型做好分析，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與處理。最后是借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的重建，并且控制模具數(shù)控加工，從而幾塊汽車車門的設(shè)計(jì)以及加工速度。

4結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上述對(duì)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造影響的分析，能夠看出通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)一方面能夠改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平，另一方面還能夠提高生產(chǎn)效率，并且保障機(jī)械制造產(chǎn)品質(zhì)量水平。所以在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)大力推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，尤其是我國(guó)目前正處于現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)機(jī)，提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造質(zhì)量與效率有著重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

作者:曾晨 單位:安徽三聯(lián)學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

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篇3

關(guān)鍵詞：建筑工程；工程設(shè)計(jì)；高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)；自動(dòng)化控制；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

1自動(dòng)化控制概述

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，自動(dòng)化控制開始沖擊著人們的視野及現(xiàn)實(shí)生活。它應(yīng)用到社會(huì)的各行各業(yè)：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域。由于它與人們的生產(chǎn)、生活密切聯(lián)系，因而發(fā)展迅猛，現(xiàn)在已成為了高新科技產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，在現(xiàn)代起到前所未有的巨大作用，使得社會(huì)生產(chǎn)率以成倍的速度飛速提高。自動(dòng)化的出現(xiàn)，使人類走上了省時(shí)省力、高效便捷之路。自動(dòng)化控制理念的引入以及電子計(jì)算機(jī)的普及，使得社會(huì)生產(chǎn)力與九十年代相比提升了一大截。何為自動(dòng)化控制？簡(jiǎn)言之就是非人工控制，即不需要人親自動(dòng)手的情況下，利用控制裝置使被控對(duì)象或過程自動(dòng)地按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行。自動(dòng)化控制體現(xiàn)在過程自動(dòng)化、機(jī)械制造自動(dòng)化、管理自動(dòng)化三方面，例如我們常涉及的電氣自動(dòng)化設(shè)備、自動(dòng)生產(chǎn)線、可編程控制及其網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)等領(lǐng)域。自動(dòng)化控制已成為現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)的條件和標(biāo)志。隨著1946年第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC的誕生，自動(dòng)化控制加快了它的進(jìn)程，十幾年后，工業(yè)方面出現(xiàn)了自動(dòng)開關(guān)、自動(dòng)作業(yè)、數(shù)控機(jī)床、加工中心、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及之后的人工智能機(jī)器人等，開始它從機(jī)械制造向智能制造的轉(zhuǎn)變。而在建筑工程的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，應(yīng)用最廣泛的便屬計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)了。

2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念及應(yīng)用

CAD是ComputerAidedDesign的縮寫，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，指設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)、圖形設(shè)備界面上進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。1972年10月，國(guó)際信息處理聯(lián)合會(huì)（IFIP）在荷蘭召開的“關(guān)于CAD原理的工作會(huì)議”上給出如下定義：CAD是一種技術(shù)，其中人與計(jì)算機(jī)結(jié)合為一個(gè)問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長(zhǎng)，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應(yīng)用多學(xué)科方法的綜合性協(xié)作提供了可能。CAD功能強(qiáng)大，多個(gè)行業(yè)、領(lǐng)域均有用到。如建筑工程、裝飾設(shè)計(jì)、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、水電工程、土木施工中的工程制圖；精密零件、模具、設(shè)備的工業(yè)制圖；服裝加工中的服裝制版；電子工業(yè)中的印刷電路板設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域。它有強(qiáng)大的、開放的用戶界面，以此為平臺(tái)供用戶發(fā)揮各自專業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)。在建筑工程中，應(yīng)客戶要求，設(shè)計(jì)通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行比選；各種文字的、圖形的、數(shù)字的設(shè)計(jì)信息電子格式，都需存儲(chǔ)、修改、成圖，且能快速檢索。設(shè)計(jì)人員通常利用CAD從草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D，繁重工作由計(jì)算機(jī)輔助完成；CAD可以完成圖形的編輯、放大、縮小、平移、復(fù)制和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作，由CAD自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，便于設(shè)計(jì)人員快速作出圖形，并可及時(shí)快速修改完善。

2.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例———樁位平面布置圖中樁位編號(hào)的實(shí)現(xiàn)

2011年3月河北神池房地產(chǎn)開發(fā)有限公司在河北省平山縣擬建神池商廈項(xiàng)目商業(yè)綜合樓。高層部分設(shè)計(jì)采用框剪結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)要求處理后復(fù)合地基承載力特征值fak達(dá)到430kPa；多層部分設(shè)計(jì)采用獨(dú)立基礎(chǔ)，框剪結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)要求處理后復(fù)合地基承載力特征值fak不小于400kPa。我公司承擔(dān)了該工程的地基加固處理工程設(shè)計(jì)與施工任務(wù)，設(shè)計(jì)采用素混凝土樁進(jìn)行地基處理，經(jīng)計(jì)算，確定復(fù)合地基面積置換率為9.5%，設(shè)計(jì)總樁數(shù)為2632根。設(shè)計(jì)方案需附《樁位平面布置圖》，其中每一根樁都需按順序編號(hào)，二千多根樁，我們?cè)贑AD中使用編號(hào)命令，僅用了一分鐘，從左至右，從上至下，準(zhǔn)確、快速，使設(shè)計(jì)人員從單調(diào)、重復(fù)的編號(hào)工作中解脫出來(lái)，把主要時(shí)間和精力用在設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方案、關(guān)鍵參數(shù)的思考上，快速交出用戶滿意的作品。而在該工程施工時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況及設(shè)計(jì)要求，共完成素砼樁4083根。如此大的變更，我們借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，僅用4個(gè)小時(shí)就完成了設(shè)計(jì)方案的修改。在CAD中重新布樁后僅僅一分鐘即完成了樁位的重新編號(hào)。在CAD中調(diào)用一個(gè)“count”的程序小插件即完成了此項(xiàng)編號(hào)任務(wù)，由此可見它功能的強(qiáng)大。早在上世紀(jì)九十年代，我們所畫的《樁位平面布置圖》是通過直尺、三角板、圓規(guī)等工具手工繪制的，加班熬夜也需三四天才能完成，若需修改，只能重新再畫，遠(yuǎn)不能滿足用戶需要，跟不上社會(huì)進(jìn)步的步伐；進(jìn)入二十一世紀(jì)后，計(jì)算機(jī)大范圍普及，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，運(yùn)用三、四個(gè)小時(shí)便可完成《樁位平面布置圖》的繪制，而當(dāng)時(shí)給樁位編號(hào)時(shí)所用時(shí)間視布樁多少一般在三十分鐘以內(nèi)。該小程序使CAD實(shí)現(xiàn)了《樁位平面布置圖》中樁位的半自動(dòng)編號(hào)，即人工指定編號(hào)位置，CAD自動(dòng)流水編號(hào)。雖是半自動(dòng)，但相比手工繪圖編號(hào)，已大大節(jié)省了人力。而我們現(xiàn)在所用的“count”小程序，已實(shí)現(xiàn)了編號(hào)完全自動(dòng)化，編號(hào)完成時(shí)間快到以秒計(jì)算。隨著科技進(jìn)步，外部程序的功能提高、改進(jìn)后，仍可在CAD中調(diào)用。由此可見CAD可以順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展變化，不斷提高自身以滿足用戶要求。

