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關鍵詞：陶瓷機械；數字化技術；應用研究

我國陶瓷機械裝備雖然近幾年來有了一定的進步，但在整個陶瓷行業的發展中仍沒有發揮很好的同步發展效應，更沒有起到引領行業發展的作用。當前科技迅猛發展，數字化設計技術作為一支重要的生力軍，在各行各業都發揮著巨大的作用?，F代陶瓷機械裝備應加速向“數字”和“精確”陶瓷行業發展。推行CAD/CAE/CAN、MIS 和加工柔性化系統、建立FMS 示范工程、加快我國陶瓷機械裝備數字化設計與制造技術的應用研究等。已成為歷史賦予我國陶瓷機械裝備技術人員的責任。

一、數字化設計制造技術概述

數字化（Digital）是指信息（計算機）領域的數字（二進制）技術向人類生活各個領域全面推進的過程，是基于產品描述的數字化平臺，建立基于計算機的數字化產品模型，并在產品開發全程采用，達到減少或避免使用實物的一種產品開發技術。這種設計全面模擬產品的設計、分析、裝配、制造等過程。數字化設計與制造技術的應用可以大大提高機械產品開發能力，縮短產品研制周期，降低開發成本，實現最佳設計目標和企業間的協作，使企業能在最短時間內組織全球范圍的設計制造資源共同開發出新產品，大大提高企業的競爭能力。數字化設計與制造技術集成了現代設計制造過程中的多項先進技術，包括三維建模、裝配分析、優化設計、系統集成、產品信息管理、虛擬設計與制造、多媒體和網絡通訊等，是一項多學科的綜合技術，其目的是通過建立數字化產品模型，利用數字模擬、仿真、干涉檢查、CAE 等分析技術，改進和完善設計方案。數字化設計含蓋了現代設計的最新技術，同時也是現代設計的前提。涉及的主要內容有：

1.CAE/CAPP/CAM/PDM CAD/CAE/CAPP/CAM 分別是計算機輔助設計計算機輔助工程、計算機輔助工藝過程設計和計算機輔助制造的英文縮寫，它們是制造業信息化中數字化設計與制造技術的核心，是實現計算機輔助產品開發的主要工具。PDM 技術集成是管理與產品有關的信息、過程及人與組織，實現分布環境中的數據共享，為異構計算機環境提供了集成應用平臺，從而支持CAD/CAPP/CAM/CAE 系統過程的實現。

2.異地、協同設計在因特網/ 企業內部網的環境中，進行產品定義與建模、產品分析與設計、產品數據管理及產品數據交換等，異地、協同設計系統在網絡設計環境下為多人、異地實施產品協同開發提供支持工具。

3.基于知識的設計將產品設計過程中需要用到的各類知識、資源和工具融入基于知識的設計（或CAD）系統之中，支持產品的設計過程，是實現產品創新開發的重要工具。設計知識包括產品設計原理、設計經驗、既有設計示例和設計手冊“設計標準”設計規范等，設計資源包括材料、標準件、既有零部件和工藝裝備等資源。

4.虛擬設計、虛擬制造綜合利用建模、分析、仿真以及虛擬現實等技術和工具，在網絡支持下，采用群組協同工作，通過模型來模擬和預估產品功能、性能、可裝配性、可加工性等各方面可能存在的問題，實現產品設計、制造的本質過程，包括產品的設計、工藝規劃、加工制造、性能分析、質量檢驗，并進行過程管理與控制等。

二、陶瓷機械設計領域的特點

1.當前行業發展中存在的主要問題

1.1技術、裝備水平低。大多數陶機專業廠技術力量不足，產品設計多用傳統的設計方法，CAD 等現代化設計方法應用還不普遍，工廠裝備落后，數控機床和加工中心為數不多，計量、檢測、控制手段較差，生產機械化程度低；

1.2產品質量差、檔次低。陶機產品外觀質量落后，有的性能不穩定，機電一體化產品很少，尚有許多空白，成套性差，產品附加值低，在國際市場上缺乏競爭力；

1.3產業組織結構不合理，生產專業化水平和企業管理水平低。我國陶機工業雖然己經形成一定體系，但專業化分工、集約化程度很低，標準化程度也不高，產品零件互換性差，難以滿足高檔瓷生產的要求。這種生產方式極大地限制了現代化科技的應用，日用陶瓷和建筑陶瓷機械始終沒有趕上國際先進水平。

2.陶瓷機械設計領域的特點

2.1結構類型多、型號多。例如在真空練泥機設計中，有單軸、雙軸和三軸真空練泥機等；泥漿泵設計有單、雙缸，立式、臥式等；

2.2常用設備功能結構比較穩定，結構復雜程度較小。例如球蘑機、練泥機、滾壓成型機等一般由機架、傳動系統、執行機構等組成，不同型號的設備采用的部件類型和結構參數有區別，但產品功能基本相同。這種結構穩定性非常便于采用模塊化變型設計技術和參數設計技術；

2.3常用陶瓷機械產品受企業投產規模、陶瓷原料性能的影響，研究開發周期長，采用ICAD 技術能縮短產品研究開發周期，節約成本。

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(一)操作中的“數字化”

Pro/E在產品開發設計時主要通過參數化來實現。通過幾何約束和尺寸約束，把握設計對象造型模塊的特征與關聯，有效地控制了模型修改的一致性和造型風格的統一性。主要有兩種操作類型:一是尺寸約束參數化，對形狀特征進行尺寸約束;二是定位約束參數化，即對特征進行定位約束。

(二)數字化設計制造

自從數字計算機在20世紀40年代誕生以來，就改變了過去圖紙、模型式的制造方式，利用CAD、CAM等技術，實現了無圖紙的計算機輔助設計，被稱之為數字化設計。隨之，信息集成的數字化設計產品與多功能數控機床、機器人化的生產制造設備等信息并聯，使設計的產品能被快速加工成型，這個過程被稱為數字化制造。數字化制造實際上就是在對制造過程進行數字化的描述中建立數字空間，并在其中完成產品制造的過程。2014年10月8日中國新聞網刊載了一條新聞:據《紐約每日新聞》報道，世界首款3D打印汽車終成現實……它的制作周期為44個小時，并且最高時速可以達到80公里每小時。中國3D打印技術產業聯盟執行理事長羅軍在青島第二屆世界3D打印技術產業大會會上表示:“近期，教育部正在制訂方案，讓3D打印機走進學校，促進3D打印教育普及。同時，科技部、工信部也正在探討3D打印產業化問題。”諸多實例表明，3D打印技術已然進入并應用到了生產制造領域。國務院參事、科技部原副部長劉燕華對相關媒體也表示，3D打印代表了制造業的數字化。綜上所述，數字化設計已經是數字化制造中的一個設計環節，在工業制造業的大系統中被稱為數字化設計制造技術。Pro/E操作中的“數字化”主導設計經過機床系統的處理后生成程序段，進入機床成型或3D打印快速成型，即完成了數字化設計制造。

