数字化制造技术范文

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1数字化制造技术的内容

通常情况下，认为数字化制造技术的技术基础是计算机的虚拟制造，利用虚拟的功能，在没有制作样品的情况下，对产品的设计、制造、安装、质量检测等阶段进行模拟，降低产品从设计到制造之间的不确定性[1]。在计算机的模拟技术中，生产制造的过程在数字空间压缩和提前，并得到检验，能够提前发现在实际的生产制造中可能会出现的问题，并及时改善，使实际的生产过程和生产系统得到优化，在节约研发费用和研发时间的基础上提高设计的成功率。

2数字化制造技术的具体工作流程

数字化工厂系统是数字化制造技术在工艺领域的综合运用，也为汽车的供应商和制造商提供一个共享工艺信息的开放平台，企业在这个平台上能够实现制造各个流程的模拟，并且共享制造的信息，顺利制造产品。数字化制造技术的具体流程包括：①从设计部门获取产品（汽车）的数据；②从工装工具和汽车生产部门获得资源数据；③对制造工艺进行规划；④对制造工艺进行验证和仿真；⑤客户化输出。

3数字化制造技术在汽车制造中的实践

数字化制造技术从汽车的开发到质量检测都能够模拟，能够大幅度提高汽车的开发质量，因而得到在汽车制造中得到应用普及。数字化制造技术在汽车制造流程中的应用包括了质量管理、冲压、白车身、涂装、总装、动力总成。1）在冲压中的应用。仿真冲压生产线能够分析动态力、材料流，检查模具干涉，从而对汽车的设计加以验证。其主要优点是：利用3D在设计阶段就能够更好地沟通，检查早期设计错误、优化运动学、工艺设计同步进行、降低工作时间。2）在白车身中的应用。汽车制造中白车身的制造主要是焊装，通过自动分配焊点、自动选择焊枪、可达性分析、离线编程等工具的使用，优化管理白车身的工艺流程（设计、仿真、优化、方案验证），并将白车身制造过程中的信息及时更新、共享，加强生产线供应商和主机厂的交流合作。3）在涂装中的应用。仿真涂装生产线，利用可达性分析、离线编程、标准工序等工具动态分析涂装流程，并对多种概率分布，比如正态、经验分布做统计分析，输出相关的统计分析图，利用这些分析图优化设计方案。4）在总装中的应用。数字制造技术在总装生产线上主要是对生产工艺进行规划，包括定义装配操作和装配次序，分配需要装配的零部件。在总装中可以利用的技术有三维仿真分析、静动态干涉分析、装配间隙分析、支持生产装配分析、工具可达性分析、装配可视性分析等等，利用仿真人工装配操作优化操作的场地和装配循环的时间，并且制定方案设计和排产计划[2]。5）质量管理。利用数字制造技术对汽车制造的质量进行管理，在设计上优化公差和装配方案，并以定义的质量特征为依据；在离线的状态下生产测量程序，供数控机床或者是坐标测量机使用。对比CAD模型的尺寸信息，分析和优化汽车的质量控制。

4数字化制造技术在汽车质量管理中的应用

车身的质量是汽车质量控制的重点内容，其中包括了钣金连接强度、内外观性能、装配难易性等，而这些又都和制造的精度有着密切关系[3]。控制汽车制造精度技术控制汽车各种尺寸，因此需要控制和管理尺寸偏差。汽车的机构比较复杂，一般只看车身装配就包括了四百个左右薄板冲压零件、一百个左右装配站、两百个左右夹具和四五千个焊点，还包括内外饰件，过多的零件会积累尺寸偏差，必须在汽车质量控制的全过程对尺寸偏差实施管控。1）设计阶段。在数字化制造技术中有一种叫做产品保质设计的设计方法，利用仿真分析工具模拟原型，并将后续的制造问题也考虑在设计当中，优化设计方案和设计工艺。在设计中利用的仿真分析工具是3D尺寸链和仿真产品，在其制造和装配的过程中对产品的尺寸偏差进行预测，并分析导致偏差的原因，判断设计的尺寸能不能够达到要求，如果不能达到要求，就会给出整改方案。2）制造阶段。在加工制造汽车的过程中，对质量进行控制的是CMM和CNC，CMM是指数字化的设置、仿真与模拟三坐标测量仪，而CNC是指数控加工设备，利用这两个设备做到制造阶段的离线编程和在线监测。3）汽车生产阶段。跟踪、分析和从工厂各类测量设备中获取的生产质量信息，利用对数据的深度关联分析找出能够解决问题的方案，在降低成本的同时提高汽车的质量和生产效率。