2.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的意義

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已在建筑設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，非常普及，已到了缺之便無(wú)法工作的境地。CAD在設(shè)計(jì)領(lǐng)域已無(wú)人不知、無(wú)人不曉、無(wú)人不用。在建設(shè)過程中設(shè)計(jì)是建設(shè)的靈魂，是其必要的前期階段，施工則是人們理念、目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是實(shí)體的建設(shè)。在建筑行業(yè)，自動(dòng)化控制已成為其不可或缺的左膀右臂。

3結(jié)束語(yǔ)

分析表明，將自動(dòng)化控制中的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)這一強(qiáng)大工具應(yīng)用到設(shè)計(jì)工作中，會(huì)使得設(shè)計(jì)人員省時(shí)省力，修改便捷，作品準(zhǔn)確、美觀。因此我們應(yīng)重視CAD的應(yīng)用，熟練掌握該項(xiàng)技能，使其成為設(shè)計(jì)人員的必備技能，讓CAD為我所用。在現(xiàn)代社會(huì)，高質(zhì)高量高效，就代表巨大效益，而要實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，自動(dòng)化控制功不可沒。自動(dòng)化控制改變了人們的工作理念及工作方法，使我們能夠高效完成工作任務(wù)。

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篇4

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)（CAID）；3D打印技術(shù)；工業(yè)設(shè)計(jì)

工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過一百多年的發(fā)展已經(jīng)從最開始的對(duì)批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工、裝飾等的單個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)發(fā)展到一種創(chuàng)造性活動(dòng)，目的是為物品、過程、服務(wù)以及整個(gè)生命周期中構(gòu)成的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)將會(huì)對(duì)人類的生產(chǎn)生活方式產(chǎn)生更大更廣的影響。國(guó)內(nèi)的工業(yè)設(shè)計(jì)從八十年代開始，受工藝美術(shù)的影響較深，無(wú)論從設(shè)計(jì)方法還是表現(xiàn)技法等方面。到了九十年代，隨著中國(guó)改革開放的推進(jìn)，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)制造技術(shù)和工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)都到了一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段，而且出現(xiàn)了以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支柱的信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)被運(yùn)用到設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造等環(huán)節(jié)。這時(shí)也出現(xiàn)了最早的3D打印技術(shù)，直到二零一零年后3D打印技術(shù)趨于完善，被運(yùn)用到很多領(lǐng)域，尤其是工業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師用3D打印技術(shù)打印設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期，省去了模型制造、審核的環(huán)節(jié)。通過計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)的結(jié)合，設(shè)計(jì)師可以很直觀地對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試、審核、檢驗(yàn)，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高了產(chǎn)品投入市場(chǎng)的速度。

1計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)稱CAID（ComputerAidedIndustri-alDesign）,來(lái)源于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD-ComputerAidedDe-sign）,是專門針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)造性活動(dòng)而言的。CAID，即在計(jì)算機(jī)技術(shù)和工業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合形成的系統(tǒng)支持下形成的，與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)相比，CAID在設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率等各方面都發(fā)生了質(zhì)的變化，它涉及了CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機(jī)工程等許多信息技術(shù)領(lǐng)域，是一門綜合的交叉性學(xué)科。一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程大體包括:設(shè)計(jì)需求、市場(chǎng)調(diào)研、設(shè)計(jì)定位、草圖、效果圖、數(shù)據(jù)模型、實(shí)物模型、量產(chǎn)等階段。這其中可視化部分占了很大比重，也是在這一階段計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用比較多。比如效果圖階段，會(huì)應(yīng)用一些平面類的軟件（Pho-toshop、Illustrator、Coreldraw）進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，做二維效果圖，用三維軟件（Rhinoceros、3DMax、Maya等）來(lái)做計(jì)算機(jī)模型，渲染三維效果圖。數(shù)據(jù)模型階段用一些工程類軟件（Pro/Engi-neer、SolidWorks、CATIA等）做工程模型，直接為后面的生產(chǎn)制造做準(zhǔn)備。整個(gè)產(chǎn)品從創(chuàng)造設(shè)計(jì)到表現(xiàn)，運(yùn)用計(jì)算輔助設(shè)計(jì)會(huì)比以前的手繪效果圖和手工制作模型節(jié)省很多時(shí)間，也更直觀、高效。用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)做設(shè)計(jì)表現(xiàn)的技術(shù)和軟件已經(jīng)相當(dāng)成熟，尤其是伴隨著計(jì)算機(jī)硬件的升級(jí)換代和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的智能化、集中化，未來(lái)計(jì)算機(jī)會(huì)完美呈現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)構(gòu)想，不用去花費(fèi)太多的精力和時(shí)間去學(xué)習(xí)各種軟件建模、渲染技術(shù)。這樣是技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)師的一種解放，讓設(shè)計(jì)師可以把更多的精力集中到設(shè)計(jì)創(chuàng)造階段。除了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)表現(xiàn)方面的運(yùn)用，我們應(yīng)該更大化地拓寬計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的層面，比如在設(shè)計(jì)的前期調(diào)研階段，可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行信息的采集和分析，運(yùn)用大數(shù)據(jù)來(lái)分析，幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)定位，這樣的設(shè)計(jì)定位會(huì)更加準(zhǔn)確可靠。還有設(shè)計(jì)過程中對(duì)產(chǎn)品的人機(jī)工程學(xué)分析，只要有了數(shù)據(jù)模型，我們可以通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，用人體數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，提出更合理的人因工程分析數(shù)據(jù)，幫助設(shè)計(jì)師改進(jìn)設(shè)計(jì)。這些都是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)該發(fā)揮作用的方面。