二、Pro/E建模與輔助設計

Pro/E作為美國PTC公司推出的軟件，目前是最普及的三維CAD/CAM/CAE應用軟件之一，經歷幾十年的發展，現已成為一個全方位的產品開發軟件，集合了眾多強大的功能，如草繪設計、產品組件設計、產品造型設計等。它將設計造型的特征以全參數化的方式在其三維建模系統之中運算，形成了其特有的全參數化三維建模功能。利用Pro/E進行設計實踐時，常見模型利用軟件自帶的功能即可組合形成，不規則的或造型較復雜的造型則需要用二維草繪的方式來完成，具體是建曲線輪廓，再由曲線輪廓創建曲面，再根據造型旋轉曲面，或切割曲面等方式來完成;結構更復雜的造型，則需要進行建模前的結構分析、特征分解等工作，將這些復雜造型解構成為單一的造型，按“零件”來進行造型建模，再分析這些零件間的位置關聯關系，進行組裝裝配完成建模工作，最后轉化為實體模型。利用曲線輪廓特征、拉伸、拉伸加厚、實體切除等方式的油壺模型?，F代制造企業的競爭，是產品和設計的競爭。企業產品的開發越來越依靠現代化的產品設計方法和技術手段?，F代產品設計方法是以電子計算機為手段，運用工程設計的新理論和新方法，使計算結果達到最優化，使設計過程實現高效化和自動化。以此來看，行業發展的現狀使產品設計師必須熟練掌握Pro/E等計算機輔助設計的能力，便于提高產品設計開發的周期、節約設計成本等。

三、Pro/E設計創作與案例展示

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關鍵詞：自動化技術；機械設計；制造

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.221

0 前言

隨著科學技術的不斷發展，衍生出了許許多多的高新技術，在機械設計制造行業中，也出現了技術上的進步與創新。自動化技術就被廣泛應用與機械設計制造中，例如，已從傳統的進行單一的車、磨等加工工藝的生產設備轉變為新型的加工中心設備，實現了同一產品的全方位加工，既提高了生產效率，又保證了產品的加工質量。自動化技術在機械設計制造中的應用使企業得到了快速地發展，因此，應對當前自動化技術的應用現狀進行分析，加大自動化技術在機械設計制造中的應用。

1 自動化技術在我國機械設計制造中的應用現狀

自動化技術涉及的范圍較廣，可被應用于生產中的方方面面。單單從生產線上的生產設備來說，目前我國應用于生產中的高精度加工設備大多來自于進口或是組裝，應用最廣泛的、在生產中處于核心地位的數控系統也大多采用西門子、三菱、法納克等國外數控系統，我國自己研發的、應用于實際生產中的數控系統還較少。另外，從機械設計制造業中的自動化管理方面來說，許多發達國家早已研發出自動化管理系統和信息化管理系統，并將其應用于自動化生產中，而我國大多數機械設計制造企業在自動化管理上仍采用人工管理為主的管理費方式，手工勞動仍在勞動工程中占較大比重，也有一些企業正在邁向自動化生產，并且在逐步擴大自動化設備的應用，如加工中心、數控磨床、數控車床等。除此之外，自動上卸料設備、自動裝加工藝設備、在線工藝檢測設備等自動化技術也被廣泛應用到了實際生產中，為企業的生產帶來了不少的便利。為促進機械制造業的長遠發展，從物料的運輸、上卸料、裝夾、換刀、加工到零件檢的驗等環節有效地應用自動化技術，保證生產過程的穩定與流暢，應該成為目前我國機械設計制造業的工程設計人員和管理人員共同的奮斗目標。

2 自動化技術應用于機械設計制造中的優勢

2.1 節約時間、提高工作效率、保證產品質量

在機械設計制造過程中應用自動化技術是生產作業中的一種標準的作業方式，自動化技術的有效應用能夠實現機械設計制造業生產過程的穩定性，并且保證產品質量的穩定性，在節約工作時間，提高生產效率的同時，能夠監管人員的操控過程，有效地避免了生產過程中出現的失誤，保證了產品的質量，減少了材料的浪費，避免了生產成本的浪費。機械設計制造中自動化技術的應用是與計算機技術結合起來應用的，可利用計算機的輔助系統對生產過程及信息進行管理，使生產工藝不斷優化，進而提高了產品質量。

2.2 優化資源配置

自動化技術在機械設計制造業中的應用能夠優化企業的資源配置，提高企業的資源配置優化度，提高企業的生產效率和勞動生產率，為企業帶來巨大的經濟利益和社會效益，使企業能夠在日益競爭的社會環境中利于不敗之地。對于機械設計制造業來說，企業的發展基于機械設計，將自動化技術與機械設計有效地結合起來，能夠很大程度地提高機械設計的創新性能，以此提高機械設計制造業的進一步發展。

3 自動化技術在機械設計制造中的具體應用

3.1 自動化技術在數控技術上的應用

數控技術是一種將計算機中相應的硬件與數字化技術、控制技術和機械自動化技術融合起來的技術，由于數控技術的這一特點，使得機械設計制造技術更為高效和便捷，并且使自動化技術在機械設計制造中得到更有效地應用。自動化技術在數控技術上的應用研究將是我國機械設計制造業的一個重要的研究方向，其具有巨大的研究價值，但該項技術需要專業的技術人員進行嚴格把控和操作，以避免操作失誤，帶來不必要的損失和浪費。

3.2 自動化技術在集成化系統中的應用

科技的迅速發展使得許多高新技術被廣泛應用于機械設計制造業中，在機械設計制造業中融入新科技，促使技術的創新，如數控加工系統等技術的創新。機械設計制造中的集成化系統也同樣可以融入自動化技術，它是一種應用信息技術，以信息工程為理論指導，進一步優化機械設計制造過程，使工程重組和精簡結構相結合，實現信息自動化。企業將數據庫系統與計算機網絡相連接，實現生產和管理的統一，提高企業的服務質量和產品質量。

3.3 自動化技術在人工智能技術中的應用

機械設計制造中的人工智能技術是一種將自動化技術、機械制造技術、系統工程與人工智能技術相互融合、相互滲透、相互作用的綜合技術。該技術由智能機器與人類專家形成的一體化系統進行操控，可以在機械設計制造過程中進行思考、判斷、推理等智能活動，換句話說，該項技術是機械制造技術與人工智能技術的有機結合，將人工智能技術融合到機械設計制造中的各個環節，模擬智能活動，使系統智能化，實現生產過程的自動監控，立即發現錯誤或者避免誤差的出現，并且還有自動糾錯功能，大大提高了機械制造的自動化。

4 結論

綜上所述，當前我國自動化技術在機械設計制造中的應用較發達國家相比仍處于較落后階段，在自動化設備的應用上還未研發出自己的系統。通過分析研究，自動化技術在機械設計制造中的應用能夠有效地節約生產時間，提高生產效率、避免成本的浪費，促進機械設計制造業的進一步發展。因此，我國應加大自動化技術在機械設計制造中的應用，提高機械設計制造業的競爭力，使我國機械設計制造業利于不敗之地。

參考文獻：

[1]黃學俊.自動化技術在機械設備制造中的應用[J].中國高新技術企業，2015（30）.