5结束语

在汽车质量管理中，数字化制造技术是未来汽车行业会普遍应用的技术，也是汽车行业在市场竞争和科技发展下的必然选择。只有融合了高科技技术的汽车制造，才能够满足人们对汽车质量的要求，保持汽车行业的健康可持续发展。

参考文献：

[1]黄川.全面质量管理方法在汽车制造业的运用——以江铃汽车全面质量管理运用为例[J].南方农机,2014(6):9-11.

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中图分类号：D622 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0013-01

前言：汽车制造业的发展进程在一定程度上反映一个国家或地区的现代化进程。我国很早以前就将汽车生产作为国家发展的重点，在过去的几十年间，我国汽车制造业实现了从无到有以及不断发展的过程，汽车生产技术水平也在发生着日新月异的变化。我国在提升产量的同时，要实现产业结构的转换，实现技术、设备以及管理手段的提升。本文通过对数字化技术在汽车生产与制造中应用介绍，分析了目前汽车行业常见的数字化技术以及信息系统，以推动我国汽车设计制造的发展，提升行业水平。

1. 数字化技术在汽车设计制造中应用概况

1.1 数字化技术的概念

数字化技术利用计算机系统、数据库、多媒体技术等，进行信息获取、信息处理，并与实际生产需求相结合，进行产品外观及结构的设计、性能的模拟以及生产制造，以生产出符合需求的产品。在此过程中，计算机及信息技术发挥了重要的作用。例如，数据库中的交互图形系统，可以实现快速计算和数据分析处理。计算机辅助软件的开发和使用可以实现产品设计的可视化和便捷化。数字化技术能够有效缩短产品开发时间、降低产品开发成本、提高产品质量，在今天产品制造日益精密化、复杂化的环境下，具有十分重要的意义。在企业的数字化体系建设过程中，包含着设计与生产平台的构建，以及评审体系的建立，涉及范围广、部门多，且一定程度上取决于公司运行和管理的结构。因此，实现汽车设计制造中的数字化，需要对企业进行全方面的考量，从而企业提升开发能力和核心竞争力。

1.2 数字化技术应用于汽车设计制造时遵循的原则

针对数字化技术的特点，汽车设计制造应遵循两个原则：科学性和实用性。科学性主要体现在汽车设计方案中，设计者需对汽车制造技术要求、数字化技术要点以及影响制造效果的因素全面了解，使数数字化技术在汽车设计生产中得到最大化利用。除了设计方法的科学化，设计理念和精神、设计手段等都要遵循科学方法，只有将数字化技术贯穿到汽车的实际设计生产中，才能更好的发挥其优势，实现行业新技术的探索和研发。实用性原则建立在汽车的实际生产情况上，由于汽车实际制造车间较科研场所来说比较简陋，生产能力较为落后，因此，一些精度高、难度大的生产任务难以实现。因此，为了使设计方案尽可能满足实际生产能力，数字化技术的容错率应适度提高，并充分考虑影响设计方案的外部因素。此外，企业坚持实用性能够避免不必要的投入，最大限度保证技术可靠性和经济性，提高汽车生产制造水平，提升产品竞争力。