23D打印技術(shù)與工業(yè)設(shè)計(jì)

3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用的相對(duì)較多。傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行到最后階段會(huì)做一個(gè)手鈑模型，用來(lái)測(cè)試和檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性和合理性。做手鈑模型一般要用一周時(shí)間，價(jià)格從幾千元到上萬(wàn)元人民幣，而且做出來(lái)的模型精度還不高。如果要涉及到開模，做一套模具將會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間和更高的價(jià)格。如果運(yùn)用3D打印技術(shù)，只需要一臺(tái)3D打印機(jī)和相應(yīng)的打印材料，就可以用幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間打印出精度高，復(fù)雜的模型。這樣會(huì)大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和開發(fā)成本。隨著3D打印技術(shù)變得越來(lái)越成熟，3D打印機(jī)越來(lái)越普及價(jià)格也越來(lái)越低，好多企業(yè)和設(shè)計(jì)公司都會(huì)配備一臺(tái)3D打印機(jī)，甚至有一些3D打印公司專門針對(duì)家庭客戶，當(dāng)作是一個(gè)家電產(chǎn)品和玩具在銷售。設(shè)計(jì)師發(fā)明了3D打印，3D打印技術(shù)助力了工業(yè)設(shè)計(jì)，可以說(shuō)3D打印技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)對(duì)制造業(yè)和工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)生根本性的影響，從目前的情況來(lái)看，3D打印技術(shù)已經(jīng)在改變著這些方面，比如用3D打印技術(shù)打印的房子，改善了一些特殊環(huán)境下人類的居住條件；用3D打印技術(shù)打印的人體器官，將會(huì)改變一直靠捐獻(xiàn)才能得到合適的人體器官的局面，讓更多有需要的人得到幫助，延長(zhǎng)了人類的壽命；用3D打印技術(shù)打印的衣服、飾品、鞋子等，這些打印產(chǎn)品的出現(xiàn)將會(huì)改變?nèi)祟惖纳罘绞健?/p>

3計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)與33D打印技術(shù)的結(jié)合

計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)與3D打印技術(shù)是相輔相成的，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)為3D打印技術(shù)提供數(shù)據(jù)模型，3D打印技術(shù)讓計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)從虛擬變成了現(xiàn)實(shí)。工業(yè)設(shè)計(jì)把計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)很好地結(jié)合了起來(lái)，這種結(jié)合將會(huì)改變工業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)流程和方法，反過來(lái)，工業(yè)設(shè)計(jì)將使這兩項(xiàng)技術(shù)走向更遠(yuǎn)，得到更廣的運(yùn)用。

4總結(jié)

通過對(duì)計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的簡(jiǎn)單介紹和分析，我們可以基本了解和掌握一些情況，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)和3D打印技術(shù)應(yīng)用在了工業(yè)設(shè)計(jì)的哪些環(huán)節(jié)當(dāng)中，并起到了什么樣的作用，甚至我們可以去思考和聯(lián)想，未來(lái)的CAID和3D打印技術(shù)將會(huì)以什么樣的作用來(lái)影響工業(yè)設(shè)計(jì)。筆者通過介紹實(shí)際參加的設(shè)計(jì)案例更直觀地呈現(xiàn)了兩項(xiàng)技術(shù)在設(shè)計(jì)過程中的作用。筆者也相信，工業(yè)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域?qū)?huì)更加廣闊，以人為本的設(shè)計(jì)理念將會(huì)涉及到各個(gè)行業(yè)，各個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)也會(huì)為工業(yè)設(shè)計(jì)拿來(lái)所用，以便促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的開發(fā)流程和方法。只要我們擁有一種不斷創(chuàng)新的精神，相信未來(lái)中國(guó)的工業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)有更好的發(fā)展。

作者:郝建峰 單位:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院

參考文獻(xiàn):

[1]何人可.工業(yè)設(shè)計(jì)史[M].北京:高等教育出版社,2010.