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關鍵詞：機械設計制造；自動化技術；發展現狀；發展趨勢

中圖分類號：TH122;TH16 文獻標識碼：A 文章編號：

當前，在我國現代化制造業中，機械設計制造已經成為非常重要的組成部分。并且，在我國國民經濟發展過程，機械設計制造發揮著重大作用。為了實現工業生產的進一步發展，改進機械設計制造技術，成為必然的發展趨勢。近些年來，我國在機械設計制造及自動化技術發展方面取得了一定的成效，但相比于國際先進水平，還存在一定差距，有待采取措施進一步加強。

1現代機械設計制造及自動化技術分析

1.1現代機械設計制造及自動化技術概念

機械設計制造在傳統工科專業中，屬于非常重要的組成部分，其發展與應用狀況，直接關系到國家社會經濟及相關技術的發展狀況。當前，在外部不斷變化發展社會經濟環境的影響下，機械設計制造及相關技術的發展步伐也在不斷加快，并且也取得了一定的成效。由于傳統機械設計制造技術，無法滿足現代工業以及時展的需求，并且在新技術不斷發展形勢的推動下，自動化這種新型技術隨之誕生。

1.2現代機械設計制造及自動化技術應用意義

自動化技術，對傳統技術有所改進，并且在機械設計制造中得到較為廣泛的應用。自動化技術的發展與具體應用，彌補了傳統機械設計制造行業中存在的一些不足：增加了行業內容、擴大了行業的定義范圍。同時自動化技術的應用，使得在生產機械相關產品過程，提升了制造工藝的精確度；借助電子信息技術，工藝變量的控制度更為嚴格，促進無人化、智能化機械制造管理的實現，同時實現了生產成本的降低和生產效率的提升。此外，而由于自動化技術的融入，使得機械相關產品的價值有所提升，應用功能也隨之增多。

2機械設計制造及自動化技術的發展趨勢

現階段，我國機械設計制造及自動化技術，在社會經濟以及科學技術的帶動下，得到了一定程度的發展，并且開始在工業領域得到廣泛應用。但相比于西方發達國家，我國該項技術的水平，尚未達到國際化的高水準。根據當前的形勢來看，我國機械設計制造及自動化技術，未來還需要朝著人性化、智能化、模塊化、綠色化以及生活化這幾個方面發展，以滿足時展的要求，從而更好的為工業和社會發展服務。接下來，筆者將針對這幾個方面，展開較為詳細的論述：

2.1人性化發展趨勢

在全社會倡導“以人為本”理念的形勢下，機械設計制造及自動化技術將來勢必要朝著人性化方向發展。無論是從社會市場經濟發展角度而言，還是從企業自身的發展層面來看。任何一項技術，只有符合人性化特征，才屬于真正意義上為人類服務的技術，才能夠真正促進人類社會的發展，才能真正的滿足人們需求，最終獲得人們的認可。為此，機械設計制造及自動化技術在未來的發展過程中，還應根據人類生產與生活的現實需求，做出相應調整，盡可能生產與人們需求相符的人性化產品，從而為人們提供諸多便利，進而為人類的可持續發展做貢獻。

2.2智能化發展趨勢

在科學技術不斷發展與進步的趨勢下，可以說，現階段各個領域都在追求智能化。究其原因主要在于：智能化的實現，能夠將人力從繁瑣的勞動中解放出來，促進生產力水平的提升和工作效率的提高。機械設計制造及自動化技術，通過智能化發展，能夠有效拓展應用范圍，同時增加機械產品附加值，以適應現代社會生產的需求。

2.3模塊化發展趨勢

在現代社會生產與發展過程，模塊化已經成為了一種非常重要的思維。機械設計制造及自動化技術的模塊化發展與應用，將大幅度提高機械產品的生產速度與效率，同時促進產品精確度、標準化水平的提升，以實現機械制造業的標準化、規范化、效率化生產。如此可見，機械設計制造及自動化技術的模塊化發展，將在推動整個社會生產與發展過程，發揮重大作用。

2.4綠色化發展趨勢

從國內現狀來看，在政府大力推進城市化、工業化發展過程中，社會經濟雖然得到了快速的發展，但與此同時，也帶來了一些負面影響，如環境污染嚴重，影響到人類社會的可持續發展。為了有效改善這種狀況，實現人與自然的和諧發展，機械設計制造及自動化的綠色化發展則成為必然的趨勢。機械產品生產與發展的目的，主要就是為了滿足人們的需求，為人們提供生產與生活便利，為人們營造更好的生活條件。

2.5生活化發展趨勢

機械設計制造及自動化技術在工業生產中的應用，其目的主要就是為人們的生產與生活提供方便。因而，機械產品生產應該緊密結合人類的生產與生活，將其生活化特征體現出來?，F階段，我國機械設計制造及自動化技術，在農業生產、居住、辦公等領域，都得到了較為廣泛的應用。自動化技術的發展，為人們帶來了諸多便利。在未來，機械設計制造及自動化技術，還需要進一步朝著生活化方向發展，以充分體現機械產品的實用價值。

3結束語：

綜上所述，文章主要針對機械設計制造及自動化概念及應用意義，以及未來的發展方向展開了研究，希望能夠為我國機械制造行業的進一步發展，提供部分可借鑒的理論依據。

參考文獻：

[1]閉業傾.機械設計制造及其自動化的發展方向研究[J].科技與企業.2014(10)

[2]張玉芝.新時期機械設計制造及自動化專業特色分析[J].產業與科技論壇.2014(09)

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關鍵詞 工業生產；自動化技術；機械設計制造；應用

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）11-0088-01

在當前的網絡信息時代，機械制造業顯著加快發展步伐，不但為發展經濟迎來機遇，還對機械制造業產生巨大沖擊，原因在于國家機械制造業的自動化水平和發達國家還在較大差距，如果不加強對機械設計制造自動化技術的應用，勢必會對工業發展產生消極影響。所以機械設計制造自動化技術的應用就成為人們深入研究并加強實踐的重要課題。

1 機械設計制造自動化技術應用的重要性

應用機械設計制造自動化技術能促進整體工業生產效率的提高，能促使自動化技術充分發揮其優勢。對于機械設計制造自動化技術優勢，較為顯著的就是其多樣化功能，最大限度發揮出處理信息的能力、自動化控制的能力，有效提高機械設計制造的自動化與智能化程度。同時，應用自動化技術還能有效提高機械設計制造的生產力水平，保障工作效率、工作質量等的提高，顯著增強工業生產的安全性[1]。因自動化技術能替代人工操作，所以大大降低人工失誤率，能及時在機械設計制造中發現問題、解決問題，保證安全生產。且應用自動化技術比較方便，能輕松發揮優勢，加強對機械設計制造自動化技術的應用就顯得至關重要。

2 機械設計制造自動化技術應用的主要方式

2.1 信息流應用

機械設計制造自動化技術催生全自動的工業生產模式，人們只需通過計算機把生產程序設計好，就能完全控制生產機械。信息流則是自動化技術的重要應用方式，它涵蓋計算機的輔助設計、輔助制造、輔助工藝設計、產品數據管理系統等，能高效而精準地計算各種數據，設計出機械產品的最佳結構與最佳生產模式，讓整個機械生產過程實現精密化、標準化。

2.2 集成化應用

計算機技術、微電子技術以及自動化技術持續快速發展，在機械設計制造中衍生出各種各樣的新技術，包括計算機輔助測試技術、柔性制造系統、數控加工自動化控制技術等。為優化級別不同、類型不同的機械設計制造系統，在自動化技術融入系統加以集成是相對簡單的方式，即集成化應用機械設計制造自動化技術。這主要是按照系統工程理論優化、控制工業生產流程、機械制造流程，并依托重組過程、精簡機構等方式促進機械設計制造系統的自動化，在信息網絡、數據庫等技術的支撐下把生產制造系統、經營管理活動等集成整體，基于客戶需求實現機械的柔性化生產。

2.3 智能化應用

智能機械的設計制造技術是綜合性技術，包括自動化技術、人工系統工程以及機械制造技術，它是典型的一種人工智能系統，能開展分析、推理、判斷、決策等智能活動[2]。在生產環節分析生產的行為或結果的質量，并判斷問題、推理成因、提出整改決策等。當生產某個機器元件之后，依托傳感器就能統計相關參數，再通過分析各方面參數明確元件存在問題與否，如有問題則要判斷其類型、發生原因，推理形成問題的最終環節等，最后決策整改方式。通過實現對機械設計制造自動化技術的智能化應用，能有效減少人工成本，真正實現生產制造工序的自動化。