1.3 数字化技术之于汽车设计制造的意义

数字化技术对于汽车设计与制造环节具有十分重要的意义。数字化技术较传统制造技术具有许多优势。首先，数字化技术的分散性和独立性能够将复杂整体分解化、详细化，并转化为数据，方便查找及实用。其次，数字化技术建立在计算机技术的基础上，因此能够进行个几何数据的计算，同时可以对模型进行和修正。例如，力学、声波等信息通过计算、建模的步骤，可以将具体信息直观的反映出来，且易于修改。此外，由于数字化技术大量使用信息系统，因此广泛使用于汽车产品设计等需要数据处理和融合、数据传输以及数据选择的环节。未来信息计算的发展也将带动汽车数字化水平的提高，汽车设计制造过程的现代化将是汽车行业发展的必然趋势。

2.数字化技术在汽车设计制造中的具体应用

2.1 数字化技术在汽车设计中的应用

数字化技术广泛应用于汽车新产品的开发，其中逆向工程技术最为常见。逆向工程技术将多种技术进行结合，常用于产品的快速改造或仿制，是新技术应用的关键。在使用中，根据可用数据信息，制作出自由曲面并对其进行反求设计，和实体设计，从而得到所需模型产品。目前，逆向工程技术广泛应用于激光快速成型中。在汽车设计中，由于设计师常通过油泥模型制作进行构思创作，因此需要对制作好的油泥模型进行信息采集，这时可以采用非接触式三坐标测量技术。该技术主要通过三坐标测量机获汽车模型的三维数据信息。由于其不需要接触，因此能够适用于大多数测量实体，并节省测试时间。在汽车模型的测量中，除了以上部分，还需对数据噪声点进行处理，避免尖角或边沿对数据的影响。此外，数字化技术还常用于汽车覆盖模具尤其是拉伸模型的设计。通过对覆盖模件的三维模型设计，配以部分优化，实现模件的构建。以拉延筋为例，通过构建二维特征曲线得到拉延筋曲面，将其与光滑曲面相连接，从而得到所需模件，可以大大提升设计效率，提高设计方案的准确性。

2.2 数字化技术在汽车制造中的应用

在汽车制造中，数字化技术的优势不仅体现在产品质量上，还体现在企业的生产效率以及生产成本上。数字化技术能够对汽车模型进行数据更改，尤其是复杂的曲面，能够有效简化加工工作，降低成本，同时提高产品精度。企业对数字化系统的建立能够改善企业整体生产状况，提升生产水平，而具体工件和刀具的数字化使用则对产品质量及生产效率有着重要的意义。刀具和工件的科学化是汽车数字化生产技术的关键。将确立好的模型参数输入到计算机系统中，通过刀具对工件毛坯、原材料等进行加工。采用这种方法，可以实现加工过程的科学测量，同时可以检测加工状态，并对紧急状况及时采取措施。除此之外，数字化技术还常见于刀具轨迹的设置中，由于汽车制造道具走向多样，因此针对不同生产要求，应选择合适的刀具轨迹。目前较为常用的为平行切法，采用这种方法不仅可以实现加工质量的最大化，同时操作难度较低，能够缩短生产周期，减小企业成本。实际生产过程中，针对可能出现的球头铣刀运动过大的情况，要及时进行参数处理，同时对基本参数如坐标系进行检查，以保证生产过程的稳定和高效化。

2.3 数字化技术在汽车评审体系中的应用

汽车评审体系的数字化技术主要体现在评审模型构架上。企业的数字化评审体系应包含四个部分，分别是产品造型、零部件开发、总布置、整车分析和制造工程。后两种为评审过程的重点。在此过程中，通过创建数据标准以实现汽车评审的直观性和统一性。定义模数成熟度要求，将不同的生产环节模数成熟度差异化。例如模具制造要求最终的三维模型，而计算机辅助分析等后续工作则对模数要求不高，能够反映相关特征即可。此外，规范数据流程，是评审工作的基础。将重要节点的数据冻结，保证下游系统数据使用的可靠性，保证评审工作的顺利进行。

3 结语：

数字化已成为汽车行业未来的发展趋势。数字化技术已逐渐应用于设计和制造的各个环节。计算机技术、数据库以及软件等的革新推动着汽车生产与制造业现代化进程的发展。高质量、高效率的数字化生产逐渐取代原有的生产模式，产品设计和研发研发体系也得到了有效的提升。我国的汽车制造数字化水平还有很大的发展空间，未来将有更多的先进技术投入到实际设计与生产中，将推动汽车行业实现更大的进步。