篇5

【關(guān)鍵詞】CAD技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；基本功能；應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)展前景

一、基于點(diǎn)的幾何模型

與逆向工程的流程不同， 基于點(diǎn)的幾何模型的CAD/CAM應(yīng)用無(wú)需建立常規(guī)的CAD模型， 具體的應(yīng)用流程如圖1所示。（1）對(duì)測(cè)量產(chǎn)品實(shí)物方式，測(cè)量產(chǎn)品實(shí)物后得到表面數(shù)據(jù)點(diǎn)集；（2）對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 直接得到基于點(diǎn)的幾何模型；（3）對(duì)點(diǎn)模型實(shí)施系列CAD操作， 完成點(diǎn)型的設(shè)計(jì)修改， 得到新的點(diǎn)模型；（4）直接針對(duì)點(diǎn)模型進(jìn)行CAM操作， 生成數(shù)控加工程序， 進(jìn)而完成產(chǎn)品制造。

二、CAD的功能

CAD是一個(gè)可視化的繪圖軟件，許多命令和操作可以通過菜單選項(xiàng)和工具按鈕等多種方式實(shí)現(xiàn)。它的工具欄、菜單設(shè)計(jì)、對(duì)話框、圖形打開預(yù)覽、文本編輯、圖像處理和圖形的輸出預(yù)覽為用戶的繪圖帶來(lái)很大方便。

（1）平面繪圖功能?？梢宰饔枚喾N方式創(chuàng)建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對(duì)象，完成對(duì)實(shí)體的繪制，并對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行編輯操作。

（2）繪圖輔助工具。CAD提供了正交、對(duì)象捕捉 極軸追蹤、捕捉追蹤等輔助繪圖工具正交功能是幫助用戶方便地繪制水平、垂直直線；對(duì)象捕捉是幫助用戶拾取幾何對(duì)象上的特殊點(diǎn)；極軸追蹤功能可以使所畫斜線及在不同角度上定位的點(diǎn)變得更加容易。

（3）編輯圖形。CAD具有強(qiáng)大的編輯功能，除基本的移動(dòng)、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、修剪、縮放操作外，可以輕松地對(duì)圖形進(jìn)行陣列、拉伸、延長(zhǎng)對(duì)象、倒角、倒圓角等操作，變幻出更多豐富的效果。

（4）標(biāo)注尺寸?？梢詣?chuàng)建多種類型尺寸，并對(duì)標(biāo)注的外觀自行設(shè)定。

（5）書寫文字。能方便地在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字，設(shè)定字體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。

（6）圖層管理。圖形對(duì)象都位于某一圖層上，可設(shè)定圖層顏色、線型、線寬等特性。圖層的定義，是整個(gè)CAD軟件最為關(guān)鍵的設(shè)置，合理的使用圖層功能，既可以為繪圖工作打下良好的基礎(chǔ)，又可以大大提升繪圖的質(zhì)量。

（7）三維繪圖?？蓜?chuàng)建3D實(shí)體及表面模型，能對(duì)實(shí)體本身進(jìn)行編輯。CAD具有較強(qiáng)的三維功能，可以很方便的繪制軸測(cè)圖，并可進(jìn)行表面著色與陰影處理，使三維繪圖功能也更加完善。

三、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展及重要性

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)器生產(chǎn)的前提，同時(shí)也是決定機(jī)械性能的最主要因素，一部機(jī)器的質(zhì)量及工作性能的好壞很大程度上取決于設(shè)計(jì)質(zhì)量，狹義的機(jī)械設(shè)計(jì)僅指技術(shù)性的設(shè)計(jì)過程，廣義的機(jī)械設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)者根據(jù)使用要求和現(xiàn)有的條件，對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、剛度和強(qiáng)度、各個(gè)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(jìn)行分析、構(gòu)思和計(jì)算，并將其形成具體的描述以作為機(jī)械制造依據(jù)的工作過程。這不僅是一個(gè)創(chuàng)造性的工作，同時(shí)也是建立在豐富的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的工作，只有將兩者結(jié)合起來(lái)，才能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的機(jī)器。

20世紀(jì)60 年代初，麻省理工學(xué)院的一名研究生發(fā)表了題為《人機(jī)對(duì)話圖形通信系統(tǒng)》的論文，首次提出了交互技術(shù)及計(jì)算機(jī)和圖形符號(hào)的存儲(chǔ)采用分層的思想，為CAD 技術(shù)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(yè)的領(lǐng)軍人物開始認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的重大作用，并投入重金研發(fā)。美國(guó)的IBM公司開發(fā)了以大型機(jī)為基礎(chǔ)的CAD 系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有繪圖、數(shù)控編制等功能，之后有關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研制與開發(fā)接踵而至，通用汽車公司研制出了用于汽車設(shè)計(jì)的DAC-1系統(tǒng)，洛克希飛機(jī)公司研發(fā)的CADAM系統(tǒng)，適用于不同階段的飛機(jī)設(shè)計(jì)。

四、結(jié)論

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)能夠使設(shè)計(jì)人員對(duì)本身的設(shè)計(jì)思維中的三維建模直接設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)理念中存在數(shù)據(jù)集合參數(shù)與設(shè)計(jì)的思路，便能在三維建模中研究、分析如何整體設(shè)計(jì)機(jī)械的過程，讓設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)得到統(tǒng)一使用，爭(zhēng)取分析出更理想、完善的設(shè)計(jì)思想與方案。在使用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，把已經(jīng)建立且完全統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)作為基礎(chǔ)，對(duì)整體的零部件和設(shè)計(jì)進(jìn)行各方面的探析，從長(zhǎng)遠(yuǎn)方向來(lái)觀察，CAD技術(shù)在以后的發(fā)展道路中必定取代其他的繪圖軟件。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷的提高，網(wǎng)絡(luò)信息的便利性、普及化及多媒體的使用情況，CAD技術(shù)已經(jīng)慢慢朝著標(biāo)準(zhǔn)、集成、開放、智能等多方面快速發(fā)展，如何正確對(duì)待CAD技術(shù)的發(fā)展，對(duì)目前技術(shù)領(lǐng)域CAD繪圖軟件的開發(fā)以及企業(yè)怎樣準(zhǔn)確的應(yīng)用規(guī)劃自身的CAD技術(shù)系統(tǒng)，具有思考的意義。