3 機械設計制造自動化技術的實際應用與發展

3.1 在實際中的應用

在實際的機械設計制造操作中，應更重視應用自動化技術。隨著人們不斷深入研究機械制造自動化理論，自動化的目的日益明確，自動化技術在實際的機械設計制造實際中也更適用。所以在應用機械設計制造自動化技術時，企業應結合自身發展需要，重視突破生產環節，使生產與需求更貼近，并實現有效的自動化，在提高企業經濟效益的同時不斷應用并發展自動化技術。

現如今，很多機械制造企業已經基本實現對設備的自動化控制，并在實際操作中逐步實現自動化、數字化、智能化的機械控制。在機械自動化生產中，可依托單機自動化生產設施促進自動化的生產線的實現，同時依托綜合自動化設備管理生產線，實現對生產更有效的控制，快速提高生產效率，使機械設計制造的自動化效果更理想。例如，機械設計制造自動化技術在汽車制造行業得到廣泛的應用。應用PLC技術就使覆蓋率超過90%，應用變頻器技術幾乎涉及汽車制造中的全部調速以及軟啟動過程，機械變速基本被取代。另外，應用IT技術更是覆蓋機械設計制造的辦公、物流等環節，還涵蓋采集產品、裝配防錯、管理設備故障等，成為機械設計制造的生產支柱。大多數工業企業在機械設計制造過程中融入了識別系統、柔性生產，基于IT系統與識別技術，形成柔性大、多品種混流生產，而在制造汽車的發動機、變速器、地盤等機械時，依托對數控設備、加工中心的應用，逐漸形成柔性生產線，有效節約成本，促使機械產品不斷更新并換代。

只是在機械設計制造水平的限制下，很多企業并未將自動化技術完全應用于生產實際，在追求高度自動化上也稍有欠缺，針對關鍵的制造生產環節也只是應用能節省成本的自動化手段，通過改革促進自動化的實現，之后就以此為基礎不斷積累應用機械設計制造自動化技術的經驗，并不斷改進設備，實現真正的自動化生產，爭取最終做到高度自動化的CIMS生產。國家在不斷發展機械設計制造自動化，其技術水平越來越高，一些工業企業特別是勞動密集型的企業，它們在機械的自動化設計、生產、管理等方面都有顯著的提升。所以機械設計制造自動化技術的應用應逐漸朝著高級的自動化、集成化、智能化的方向發展，促使機械設計制造自動化技術體系不斷趨于成熟。

3.2 發展路徑多樣化

市場發展的個性化使得我國的機械設計制造在國際競爭中面臨越來越激烈的競爭，且國家機械設計制造的技術、金融手段等的發展相對滯后，使西方發達國家獲得將其機械產品傾銷至國內的途徑，嚴重影響國家機械設計制造業的成長與發展。為此，務必要加強對機械設計制造自動化技術的科學應用，并及時改革、更新自動化技術，在各個工業生產領域應用新的科技成果，促使機械設計制造自動化技術有多樣化的應用與發展路徑。如應用納米技術就能顯著提高機械設計制造的精度，使其達到納米級水準，依托納米尺度研究原子、分子，讓機械設計制造自動化技術更先進、更實用，以便有效拓展應用范圍。而為自主研發科技成果，機械設計制造業需綜合應用納米加工技術、機械納米材料技術[3]。應用機械設計制造自動化技術能顯著提高工程精密度，這涉及納米技術、微細加工等模塊，使電子技術或微型機器人能在機械設計制造中得到更充分的應用。機械設計制造的高度自動化模塊則可以適應國際化發展要求，提高機械制造企業的國際競爭力。另外，應用融化沉積制造、選區激光燒結等快速成型技術，能快速制造出機械設計制造的零件原型，打破傳統去除材料的方式對設計的局限，通過累積、添加實現設計目標。

4 結論

科學技術事業的蓬勃發展使得工業制造發生翻天覆地的改變，機械設計制造也因此面臨更高的自動化要求，促使機械產品提高自動化水平。如今，機械設計制造已經無法和自動化系統脫離，機械設計制造必須在新的網絡信息發展形勢下不斷開拓創新對自動化技術的應用，為工業實現跨越式發展提供保障。

參考文獻

[1]李昊.自動化技術在機械設計制造中的應用研究[J].信息化建設，2016（7）：276-277.

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【關鍵詞】農業機械；數字化設計；制造；技術

1數字化技術的內涵和特點

對于數字化的設計技術來說，它有著多個方面的特點。首先，數字化的設計技術有著統一化的產品定義模型，因此在各個行業當中它的應用比較廣闊；其次，對于數字化設計技術來說，它可以開展并行設計。同一個項目可以有多個小組來進行聯合的操作，在這樣的情況下，不僅使得工作的效率得到提高，也能夠使得它的質量得到保障；最后，數字化設計技術對于實物模型的依賴程度比較低，特別是在開展計算機技術仿真處理的時候，和傳統的設計技術比起來，它的工作效率非常高，同時也能夠有效地降低設計成本[1]。

2農業機械設計領域的特點

2.1結構類型多、型號多。在農業機械設計領域當中，農業機械的結構類型和型號比較多，例如，在對播種機進行設計的時候，需要根據所播種的農產品物種和農業的特點來進行劃分，常見的機械類型有條播機、穴播機和精密播種機等。如果從這些機械的作業寬度和配套的動力角度出發，又可以分為單體、2行、4行等播種機[2]。2.2功能結構穩定，復雜程度低。對農業機械來說，它們的功能結構一般都比較穩定，同時整體的復雜程度都不高。以播種機為例，在組成上，它一般都會有機架、地輪和傳動系統等。此外，不同型號的播種機，它們本身所使用的部件的類型和它們的結構參數也會有著一定的差異性，但是它們最終的產品功能都是相同的。2.3農業機械試驗受季節影響性大。對于農業的機械來說，它們在設計之后需要開展相關的試驗工作，但是在試驗工作開展的時候會受到季節性的影響，因此對于農業機械進行研發所需要的周期比較長。