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中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)08-0195-01

随着数字化无图制造技术的发展，数字化制造系统已经演变成钣金零部件加工和制造的关键性工具，钣金数字化制造的信息载体已经完全由“模拟量”转换成“数字量”。众所周知，“数字量”信息其做大的优势就是安全、精确、并行分布式处理、传递易行、容量大。钣金数字化制造系统的信息所表达出来的“数字化”，往往会引发信息处理上的一些变化，譬如：其所引发的技术革新和操作手段都有了巨大的变化和更新，因此，我们必须要在数字空间的实际运行模式中不断的完善和探索。

1、钣金数字化制造现状分析

激光切割制造技术的出现，完全替代了“剪切－冲”的工艺流程，它的特点就是灵活且具有较大的柔性，其缺点就是运作成本比较高。这种制造技术最常见于一些形状不规则的产品或器件上，随着小批量零部件的大量生产，激光切割制造技术越来越受到人们的重视。因为激光切割具有高柔性和高精度以及三维设计技术的不断完善和成熟，使用者可以完全从新设计和流程中取得收益，这样就可以大大降低生产成本，而且还能够有效地缩短工期。所以新的钣金工艺其实就是从设计开始的，及设计+激光切割+折弯+焊接/铆焊。多重折弯工艺在国内的箱体制造业已经比较普及。好处是省掉了传统的加强筋。在实际生产过程中我们发现激光具有切缝细，精度高的优秀特点。通常情况下，都是一次性进行切割，然后配合4次的折弯，从而实现4个工件。这种制造方式，完全超越了传统工艺的设计思路，所以为缩短工期奠定了基础。激光切割的不断普及，市场要求提高速切割，只有这样才能降低待机的时间，向厚板，高反射材料进行扩展，降低电耗成本等。例如雅马哈2010年所推出的by speed机型，其切割的速度可高达40m/min，加速度为3g，它能够切割20毫米厚的不锈钢，12毫米厚的铝合金，6毫米厚的紫铜等，而所耗电只有60kW左右。机器的有效利用率能够达到95%以上。

2、钣金数字化制造系统模式

2.1 数据源的整合与集成

钣金零部件的数字化制造数据大都是采用集中的管理与存储，这样就可以形成一个惟一的数据源。每一个系统都是经过产品的具体数据管理系统进行访问制造相应的模型、工装和工艺信息，从而改变了模拟量的传递模式，满足了所有信息在不同的用户之间与不同的应用系统之间的集成和共享。钣金零部件制造数字化数据库所有的知识组元可以随时更新而且还能够多次使用，钣金数据库知识系统的完善和建立，极大程度地满足了所有信息的数字自动化表述，同时，在每一个数字化的设计当中都可以重新使用所有者的制造技术，这就完全颠覆了传统意义上，单凭经验和多次的试验设计模式。集成系统协同设计就是把数据库、知识重用工具以及应用系统整合到一个相同的平台，该平台为工程设计的统一介质，使得整个数字化流程固定化，对所有数字化制造流程进行统一的控制和管理，从而进一步集成了各大子系统制造工艺，完成了其要素的设计。

2.2 数字量控制与传递

在传统钣金制造模式中模拟量主要是依靠传递实现的，所有零部件的生产流程中所有的环节都缺少一个整体的数字化定义，其所生产的成品难以确保精度和准度。数字化制造则是通过前提准备，将每一个使命的设计要素准确地进行了数字化的表述，凭借数字化的信息驱动生产材料加工的所有过程。通过对零部件模型的设计，就能得到所需产品的具体尺寸和形状，不过由于在零部件生产过程中出现很多的中间不确定状态，所以很难对设计信息向制造延伸。设计和制造模型属于相同对象的不同组成部分，其分别用于两个不同的生产阶段。确定了内容与工序之后，制造模型主要是结合工艺生产过程中的具体因素，对产品做出的一个详细描述，把以往制造模式中通过模拟量表达零件尺寸与形状的所有信息进行了数字化的定义，是工艺过程设计和工艺资源设计的依据。