作者簡(jiǎn)介：閆小磊，女，滿族，1982年12月生，籍貫：吉林省吉林市；2006年畢業(yè)于吉林師范大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè) 遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士研究生。

參考文獻(xiàn)：

篇6

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；三維CAD；應(yīng)用

1.概論

開始于上世紀(jì)50年代后期的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，從最初的僅僅被簡(jiǎn)單的作為圖板的替代品到70年代的二維制圖過度到三維建模再到現(xiàn)在的集產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造、數(shù)據(jù)管理于一體的智能CAD技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)又曲折的發(fā)展歷程。在今天，CAD技術(shù)越來(lái)越廣泛的用于生產(chǎn)中。那么，CAD技術(shù)究竟有怎樣的優(yōu)勢(shì)，它又是如何在生產(chǎn)中起到積極作用的，而它的發(fā)展趨勢(shì)又是怎樣的呢，本文稍后將對(duì)以上問題進(jìn)行淺談。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD-Computer Aided Design）指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）應(yīng)用領(lǐng)域：機(jī)械、汽車、航空航天、電子、建筑工程、輕工、紡織、服裝、家電、體育、文藝等。

1.1 CAD/CAM在制造業(yè)中的應(yīng)用

變量設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)人員可以利用這些功能，方便地完成幾何相似，尺寸不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，形成系列產(chǎn)品。在概念設(shè)計(jì)的草圖打樣階段，設(shè)計(jì)人員可以利用CAD系統(tǒng)的幾何元素定義和編輯功能勾劃草圖。在設(shè)計(jì)構(gòu)思過程中，它將幫助設(shè)計(jì)人員思考，使之逐步深化、細(xì)化。草圖構(gòu)成之后，再逐步添加幾何約束條件，尺寸約束條件，最終完成設(shè)計(jì)工作。

裝配。

在裝配件——組合件、部件和整臺(tái)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)更為明顯。在裝配件設(shè)計(jì)中，還可以發(fā)揮CAD系統(tǒng)的圖形功能，對(duì)裝配件進(jìn)行空間協(xié)調(diào)工作。利用干涉檢查功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)干涉部位和干涉量大小，糾正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，不必等到原準(zhǔn)樣機(jī)組裝時(shí)再進(jìn)行糾正。

逆向工程。

逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括設(shè)計(jì)圖紙或數(shù)字模型）的過程。

通過數(shù)字化測(cè)量設(shè)備（如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光測(cè)量設(shè)備等）獲取的物體表面的空間數(shù)據(jù)，需要利用CAD技術(shù)建立產(chǎn)品的三維模型，進(jìn)而利用CAM系統(tǒng)完成產(chǎn)品的制造。

數(shù)控加工。

從幾何建模中獲取幾何信息，輸入加工工藝信息，生成數(shù)控加工指令，傳輸給數(shù)控加工裝置控制加工過程。

有限元分析。

對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的動(dòng)靜特性進(jìn)行分析，并進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品性能計(jì)算機(jī)仿真，尋求出機(jī)電產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的薄弱環(huán)節(jié)。

模具設(shè)計(jì)。

模具設(shè)計(jì)模塊支持典型的塑料模具設(shè)計(jì)的全過程，即從讀取產(chǎn)品模型開始，到如何確定和構(gòu)造拔模方向、收縮率、分型面、模芯、型腔、滑塊、頂塊、模架及其標(biāo)準(zhǔn)零部件、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、模具零部件清單等。

1.2 CAD/CAM建模路線

隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，在建模技術(shù)方面共經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：

線框建模-曲面建模-實(shí)體建模-參數(shù)化特征建模。

1.2.1線框建模

線框建模是指在計(jì)算機(jī)內(nèi)部以邊、點(diǎn)來(lái)描述和表達(dá)產(chǎn)品，表示的是產(chǎn)品的棱邊。其主要是利用基本線素來(lái)定義設(shè)計(jì)目標(biāo)的棱線部分從而構(gòu)成的立體框架圖。

1.2.2曲面建模

曲面建模又叫表面建模（Surface Modeling），是對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)表面或曲面進(jìn)行描述，從而構(gòu)造成產(chǎn)品模型的一種建模方法。

1.2.3實(shí)體建模

實(shí)體建模（Solid Modeling），是通過利用基本體素（如長(zhǎng)方體、圓柱體、錐體、球體等）和掃掠體（拉伸體、旋轉(zhuǎn)體、沿導(dǎo)線掃掠體、軟管等）及其布爾運(yùn)算構(gòu)造幾何實(shí)體的建模方法，其特點(diǎn)在于覆蓋三維立體的表面與其實(shí)體同時(shí)生成，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可見邊的判斷，具有消隱的功能。

1.2.4參數(shù)化特征建模

特征是指零件上具有某種特定的功能并能被基本的加工方式加工成形的幾何實(shí)體，它是工程環(huán)境中能運(yùn)用幾何和功能信息進(jìn)行產(chǎn)品零件造型的關(guān)鍵要素，是集成環(huán)境中高層語(yǔ)義信息的載體和基本傳輸。

1.3常用的CAD/CAM軟件

機(jī)械類：UG、Pro/E、Inventor、MDT、Solidworks、SolidEdge、AutoCAD

建筑類：Revit、ADT、ABD、天正、中望、園方、AutoCAD

1.3.1 UG（unit graphic）

起源于美國(guó)麥道（MD）公司，是一個(gè)集CAD、CAE和CAM于一體的機(jī)械工程輔助系統(tǒng)，適用于航空航天器、汽車、通用機(jī)械以及模具等的設(shè)計(jì)、分析及制造工程。UG實(shí)現(xiàn)了CAD、CAE、CAM之間無(wú)數(shù)據(jù)交換的自由切換，它具有很強(qiáng)的數(shù)控加工能力，可以進(jìn)行3軸～5軸聯(lián)動(dòng)的復(fù)雜曲面加工和鏜銑， 逐步成為當(dāng)今CAD/CAM軟件領(lǐng)域最有影響力、最有發(fā)展前景的軟件公司之一。