3農業機械設計中數字化設計記住和制造技術的應用

3.1在農業機械設計中引入虛擬技術。虛擬技術是一種可以創建并且真實體現虛擬環境的一個計算機仿真系統，對于虛擬技術來說，它對多種技術進行了綜合，例如：網絡技術、計算機仿真技術和三維圖像技術等。隨著經濟和社會的不斷發展，在市場競爭日益激烈的背景之下，用戶的需求會越來越趨向于個性化和特色化。在這樣的背景下，利用虛擬現實技術在農業機械的設計中發揮作用，可以使得產品的設計和后續的制造成本得到有效的降低，并且也使得產品在設計和研發的周期上得到剪短，在最大程度上滿足了用戶對高質量低成本產品的需求。在農業機械設計中引入虛擬技術已經成為了一種大勢所趨，其主要在虛擬設計環節上發揮出作用。虛擬設計本身就是使用虛擬技術在產品的開發設計中進行運用和輔助，簡單來說，就是設計人員首先設計出一個虛擬的農業機械產品，然后利用系統和各種各樣的技術手段，對這一個虛擬所得到的農業機械產品進行各方面的研究、檢查和分析工作。通過這樣的方式可以幫助人們對產品是否滿足農業生產設計的需求來進行檢驗，同時也可以及時的發現產品中存在的問題和缺陷，開展各方面的修改工作。對于在機械設計中應用的虛擬設計系統來說，它主要有兩個部分，一個部分就是虛擬設計系統的主體，這個主體，它是由虛擬環境生存下來構成的。另外一個部分則是一個的設備，這個的設備是非常多樣化的有數據的傳輸裝置，也有信號的控制裝置，更有人機進行交互的各種各樣的工具等等。在這些部件和系統的幫助之下，可以大大節省機械設計的周期，提升效果。3.2實現產品的設計和制造協同。對于農業機械的設計和制造來說，它是一個聯動的過程，在傳統的設計方式當中，設計和制造環節的脫節現象比較嚴重，從而使得一些比較好的設計概念沒有辦法在現實中得到實現，并且最終發揮作用，推動農業生產的進行?；谶@樣的弊端，在未來的數字化設計技術的應用過程當中，會更多的對農業機械產品的設計和制造階段的協同化進行實現。在二者的協同之后可以使得機械設計能夠得到優化，并且這樣的優化是比較及時的有效的，使得需要花費的費用得到降低，縮短整個設計和制造的周期。對機械產品的設計和制造環節進行兼顧的協同化設計，是數字化技術的一種集成式應用，也是推動設計效果能夠得到最優化直觀呈現的有效措施，將會成為未來農業機械設計制造的主要發展方向。3.3加強設計的創新。對于農業機械的設計和制造來說，創新是一個永遠都不變的真理，也是技術生存的根本，特別是在數字化設計技術當中，創新是非常關鍵的一個生命力所在。對于數字化設計技術來說，它在農業機械設計中的應用會伴隨著時間的流逝出現一定的變化和調整，并且在這變換和調整的過程中會出現一些新的問題，在這樣的情況下，這就要對本身的技術進行創新，從而才能夠使得農業機械設計的科學性和前沿性得到呈現[2]。此外，對于農業機械設計來說，它會朝著越來越高的標準進行發展，因此也需要數字化的設計技術對自身的標準進行不斷的提升。對新技術的應用，在整個應用的過程當中，要加強理念和技術的創新，同時以新的理念來實現技術的探究和改革，最終提升整體介紹發展的前景，也推動農業機械設計的水平得到有效的提高。

4結語

綜上所述，數字化的設計技術是未來機械設計的一個最主要應用技術，它在農業機械設計中的使用可以使得設計水平得到有效的提升。根據未來農業的發展需求以及數字化設計技術本身的發展需要，今后在開展農業機械設計的時候會加強虛擬技術、產品設計和制造協同和技術創新等方面的發展，從而使得數字化設計技術可以更好地在農業機械設計中進行應用。

作者:方更新 單位:福建漳浦縣赤湖鎮政

參考文獻

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關鍵詞：沖壓模具；數字化技術；設計應用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.009

0 前言

目前我國以航空制造業和汽車工業為主的機械類制造業發展迅速，促使我國沖壓模具以年20%的速度持m增長。沖壓模具本質上屬于技術密集型產品，沖壓生產中的沖壓產品的智聯、生產效率等與模具設計具有較大的關聯，大力發展模具的數字化設計與制造技術的分析與研究，將數字化技術廣泛應用在模具工業中，促使現代機械制造業得到快速發展。

1 沖壓模具設計和制造中的數字化關鍵技術

在沖壓模具的使用上，要將數字化技術應用在模具制造的全過程，實現自動化制造和精確化制造，促使沖壓模具的高效開發。模具制造的數字化技術主要是將計算機技術應用在模具制造的過程中，實現每一制造環節的精確控制，從而滿足沖壓生產的要求。數字化關鍵技術具體包括以下幾種：

（1）沖壓成形CAE技術。沖壓成形CAE技術本質上是利用計算機技術制造計算機軟件，并將計算機通用軟件應用在模具自動化質量控制過程中，促使該技術能夠滿足模具制造的精確度要求，也顯著提高沖壓模具的使用周期。如AutoForm/PAM-STAMP軟件應用在模具制造過程中，通過計算機分析、模擬機械用材的流動、厚度的變化以及材料的破壞、起皺等，以此來對模具產品零件的成形、工藝設計進行準確的預見和建議，實現模具的形變。

（2）模塊化的快速設計系統。對于沖壓模具的制造與設計，要重視結果設計，能夠將技術系統應用于模具制造上，提高模具設計的質量。如隨著現代計算機技術的發展，沖壓CAD/CAM的一體化技術應用在模具設計上，可以有效避免單一軟件使用的弊端。

CAD通用軟件主要是應用在交互繪圖和造型層次的設計上，一般是以模具設計人員的設計經驗為主來進行模具繪圖和造型設計，這種軟件設計方法不能夠及時發現模具設計中的不足之處，一定情況下會延誤模具設計周期，影響模具的設計質量。因此在數字化關鍵技術的使用上，可以將模具設計的技術結合起來，彌補單一技術應用中的不足之處。

2 沖壓模具設計和制造中的數字化技術的優點

（1）數字化裝配技術的優點。沖壓模具的裝配方法一般分為4種，包括互換裝配法、分組裝配法、修配裝配法以及調整裝配發等具體內容，在模具設計上，可以將這四種裝配法按照先后順序應用在設計環節中，有利于進行精加工，減少裝配過程中模具標準件的損毀。

（2）計算機仿真技術的優點。在傳統的沖壓模具設計上，高度鋼材在循環加載條件的作用下，會產生較強的包辛格效應，而計算機仿真技術的應用極大程度上改變了沖壓設計現狀，通過計算機仿真模擬將設計參數設計在固定范圍內，進行沖壓設計，提高了模具設計的精確度。

（3）數字化參數的程編優點。參數化程編應用在沖壓模具的加工制造上，在數字化技術的作用下，逐漸從單純的型面加工擴展到結構面加工，由中低速加工變化為高速加工，從小切深變為高進給，有效改善工件加工質量，減少加工打磨面；減少試模的工作量，提高模具制造的精度；刀具使用上以小型加工模具為主，注重細節制造，以此既滿足模具的設計精確度要求，也有效降低使用費用。

3 沖壓模具設計和制造中的數字化技術的應用

3.1 軟件技術在模具產品設計同步工程中的應用

在模具產品的同步開發中，要想滿足沖壓模具的建設要求，就要將沖壓工藝貫穿于沖壓模具的同步開發過程中。在沖壓模具的開發設計上，要求設計人員全員參與，從沖壓模具的生產工藝、產品的沖壓技術再到模具的具體開發，都要依據沖壓成形的物理規律進行模具設計，借助計算機數字化技術真實的反映模具與板料的的關系，并將計算機軟件應用在模具變形設計的全過程中。

在沖壓模具的設計上，可以應用非線性理論、有限元方法以及各項計算機軟硬件，以此來對產品零件的成行進行精確的預算，全面提高沖壓模具的技術機控制質量與效率。

3.2 模塊結構化的快速設計應用

在數字化技術使用上，要預先消化模具的任務要求（沖壓要求），結合現場模具生產經驗，應用模具結構庫，進行模具的初設計；其次再要進行模面設計，這一階段調用標準機械件庫，組裝成一套完整的模具。在參數化模塊設計上，要實現典型結構模板化和重復工作智能化，以此來提高沖壓模具的制造水平。

典型結構模塊化，主要是基于模塊化的思想，對沖壓模具的典型結構進行分類總結，應用數字化技術進行模具設計參數的控制，生成智能化模板，以此在模具設計過程中完成建模；重復工作智能化應用上，主要是將模具設計過程的重復工作利用智能化模板和二次開發工具來實現縮短設計周期的目的，以此來實現沖壓模具的智能化、自動控制化進程。

3.3 信息系統的應用

在沖壓模具設計上，要將數字化技術應用在制造業的每一環節中，如可以將數字化技術應用在機械自動化管理、繪圖設計、參數分析、模具制造以及模具檢測中，在這一過程中應用信息化系統，可以實現產品信息的共享，并將模具制造信息以計算機信息化的形式固定下來，從而為沖壓模具的制造設計提供借鑒意見，降低模具設計人員的工作量。

4 結語

隨著信息技術以及科學技術的發展，我國的沖壓模具已經由傳統的機械模具形式轉變為機械自動化體系，將先進的數字化技術應用在模具制造上，極大提高了我國沖壓模具的發展速度，也提高了沖壓模具的精確度和使用周期，推進了我國沖壓模具的行業的發展進程。

參考文獻：

[1]潘宇祥.探討數字化技術在沖壓模具設計與制造中的應用[J]. 工程技術：全文版，2016（07）：00258.