3、钣金制造要素设计

3.1 知识建模

知识建模其实就是根据钣金零部件生产过程中所出现的知识，通过钣金零部件将其串联起来，把钣金制造和加工过程中所有知识作为一个整体系统，从横向和纵向两个方向进行归纳建模。纵向方面主要是从宏观到微观组元进行构建知识系统，同时依据不同知识组元易难程度进行分层建模，通常都是将该系统划分为型、域、属、族四个不同的层次。知识分类的最基本的单元就是型，它是根据知识具体求解对象的疑难程度进行分类，主要包含实例、基型和典型知识。横向方面，通过进一步地分析所有组元间的相互依赖关系，建立一个如同记忆网一样的模型，把钣金相关知识转化为由制造要素所组成的网络，建立一个完整、科学、便于管理的钣金知识库。

3.2 知识使用

基本类型的知识对形成问题解方案的作用方式分为表型和典型两种。知识可直接形成问题的解方案，基型知识则部分形成问题的解方案。钣金制造指令设计、成形模具设计等问题求解，根据知识的层次模型使用对应的属及基类知识，开发不同的推理方法，如：基于表型知识的推理、基于典型知识的推理、基于基型知识的推理等。以工艺流程设计为例，对于典型钣金零件，通过归纳总结典型方案，根据各种条件检索得到合理的工艺流程；对于非典型零件可以依次采用基于实例的设计或创成式方式来完成；知识检索采用基于编码的精确匹配方法。

4、结语

无图制造技术的发展，为钣金零部件的生产和加工提供了一个巨大的发展空间，其主要就是因为无图制造技术不但涵盖了最新信息和最前端技术，而且更重要的是它促进了生产技术的数字化智能化的发展。本文通过对钣金零件数字化制造系统模式的研讨和分析，提出了钣金数字化制造模式和解决思路，其中制造模型是面向制造过程对钣金零件信息的组织，采用集成管理的方法形成了钣金数字化制造的数据源。

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中图分类号：V261 文献标识码：A

1 引言

近年来，国内航空发动机制造企业由于面临国内外同行业的激烈竞争，对制造周期、加工质量、加工成本的要求越来越高。在数控加工领域，迫切需要通过发展CAD快速建模技术、CAM高效编程技术、数控加工仿真技术、数控加工防错技术等数字化制造技术来快速提升数控加工能力，来满足企业精益生产的要求。

2 项目概述

2.1 技术指标

2.1.1在某型号发动机中实现MBD项目的应用

2.1.2两类机匣实现基于设计模型的工序高效建模及模块化编程应用

2.1.3重新完成主要数控机床的仿真控制系统，刀具、优化数据库建设，实现仿真过程规范化。

2.1.4完成典型件刀具、切削数据库建设，实现仿真过程切削参数规范化。

2.1.5完成数控程序管理防错内容修改，完成数控机床防错功能和刀补防错程序开发，在程序中和工步中增加防错技术手段。

3 技术方案

3.1 总体技术方案及其实施过程与效果

3.1.1机匣典型零件基于设计模型的工序高效建模及模块化编程应用

机匣类零件UG编程模板的建立包括以下内容：

（1）定义加工模板类型。在UG样板文件中，针对不同机匣典型零件的加工特点，如材料、几何特征、加工阶段等内容制定不同的加工方式。

高温合金零件，在粗加工和精加工阶段，所考虑的加工方式是不同的，粗加工主要考虑高效去处余量，保证精加工余量的均化。精加工为了保证零件的加工质量，效率放在次要地位。针对不同的加工对象，应采用不同的加工模板，如上面零件的铣面、清根，就需要不同的加工模板，将整个工序内容按照加工顺序，完成所有编程内容设置。

（2）创建加工方法组、刀具组。建立加工方法组和刀具组，可以省去每次创建操作时必须进行的加工刀具、加工方法等参数的重复性设置工作，提高编程效率。创建刀具组就是将所需刀具的类型、名称、直径、长度、切削刃长度等信息按照要求，然后调用刀具库中已有刀具进行关联，完成加工刀具组工作。在加工过程中，为了保证加工的精度，需要对粗加工、精加工创建方法组，方法组就是为粗加工、精加工制定统一的加工公差、加工余量、进给量等参数。