1.3.2 Pro/Engineer（Pro/E）

美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation簡(jiǎn)稱PTC）的軟件。Pro/E軟件以其先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)、基于特征的實(shí)體造型深受廣大用戶的喜愛，該軟件的應(yīng)用領(lǐng)域主要是針對(duì)產(chǎn)品的三維實(shí)體模型建立、結(jié)構(gòu)分析、以及模具設(shè)計(jì)等，用戶界面簡(jiǎn)潔、概念清晰、邏輯性強(qiáng)，比較符合工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣，是目前國(guó)內(nèi)企業(yè)和技術(shù)人員使用最廣泛的CAD軟件之一。

1.3.3 CATIA軟件

CATIA軟件是法國(guó)達(dá)索公司（Dassault）開發(fā)的產(chǎn)品。CATIA獨(dú)特的裝配草圖生成工具，支持欠約束的裝配草圖繪制以及裝配圖中各零部件之間的連接定義，可以快速進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。該軟件具有強(qiáng)大的曲面設(shè)計(jì)、有限元分析等功能，深受眾多飛機(jī)、汽車行業(yè)企業(yè)的歡迎。

2.CAXA數(shù)控車曲線生成

曲線生成：（1）點(diǎn)的生成（2）直線的生成（3）圓弧與圓的生成（4）橢圓的生成（5）樣條曲線的生成（6）正多邊形的生成（7）公式曲線生成（8）二次曲線的生成。

3.結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的忙碌和不懈努力，我翻閱了大量有關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面和機(jī)械專業(yè)的書籍，通過對(duì)這些書籍了閱讀，不但完成了所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)，還使自己的專業(yè)知識(shí)和獨(dú)立思考問題的能力有了很大的提高，對(duì)自己今后的工作有了許多的幫助。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些自己從沒遇到過的問題，使畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作走到了死胡同。如果沒有楊漢嵩老師和的督促和指導(dǎo)，以及同學(xué)們的幫助，憑我一個(gè)人的力量，想要完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是很難的。所以我很感謝楊漢嵩老師和老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助。

【參考文獻(xiàn)】

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[5]唐承統(tǒng)，閻艷.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造[M].北京：北京理工大出版社，2008.

篇7

1、 機(jī)械制造及其自動(dòng)化。

研究方向：先進(jìn)機(jī)械裝備設(shè)計(jì)及加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造的集成及相關(guān)技術(shù)、數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械動(dòng)力學(xué)。

2、 機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。

研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)集成設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械強(qiáng)度分析及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、智能機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生命周期管理、計(jì)算機(jī)三維圖形學(xué)。3. 機(jī)械電子工程。

研究方向：有機(jī)電控制及自動(dòng)化、機(jī)器人技術(shù)、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試與故障診斷、現(xiàn)代傳感器與測(cè)控技術(shù)、機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與控制。

4、 車輛工程。

篇8

現(xiàn)代機(jī)械種類繁多，其結(jié)構(gòu)形式千差萬(wàn)別，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也在逐漸增大。機(jī)械系統(tǒng)在功能上劃分，可以分為傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，而每一個(gè)系統(tǒng)又可以根據(jù)需求的不同來(lái)細(xì)化為更小的子系統(tǒng)。與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)不同的是，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中不僅要對(duì)機(jī)械工作的原理、運(yùn)動(dòng)方式、能量傳遞方式等各個(gè)方面進(jìn)行計(jì)算、分析、構(gòu)思，同時(shí)還必須要在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中運(yùn)用仿生學(xué)、控制論、美學(xué)、價(jià)值工程等多種科學(xué)知識(shí)，將這些看似與機(jī)械無(wú)關(guān)的科學(xué)知識(shí)，運(yùn)用在機(jī)械設(shè)計(jì)中，從而使得機(jī)械在市場(chǎng)中獲得更好的競(jìng)爭(zhēng)力。

2計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)方法

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，簡(jiǎn)稱CAD）技術(shù)是電子信息技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。因其具有計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算和快速繪圖的強(qiáng)大功能而被廣泛應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)及產(chǎn)品設(shè)計(jì)服務(wù)中，從根本上改變了傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)繪圖方式，讓設(shè)計(jì)人員從繪圖板、繪圖鉛筆、丁字尺這些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具中解脫出來(lái)，不僅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，更是極大地提高了產(chǎn)品開發(fā)的速度和精度，使得科技人員的智慧和能力得到了延伸。計(jì)算機(jī)具有運(yùn)算快、計(jì)算精度高、有記憶、邏輯判斷、圖形顯示以及繪圖等功能，而人們則具有豐富的經(jīng)驗(yàn)、無(wú)窮的智慧和非凡的創(chuàng)造力，兩者相結(jié)合，有效地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，極大地創(chuàng)造社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)社會(huì)文明的進(jìn)步。CAD系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)；軟件系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的核心，決定了系統(tǒng)所具有的功能。軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件。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(lái)，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(yǔ)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。

3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(lái)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(lái)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(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)的需要?，F(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。

4結(jié)束語(yǔ)

篇9

分析了初期計(jì)劃設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)方案技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)設(shè)計(jì)等機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)，研究了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)、超高速切削技術(shù)和磨削技術(shù)、細(xì)微制造技術(shù)和納米制造技術(shù)以及新型制造技術(shù)機(jī)械制造應(yīng)用技術(shù)，以期為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造應(yīng)用技術(shù)的研究提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制造 應(yīng)用技術(shù)

隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械工程中占有重要位置，同時(shí)也是機(jī)械制造的基礎(chǔ)，機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的性能，因此，在機(jī)械制造過程中，應(yīng)當(dāng)不斷完善設(shè)計(jì)方法與制造技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造水平的不斷發(fā)展。

1.機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)研究

機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)主要包括以下方面：①初期計(jì)劃設(shè)計(jì)技術(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)的初期初期計(jì)劃設(shè)計(jì)與計(jì)算軟件設(shè)計(jì)的需求分析相當(dāng)類似，通過了解所設(shè)計(jì)的機(jī)器，利用初期計(jì)劃設(shè)計(jì)所提出的條件對(duì)機(jī)器提出基本約束條件。在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)前，應(yīng)當(dāng)調(diào)查和分析機(jī)械設(shè)計(jì)要求，以便了解設(shè)計(jì)機(jī)械所具備的功能，同時(shí)制定機(jī)械在制造過程中的注意條件，為機(jī)械制造提供服務(wù)。②設(shè)計(jì)方案技術(shù)。機(jī)械設(shè)計(jì)方案在機(jī)械設(shè)計(jì)中占有重要位置，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接體現(xiàn)了機(jī)械的性能。在進(jìn)行機(jī)械的方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)正確處理理論知識(shí)與機(jī)械實(shí)際運(yùn)行間的矛盾，保證設(shè)計(jì)的機(jī)械在性能和功能方面達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮到機(jī)器的開發(fā)和創(chuàng)新能夠被檢驗(yàn)者所認(rèn)識(shí)。機(jī)械的設(shè)計(jì)方案可以通過對(duì)了解機(jī)械運(yùn)行原理，定位機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)，同時(shí)在了解機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方式后來(lái)選擇和設(shè)計(jì)機(jī)械的零部件，并設(shè)計(jì)工程制圖，再進(jìn)行初步設(shè)計(jì)檢查。③機(jī)械技術(shù)設(shè)計(jì)。為了確保機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)具備一定的技術(shù)要求，同時(shí)機(jī)械技術(shù)設(shè)計(jì)也是機(jī)械設(shè)計(jì)中要求相對(duì)較高的階段。在機(jī)械技術(shù)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)注重對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的核對(duì)和計(jì)算，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的總圖和相關(guān)部件草進(jìn)行圖嚴(yán)格意義上核對(duì)和計(jì)算。機(jī)械技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)針對(duì)機(jī)械的功能來(lái)開展，保證采用的機(jī)械技術(shù)符合機(jī)械的性能要求。機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)設(shè)計(jì)上的一個(gè)細(xì)小漏洞，可能會(huì)對(duì)機(jī)械的使用功能造成一定影響，因此，在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行核對(duì)和計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)杜絕出現(xiàn)疏漏，對(duì)于出現(xiàn)的疏漏，應(yīng)當(dāng)及時(shí)匯報(bào)進(jìn)行校對(duì)和修正。

2.機(jī)械制造應(yīng)用技術(shù)研究

2.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)簡(jiǎn)稱為CDA/CAM技術(shù)，是上世紀(jì)制造領(lǐng)域中一項(xiàng)杰出成就，同時(shí)也是在制造業(yè)中融入計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一項(xiàng)成功示范。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)綜合了多門學(xué)科，同時(shí)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展相對(duì)較快，廣泛應(yīng)用于目前的機(jī)械制造業(yè)中，并也形成了相關(guān)產(chǎn)業(yè)。在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，有效促進(jìn)了機(jī)械制造業(yè)的制造模式和市場(chǎng)形式的轉(zhuǎn)變，在一定程度上推動(dòng)了機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展。

2.2數(shù)控加工技術(shù)

近年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)械制造對(duì)零件加工的質(zhì)量要求、產(chǎn)品形狀和結(jié)構(gòu)的要求不斷提高，加上頻繁的機(jī)械產(chǎn)品的改型，使得單件和中小批量的產(chǎn)品在機(jī)械產(chǎn)品加工中所占比例不斷增大。為了降低單件和中小批量機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高單件和中小批量機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品加工機(jī)床的靈活性、通用性以及自動(dòng)化程度提出了更高要求，促進(jìn)和推動(dòng)了數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展。數(shù)控加工技術(shù)是一種適用于高精度、零件形狀復(fù)雜的單件和中小批量生產(chǎn)的高效、柔性的自動(dòng)化加工技術(shù)。近年來(lái)，數(shù)控技術(shù)得到了快速發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域、機(jī)車制造業(yè)、車床制造業(yè)已經(jīng)中小批量生產(chǎn)的機(jī)械制造業(yè)中。機(jī)械制造中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)和推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2.3超高速切削、磨削技術(shù)

近年來(lái)，隨著機(jī)械制造要求的不斷提高，超高速切削、磨削技術(shù)憑借其切削力小、熱變形小、加工精度高以及加工成本低廉的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于我國(guó)機(jī)械制造中，推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展。超高速加工技術(shù)通過采用超硬刀具和磨具，利用可靠實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的高精度、高自動(dòng)化以及高柔性的制造設(shè)備來(lái)提高材料切削速度，實(shí)現(xiàn)提高材料去除率、加工精度以及加工質(zhì)量的目的。

2.4細(xì)微制造技術(shù)和納米制造技術(shù)

近年來(lái)，隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品提出了更高的要求，使得一些工業(yè)產(chǎn)品不斷朝著功能集成化和外觀小型化趨勢(shì)發(fā)展，導(dǎo)致零部件的尺寸也在不斷朝著微小化趨勢(shì)發(fā)展。為了滿足人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的這種新需求，推動(dòng)了促進(jìn)了細(xì)微制造技術(shù)和納米制造技術(shù)的不斷發(fā)展，使得微型機(jī)械不斷呈現(xiàn)出系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)形成了微機(jī)電系統(tǒng)。