[2]肖樂.數字化技術在沖壓模具設計與制造中的應用[J].工業c， 2016（06）：00201.

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關鍵詞：自動化；機械；制造

0引言

隨著社會的不斷發展，我國經濟和科學技術方面的都有了很大的提升和改善，具體看機械化設計制造方面，各種技術的發展也較好地推進了該行業的發展。其中，自動化技術就是一項尤為重要的技術，在機械制造設計方面的運用能夠大大降低生產成本，提高生產效率，對這一技術的運用，對該行業的發展有很大的促進作用，在日后應該對這項技術進行廣泛推廣使用。

1機械設計制造自動化應用的背景

1.1現狀分析

近些年來，機械制造業在生產模式上有了很大的變化，傳統中多以固定流程、固定組織和模式簡單的機械結構為中心的生產方式已經被社會所淘汰，不再適用當今社會，而以自動化為主的現代化科學技術逐漸在應用中嶄露頭角，開始被多數人接受，這是更高層面的市場、更加個性化的市場所需求的[1]。近幾年，全國上下都興起了機械自動化技術的制造和設計研究，但是比起國外發達國家來說，我國的機械自動化技術當前依然有問題和不足，還與國外發展水平存在著較大的差距，主要是我國的產品結構、智能化程度和生產投入方面還存在差距。

1.2應用意義

自動化對于不同的行業有著不同的意義，在機械行業，自動化技術是指機械設備等可以在極少人干預甚至不需要人干預的情況下根據事先預約的程序進行規范化的設計和制造，這種更高科技的生產模式，打破了傳統的生產方式，大大提高了機械制造的生產質量和生產效率，并且很大程度上會降低人力成本，現在我們的自動化技術已經有了較為廣泛的應用，已經在運輸、檢測、裝備、制造和設計等多個行業領域有了發展，這項技術是我國機械制造業發展所必須的一項技術[2]。

2自動化應用舉例

2.1計算機綜合制造系統中的應用

計算機制造系統，即集成制造系統。在計算機綜合制造的技術開發出之前，機械制造中已經出現了很多項輔助技術，包括質量控制、測試、工藝規劃和計算機輔助技術等等，這些技術能夠在每一項工作上優化相關的成本，但是這些技術是分散開的，各為其戰，并不能夠在整體上大大提高升高生產效率、降低人工成本，機械設計制造的綜合競爭力也因此沒有大幅度提升，而計算機綜合制造技術的誕生，使得每一項單獨的技術能夠結合起來，建立起信息分享和數據模型的大平臺，對每項工作進行了協調，從全局的角度提高了生產效率，節省了成本，提高了綜合競爭力。在技術構成上，這項技術包括了現代管理理論、先進材料和電子信息在內的先進的設計和制造技術，通過管理理論、自動化技術、傳感器、計算機等的運用，來對生產進行調控，是提高生產率的重要手段，包含特種加工技術、計算機輔助制造技術和數控技術等。

2.2柔性自動化生產技術

這是最先由英國提出的概念，通過對產品信息的掌握，進行數字加工和協調物料儲運系統，用來與不同的加工和生產對象相適應。這項技術的發展依賴于成組技術，這種技術是指按照需要將對象進行排列，方便選擇適合的存儲和運輸系統，并且根據目的地進行相應的調整，這項技術的信息控制結構是分總的金字塔型結構，將計算機作為主要的控制手段，以便在生產中進行數據管理和生產監控，進行生產計劃的調節[3]。還可以對組群計算機進行負責，將下一層的生產情況向上一層進行信息的傳達，最底層的工藝設備的接口對每個生產接口的生產情況進行數據收集并進行檢測，根據上層的生產指令進行相應的調整。柔性自動化儲運系統包括加工廢料、加工工具和毛坯工件等生物材料的運輸和儲存。

2.3自動檢測在機械設計和制造業中的應用

自動化技術中和重要的一項就是自動檢測技術，這是由傳感器和傳統的儀器發展過程中得來的，在機械的設計中，使用自動檢測技術可以無需很多人工進行干預，即可進行檢測，能夠有效減少不合格產品，提高生產質量。自動檢測系統主要是由結果輸出、數據處理、信號調節以及傳感器等組成的，大多數都會擁有信息處理系統，以最大限度提高檢測的準確率。

3結論

現階段，我國機械制造業的發展水平在不斷的提高，在機械的設計和制造方面都有了一定的發展，盡管對傳統的制造業進行轉型是一個艱巨的任務，需要對該行業所涉及的所有方面都進行創新和改革，但是自動化技術的運用無疑是一個突破口，運用自動化技術來進行產品研發，能夠提高設計水平和生產效率、降低成本、加強機械制造業的綜合競爭力、讓企業在市場競爭中占據有利地位。

參考文獻：

[1]于守澎.自動化技術在機械設計制造中的應用探討[J].黑龍江科學，2016，01（10）：38，67.

[2]李昊.自動化技術在機械設計制造中的應用研究[J].信息化建設，2016，07（11）：276-277.

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關鍵詞 材料成型及控制工程專業；卓越工程師；數字化設計與制造技術；教學體系

中圖分類號 G642.0

文獻標識碼 A

文章編號 1005-4634（2012）05-0073-04

隨著計算機技術的飛速發展，數字化設計與制造技術開始在模具制造業中發揮著越來越重要的作用，并且已經成功應用到模具設計、分析、仿真、模擬以及制造的全過程，數字化已經成為模具制造行業發展的必然趨勢。因此眾多模具企業需要大量的數字化設計制造高技能人才。長江三角洲地區是我國模具行業最集中和發達的地區之一，對模具高級工程人才的需求更加旺盛，培養符合企業需求的大批具有創新精神的模具卓越高級工程師，既是學校自身發展的需要，也是高校的職責所在。

目前，國內各院校成型專業技能人才的培養與企業要求不能達到“零對接”。這主要表現在：課程體系與企業需要的數字化設計制造能力要求脫節；課程內容陳舊，實踐環節薄弱。其結果導致學生工程實踐能力和設計創新能力不強。

為了適應設計制造領域快速發展的形勢和滿足社會對數字化設計與制造技術人才的需求，按照國家“卓越工程師培養計劃”的基本要求，南京工程學院材料成型及控制工程專業正在探索和研究新的培養模式，改革傳統的課程設置，對現有零散、重復交叉的數字化設計與制造課程進行整合、補充和優化，改革傳統的課程體系和教學方法，構建卓越計劃背景下數字化設計制造技術教學體系，對培養學生的創新能力和數字化設計制造技術工程的應用能力具有重要的意義。