（3）确定加工模板中的加工参数。将操作中的各种加工参数固化，在以后的编程工作中不再重复输入。这里主要有两个方面的内容：一是指加工切削参数，如进给量、主轴转速、走刀方式、步距、切削方向等；二是指UG产生程序所需的条件和控制选项，如驱动方式、投射方向、刀轴方向、机床控制、显示方式等。对这些参数和选项按规范的要求确定好后，在以后的编程工作中不再输入，既节省了时间，又减少了出错的机会。

（4）刀具库的建立。把常用的刀具参数按照规范的要求输入，所谓规范的要求，是指根据车间刀具命名规则和实际加工用的刀具尺寸，修正加工中的各种不利因素所带来的误差。进入UG加工环境后，将数控加工车间加工时所用的刀具建立到UG刀具库中，编程时就可以直接调用了。

（5）设置模板关联和继承关系。自定义好的模板只有设置好了关联性和继承性才能实现调用，在Template setting中，按照创建的目的，对Templat和load with Parent进行选择， 就完成了模板关联性和继承性关系的设置。

3.1.3机匣数控加工仿真环境数据库建设

3.1.4基于PDM系统的机匣高效切削数据库建设

数据库内容包括四个部分：

（1）零件材料库：TC4、TC17、GH4169、GH907、|0Cr17Ni4Cu4Nb、M152

（2）加工方式库：平面铣、型铣铣、侧面铣、槽铣

（3）刀具材料库：端铣待涂层硬质合金刀 端铣不带涂层硬质合金刀、 端铣带涂层刀片，端铣不带涂层刀片，球形带涂层铣刀、球形不带涂层铣刀。

（4）加工数据库：部前面的刀具材料和零件材料、加工方式、相互组合形成的加工数据库。

3.1.5机匣零件数控加工防错方法技术

a）收集数控加工中出现的质量事故案例。

b）总结数控加工中质量事故的错误方式，并制定改进方案。

c）采用新的数控工步卡，为建立更完善的程序说明作准备。

d）建立数控加工程序编制规范并完善相应制度。

e）完善UG软件新版本后置软件。

f）开发机床可用于防错的功能，改进刀补防错程序，控制刀补值范围，并在新编程完全运行。并逐渐推广到批产零件。

对西门子840D控制系统数控机床刀具参数指令进行了开发应用，并进行了全面推广，并将规范的应用方式写入文件，整体提升刀补、刀长防错能力。开发了蓝天机床的区域限制功能，解决这类机床的刀补刀长防错问题，在所有新编程序中第1加工工步增加M00，结合MSG（）指令，防止坐标系错误。

3.2 达到的技术指标

3.2.1在某型号发动机中实现MBD项目的初步应用

3.2.2主要研制机匣零件实现基于设计模型的工序高效建模及模块化编程应用

编程效率提升30%。

3.2.3重新完成20多台数控机床的仿真控制系统，刀具、优化数据库建设，实现仿真过程规范化。

3.2.4完成四种材料所对应典型件刀具、切削数据库建设，实现仿真过程切削参数规范化。

3.2.5完成数控程序管理防错内容修改，完成数控机床防错功能和刀补防错程序开发，在程序中和工步中增加防错技术手段。

结语

通过MBD项目的推广，不仅可以减少精铣、精车的建模时间，还可提升机匣零件工序的建模速度，在CAM的编程技术上，通过实施模板式编程技术，可提升编程质量和效率。

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在信息时代背景下，传统农业逐渐向数字农业发展，数字农业主要指将工业技术和数字信息技术进行有机结合，使农业各对象可视化表达的目标得以实现，能够为农业机械制造过程提供可靠的依据和支持，对提高农业生产水平有较大的积极作用。下文首先对数字化设计与制造技术进行概述，其次对两者在农业机械上的应用进行阐述，以期为农业机械制造企业提供一定参考。