2.5新型制造技術(shù)

目前，新型機(jī)械制造技術(shù)主要包括以下技術(shù)：①少無(wú)夾具制造技術(shù)。在傳統(tǒng)的機(jī)械制造過程中，通常需要使用大量的夾具來(lái)輔助機(jī)械的生產(chǎn)制造，不但會(huì)造成大量資金的浪費(fèi)，同時(shí)在一定程度上也延長(zhǎng)了產(chǎn)品的準(zhǔn)備時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間，使得機(jī)械制造過程中出現(xiàn)“瓶頸”，提高企業(yè)的機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，降低機(jī)械制造企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。少無(wú)夾具制造技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用，有著重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)驗(yàn)價(jià)值，能夠有效減少或避免機(jī)械制造過程中夾具的使用，降低機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)成本，為機(jī)械制造企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。②虛擬軸機(jī)床技術(shù)。機(jī)械制造中的虛擬軸機(jī)床技術(shù)是機(jī)床和機(jī)器人的混合物，虛擬軸機(jī)床在結(jié)構(gòu)方面與傳統(tǒng)的機(jī)械制造機(jī)床有著較大差異，同時(shí)虛擬軸機(jī)床的模塊化程度相對(duì)較高，其結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，同時(shí)虛擬軸機(jī)床具備速度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)快以及造價(jià)低廉的優(yōu)勢(shì)，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)床設(shè)備無(wú)法避免的固有缺陷能夠進(jìn)行有效地克服，有效提升機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械制造的基礎(chǔ)，機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的性能，因此，在機(jī)械制造過程中，應(yīng)當(dāng)不斷完善設(shè)計(jì)方法，同時(shí)不斷加強(qiáng)機(jī)械制造制造技術(shù)，不斷提升我國(guó)機(jī)械制造水平。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

關(guān)鍵詞： 模具；CAD；UG；輔助設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TQ320.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671－7597（2012）0310063－01

0 引言

在當(dāng)今的生活中，很多工業(yè)和生活用品都離不開塑料制品，無(wú)論是代表高新科技的航天、汽車行業(yè)還是與人們生活關(guān)系密切相關(guān)的日用品領(lǐng)域，塑料制品都充當(dāng)著至關(guān)重要的角色。塑料制品從發(fā)展初期到現(xiàn)在已經(jīng)有了很大的改觀，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從單一到多元化，從手工設(shè)計(jì)到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，無(wú)時(shí)無(wú)刻不體現(xiàn)了塑料制品在人們生產(chǎn)、生活當(dāng)中的重要性。

在以往的塑料制品設(shè)計(jì)中，復(fù)雜的計(jì)算和不穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量始終制約著塑料產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展，如今，有了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，大大減輕了人們的設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)，也可以用計(jì)算機(jī)的先進(jìn)模擬技術(shù)預(yù)估產(chǎn)品的缺陷，從而事先對(duì)模具進(jìn)行修改，避免生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)意外情況，縮短了生產(chǎn)周期，提高了一次試模的成功率。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝分析

此零件為某電器中的一個(gè)零件，如圖1所示，成型材料為ABS，產(chǎn)品外形尺寸為38.5mm×40mm×20mm，屬于中小尺寸零件，在產(chǎn)品的左側(cè)頂部開有一個(gè)圓孔，為了脫模方便，在保證使用的前提下把孔的方向開為豎直方向而不是曲面的法向，在零件內(nèi)部有兩個(gè)空心圓柱凸臺(tái)，以便于和其他的零件裝配，零件外表面是外觀面，內(nèi)表面沒有要求，因此模具的型腔部分需要進(jìn)行拋光處理。

2 模具CAD設(shè)計(jì)

2.1 零件的三維建模

首先用UG的建模模塊對(duì)零件進(jìn)行三維建模，如果有零件模型，則可以對(duì)現(xiàn)有零件模型進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量，然后進(jìn)行抄數(shù)建模，如果是二維工程圖紙，那么直接按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行建模即可。建模結(jié)束后要對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)合理性評(píng)估，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行拔模檢測(cè)，最終得到圖1所示的零件。

2.2 分型面設(shè)計(jì)

零件的分模，最主要的就是合理選擇分型面，分型面的選擇原則一般來(lái)說(shuō)是取零件的最大截面處，此零件在選擇分型面時(shí)，為了后續(xù)加工方便，再設(shè)計(jì)完分型段后要把分型段處的分割線設(shè)置為沿著坐標(biāo)軸的方向，這樣可以防止分型面的翹曲，減小加工難度，如圖2即為設(shè)計(jì)好的分型面。

2.3 創(chuàng)建型腔和型芯

利用UG的注塑模向?qū)Э梢苑奖愕淖詣?dòng)創(chuàng)建型腔和型芯，對(duì)型腔和型芯上不合理的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，以達(dá)到方便加工的目的，對(duì)于細(xì)小的鑲塊要進(jìn)行鑲塊設(shè)計(jì)，以降低模具的加工難度，提高模具壽命。修改后的型腔和型芯如圖3、圖4所示。

3 模架及標(biāo)準(zhǔn)件

UG的模架庫(kù)里提供了種類齊全的標(biāo)準(zhǔn)模架，選擇LKM-SG大水口兩板模作為該套模具的模架，加入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件，利用UG的工程圖模塊導(dǎo)出工程圖，制訂完整的加工工藝，完成該零件的CAD模具設(shè)計(jì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

利用計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)功能，可以有效的縮短模具的制造周期，提高一次試模的成功率，節(jié)省新產(chǎn)品的研發(fā)資金，為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和模具行業(yè)的日益壯大，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚雪松，新編塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].人民郵電出版社，2007.

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