1 材料成型及控制工程專業卓越工程師總體培養目標

在對眾多模具企業進行廣泛調研的基礎上，參照其他高等院校本專業的培養計劃，結合南京工程學院的實際情況，制訂了新的成型專業卓越工程師培養目標。新確定的培養目標是使學生掌握金屬塑性成形和高分子塑料成型以及現代模具設計與制造的基礎理論和工藝技術，具有應用三維數字化技術進行產品的模具設計、成型過程模擬分析、數控自動編程等基本技能，具備一定的材料性能及產品質量檢測分析的能力，擅長模具設計制造與材料成型生產的技術管理，能夠在模具領域從事設計制造、技術開發及生產經營管理的卓越模具工程師。

卓越計劃培養目標下數字化設計制造技術教學不能只滿足于學生會使用造型軟件工具，還要使學生掌握必要的軟件開發原理、計算機與專業結合的切入點等必要的理論基礎，即在教學內容灌輸上不但要做到“知其然”而且要“知其所以然”；數字化設計制造技術教學重點在于培養學生的綜合應用三維數字化設計能力，完成產品的三維模具設計、成型過程CAE分析、模具型腔模擬加工等，使學生對材料成型CAD/CAPP/CAE/CAM一體化有一個系統的訓練，并結合在企業的一年生產實踐，進一步強化和鞏固課堂理論知識。

2 卓越計劃背景下數字化設計制造教學體系構建

在卓越計劃總體培養目標的指導下，結合本專業現有的軟硬件教學條件，建立實用性、可操作性強的數字化設計與制造能力教學培養體系（如圖1）。所構建的教學體系決不是簡單地增加幾門軟件使用操作課程，也不是在原來的課程體系中再增加一系列獨立的、自成體系的數字化設計技術類課程，而是必須明確在卓越計劃背景下以三維數字化設計制造能力為培養目標，以CAD/CAPP/CAE/CAM一體化為理論教學主體，并與專業課程有一定的聯系，創新實踐環節上以模具數字化設計實訓、課外創新活動為基礎，同時輔以Pro/E、UG等三維應用軟件資格培訓、模具卓越工程師培訓等。通過改革傳統的教學體系和教學手段與方法，使得學生既擁有數字化設計制造技術的應用能力，又具有較強的創新意識和創新能力。

在理論教學中注重文理滲透，拓寬基礎。夯實學生計算機應用能力，注重分析研究模具專業技術的新發展，并以數字化技術為主線指導教學內容，將有關的現代科學技術融于課程教學中，改革教學內容、教學方法和手段，給予學生基本的創新理論與方法，啟迪學生的創新意識與思維，發掘學生的創新潛力。

3 卓越計劃背景下數字化設計與制造技術課程體系配置

數字化設計與制造技術課程涉及成型專業領域的模具CAD設計方法、成型工藝計算機輔助自動決策（CAPP）、成型過程模擬、最新成型加工方法等。隨著理論與信息化技術的快速發展和社會需求的不斷變化，數字化設計與制造技術課程體系應當精選和改造傳統課程，充實、反映當前科技成果的最新內容（如圖2所示）。

模具工程基礎課程主要為后續課程打下一個基礎，如《CAPP概論》、《CAD/CAM技術》課程中會涉及到實用CAPP系統、模具CAD系統的開發，就需要學生掌握VB語言等計算機語言基礎。

數字化設計系列課程培養學生現代模具設計理論與方法，應用數字化技術進行產品（實物模型）的三維CAD造型、三維模具型腔的設計、工藝分析、成型過程模擬等，使數字化設計技術貫穿設計全過程。

模具設計與制造相輔相承，先進的設計必須有先進的制造技術來實現，數字化制造技術是先進制造技術的核心。為此，在課程設置中，突出數字化制造技術，設置數字化制造系列課程，培養學生應用數字化制造技術與方法解決產品的制造問題。

專業素質拓展系列課程通過模具工程師理論基礎、模具設計選材與失效分析、壓鑄工藝與模具設計等專業素質拓展課程的學習，進一步拓寬材料成型領域模具設計專業知識。

4 數字化設計與制造創新實踐教學

創新實踐教學是數字化設計與制造技術培養中極為重要的組成部分，只有通過實踐才能更好地培養學生創新意識以及利用數字化技術進行創新設計的能力。創新實踐教學主要包括數字化設計與制造系列課程實驗、模具數字化設計制造實訓、基于校企聯合的綜合型實踐教學以及課外科技活動等。

4.1數字化設計與制造系列課程實驗

數字化設計與制造系列課程實驗以工程為背景，密切聯系工程和圍繞工程進行；針對傳統的實驗內容都被孤立地分散在各門專業課中、互不發生聯系的狀況，對實驗內容進行篩選和整合，實現專業課程實驗課的綜合化。以逆向工程課程為例，本課程實驗要求選取的實驗對象與后續模具數字化設計制造實訓選取的實驗對象一致，以便實現CAD/CAPP/CAE/CAM一體化。

4.2模具數字化設計與制造實訓

模具數字化設計與制造實訓是以典型模具零件為工作任務進行模塊化教學，主要流程為：用三維掃描儀（RE）對零件進行掃描獲取零件的三維坐標信息，在此基礎上完成對零件的三維CAD造型，并由零件的三維模型得到成型模具的三維型腔；根據模具結構對成型過程進行CAE模擬，模擬結果分析無問題后在計算機上使用軟件進行模具型腔的模擬加工，生成相應的加工數控代碼。利用數控機床所提供的通用標準接口將現代技術制造中心的多臺數控機床通過計算機網絡聯接起來，組建成一個局域網；將該局域網與CAD/CAE/CAM試驗中心的局域網連接起來，使設計信息、工藝信息、加工信息及后置處理數據能及時地傳遞到制造單元，學生在CAD/CAE/CAM試驗中心進行數控編程和仿真的數據也可直接傳送到機床上，這樣就構成了網絡化制造環境，減少了中間環節，增加了可靠性，并提高了工作效率，如表1所示。

4.3基于校企聯合的綜合型實踐教學

為了從根本上解決工程人才培養中工程教育不足和校企脫節的嚴重現象，“卓越計劃”建立了高校與企業優勢互補、聯合培養人才的新模式，將學生在校期間的學習分為校內學習（三年）和企業學習（一年）兩個階段。企業學習階段主要安排學生到企業完成的教學環節有：認識實習、生產實習、畢業實習、畢業設計等。畢業設計要求結合企業實際項目進行。企業學習階段重點強調學生數字化設計與制造能力的培養、訓練和形成，以及工程創新意識的培養。

4.4課外科技活動

在模具卓越人才的培養過程中，理論學習是基礎，思維是關鍵，實踐是根本，三者必須緊密結合。在理論教學、實踐教學、課外培訓等環節中，不僅要注重創新理論和方法的培養，還應注重創新思維和創新能力的培養，開展豐富多彩的創新活動。通過開展學術講座、課外科技活動等創新活動，可以極大地調動學生學習和實踐的積極性?？蛇x擇的校內科技活動項目包括：大學生科技創新、模具創新設計大賽、AutoCAD創意設計大賽、數控技能大賽等?？蛇x擇的校外競賽項目包括：挑戰杯全國大學生科技作品設計大賽、中國大學生創意創業大賽、3D數字化創新設計大賽等。

5 教學體系實施的保障

5.1校企聯手打造高素質的“雙師型”師資隊伍

師資隊伍建設是實現培養目標和提高教學質量的關鍵因素。積極組織“卓越工程師培養計劃”的專任教師到企業參加實踐或參加項目研制開發，進而提高教師的工程實踐能力。企業實習指導教師以生產一線的高級工程師為主；企業授課教師必須是在模具相關的企業工作三年以上，并具有一定的模具數字化設計與制造能力；企業畢業設計指導教師必須要求是具有較深的工程實踐背景的企業高級工程師或中高層領導，且能全面、系統地掌握相應的工程實踐環節。

5.2建立適應卓越人才培養需要的校內外實訓基地

建立穩定的、滿足教學需要的校內外實踐教學基地，是培養學生數字化設計與制造能力的重要保證。南京工程學院購進了數控加工中心、線切割、電火花等一批先進設備，還引進了符合專業發展方向和相應行業背景的企業，在學校營造必要的工程教學環境，將工程專業要素融入到平常理論學習和實踐教學當中。

近年來南京工程學院先后與企業共建了“江蘇省模具工程技術研究中心”、南汽模具裝備有限公司國家級“工程實踐教育中心”、“江蘇小節距工業鏈條工程技術研究中心”、“鑄鍛技術工程技術研究中心”等。同時，學院還與昆山模具工業城、無錫模具廠、永儒塑膠有限公司等企業建立了穩定的校外實習基地，營造了學生的實踐教學環境。

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關鍵詞：無圖制造 鈑金零部件 數字化系統

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)08-0195-01

隨著數字化無圖制造技術的發展，數字化制造系統已經演變成鈑金零部件加工和制造的關鍵性工具，鈑金數字化制造的信息載體已經完全由“模擬量”轉換成“數字量”。眾所周知，“數字量”信息其做大的優勢就是安全、精確、并行分布式處理、傳遞易行、容量大。鈑金數字化制造系統的信息所表達出來的“數字化”，往往會引發信息處理上的一些變化，譬如：其所引發的技術革新和操作手段都有了巨大的變化和更新，因此，我們必須要在數字空間的實際運行模式中不斷的完善和探索。

1、鈑金數字化制造現狀分析

激光切割制造技術的出現，完全替代了“剪切－沖”的工藝流程，它的特點就是靈活且具有較大的柔性，其缺點就是運作成本比較高。這種制造技術最常見于一些形狀不規則的產品或器件上，隨著小批量零部件的大量生產，激光切割制造技術越來越受到人們的重視。因為激光切割具有高柔性和高精度以及三維設計技術的不斷完善和成熟，使用者可以完全從新設計和流程中取得收益，這樣就可以大大降低生產成本，而且還能夠有效地縮短工期。所以新的鈑金工藝其實就是從設計開始的，及設計+激光切割+折彎+焊接/鉚焊。多重折彎工藝在國內的箱體制造業已經比較普及。好處是省掉了傳統的加強筋。在實際生產過程中我們發現激光具有切縫細，精度高的優秀特點。通常情況下，都是一次性進行切割，然后配合4次的折彎，從而實現4個工件。這種制造方式，完全超越了傳統工藝的設計思路，所以為縮短工期奠定了基礎。激光切割的不斷普及，市場要求提高速切割，只有這樣才能降低待機的時間，向厚板，高反射材料進行擴展，降低電耗成本等。例如雅馬哈2010年所推出的by speed機型，其切割的速度可高達40m/min，加速度為3g，它能夠切割20毫米厚的不銹鋼，12毫米厚的鋁合金，6毫米厚的紫銅等，而所耗電只有60kW左右。機器的有效利用率能夠達到95%以上。

2、鈑金數字化制造系統模式

2.1 數據源的整合與集成

鈑金零部件的數字化制造數據大都是采用集中的管理與存儲，這樣就可以形成一個惟一的數據源。每一個系統都是經過產品的具體數據管理系統進行訪問制造相應的模型、工裝和工藝信息，從而改變了模擬量的傳遞模式，滿足了所有信息在不同的用戶之間與不同的應用系統之間的集成和共享。鈑金零部件制造數字化數據庫所有的知識組元可以隨時更新而且還能夠多次使用，鈑金數據庫知識系統的完善和建立，極大程度地滿足了所有信息的數字自動化表述，同時，在每一個數字化的設計當中都可以重新使用所有者的制造技術，這就完全顛覆了傳統意義上，單憑經驗和多次的試驗設計模式。集成系統協同設計就是把數據庫、知識重用工具以及應用系統整合到一個相同的平臺，該平臺為工程設計的統一介質，使得整個數字化流程固定化，對所有數字化制造流程進行統一的控制和管理，從而進一步集成了各大子系統制造工藝，完成了其要素的設計。

2.2 數字量控制與傳遞

在傳統鈑金制造模式中模擬量主要是依靠傳遞實現的，所有零部件的生產流程中所有的環節都缺少一個整體的數字化定義，其所生產的成品難以確保精度和準度。數字化制造則是通過前提準備，將每一個使命的設計要素準確地進行了數字化的表述，憑借數字化的信息驅動生產材料加工的所有過程。通過對零部件模型的設計，就能得到所需產品的具體尺寸和形狀，不過由于在零部件生產過程中出現很多的中間不確定狀態，所以很難對設計信息向制造延伸。設計和制造模型屬于相同對象的不同組成部分，其分別用于兩個不同的生產階段。確定了內容與工序之后，制造模型主要是結合工藝生產過程中的具體因素，對產品做出的一個詳細描述，把以往制造模式中通過模擬量表達零件尺寸與形狀的所有信息進行了數字化的定義，是工藝過程設計和工藝資源設計的依據。

3、鈑金制造要素設計

3.1 知識建模

知識建模其實就是根據鈑金零部件生產過程中所出現的知識，通過鈑金零部件將其串聯起來，把鈑金制造和加工過程中所有知識作為一個整體系統，從橫向和縱向兩個方向進行歸納建模。縱向方面主要是從宏觀到微觀組元進行構建知識系統，同時依據不同知識組元易難程度進行分層建模，通常都是將該系統劃分為型、域、屬、族四個不同的層次。知識分類的最基本的單元就是型，它是根據知識具體求解對象的疑難程度進行分類，主要包含實例、基型和典型知識。橫向方面，通過進一步地分析所有組元間的相互依賴關系，建立一個如同記憶網一樣的模型，把鈑金相關知識轉化為由制造要素所組成的網絡，建立一個完整、科學、便于管理的鈑金知識庫。

3.2 知識使用

基本類型的知識對形成問題解方案的作用方式分為表型和典型兩種。知識可直接形成問題的解方案，基型知識則部分形成問題的解方案。鈑金制造指令設計、成形模具設計等問題求解，根據知識的層次模型使用對應的屬及基類知識，開發不同的推理方法，如：基于表型知識的推理、基于典型知識的推理、基于基型知識的推理等。以工藝流程設計為例，對于典型鈑金零件，通過歸納總結典型方案，根據各種條件檢索得到合理的工藝流程；對于非典型零件可以依次采用基于實例的設計或創成式方式來完成；知識檢索采用基于編碼的精確匹配方法。

4、結語

無圖制造技術的發展，為鈑金零部件的生產和加工提供了一個巨大的發展空間，其主要就是因為無圖制造技術不但涵蓋了最新信息和最前端技術，而且更重要的是它促進了生產技術的數字化智能化的發展。本文通過對鈑金零件數字化制造系統模式的研討和分析，提出了鈑金數字化制造模式和解決思路，其中制造模型是面向制造過程對鈑金零件信息的組織，采用集成管理的方法形成了鈑金數字化制造的數據源。

參考文獻