1数字化设计与制造技术简述

数字化设计与制造技术主要指使用计算机硬件、软件和网络环境对相关产品的设计，分析，装配以及制造等过程进行全面模拟，能够为实际生产过程提供可靠的依据。在农业机械设计及生产中应用数字化设计与制造技术具有如下优势：农业机械产品开发能力有所提升；产品研制周期明显缩短；农业机械开发成本有所降低；能够最大程度的实现初期设计目标，可以提高农业机械制造企业的市场竞争力，同时可以为其带来更多的经济效益。

2农业机械数字化设计与制造技术应用分析

数字化设计与制造技术包括多种先进的技术，下面对几种常用的技术进行说明：其一，对CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM进行说明。前四种分别指计算机辅助设计，计算机辅助工程，计算机辅助工艺过程设计及计算机辅助制造，以上工具的合理应用对提高产品开发效率及效果有较大的积极影响；其中PDM技术能够对产品相关的数据和信息、人及各类组织等进行有效管理，使分布环境中数据共享的目标得以实现，同时为异构计算机环境提供了相应的应用平台。其二，对异地协同设计进行说明。其主要指在有网的环境中能够对相应产品进行定义、建模、产品分析、设计、数据管理和产品数据交换，使用其对多人、异地产品协同开发提供了便利条件。其三，对虚拟设计及制造进行说明。使用仿真、建模及虚拟现实技术等可以对产品的模型进行合理构建，在构建完成后工作人员可以对产品的性能，可装配性以及可加工性等方面的问题进行发觉，在经过分析后可以及时采取合理措施进行调整，进而提高产品设计合理性，为后期制造过程奠定坚实的基础；其四，对并行设计进行说明。并行设计主要指使用并行工程模式进行产品开发和制造，其对以往串行式产品开发模式存在的缺点进行弥补，在农机产品开发初期能够对后期实际需求进行更多的考虑，进而使产品研发效率较高，且研发效果较好。下面笔者对智能CAD技术在农机产品设计中以及数字化制造技术在高科技农业机械开发中的应用进行分析。

2.1智能CAD技术应用分析

第一，智能CAD技术在农机产品设计中的应用分析。工作符号推理是农业机械设计过程中的重要内容，传统CAD技术在符号推理方面存在一定的缺失，智能CAD技术能够对其存在的缺失进行弥补，在使用智能CAD技术后农业机械设计过程中信息利用率有所提升、重复设计情况明显减少且产品研发时间明显缩短，能够在短时间内完成农机产品的设计工作，进而可以为农业机械制造企业带来更多的经济效益。第二，参数设计在农机产品设计中的应用分析。农业机械设计过程具有型号、种类较多以及受季节影响较大的特点，为了更好的保证设计和合理性及效率在实际设计过程中可以对视力推理模块化参数设计及变量设计进行合理应用，并且在使用后能够对智能CAD技术使用中存在的问题进行最大程度的规避，为设计方案的合理性提供更多的保障。第三，装配模型在农机产品设计中的应用分析。装配模型其属于支持概念设计和变型设计中的一种，其主要指构建相应零部件的几何模型，在构建完成后结合装配信息对设计意图，产品原理以及功能等进行诠释，能够让工作人员尽快领悟设计意图，进而能够尽快展开生产。

2.2数字化制造技术在高科技农业机械开发中的应用

数字化制造技术在我国农业机械设计及制造中得到广泛应用，在实际应用过程中可以使用数控及虚拟技术等对农业机械产品的虚拟样机进行制造，为实际生产过程提供了一定的有利条件。下面对使用三维CAD技术设计农机产品虚拟样机的流程进行说明：其一，使用参数设计、变型设计等技术对相关产品的三维CAD模型进行构建，通过模型的构建能够实现所有零部件模式化的目标；其二，根据相关数据和信息对二维工程图进行构建；其三，使用各类分析原理对模型进行分析，将其同三维装配体设计进行有机结合；其四，将三维CAD模型作为主要依据对PDM结构体系进行合理构建；其五，工作人员严格按照虚拟样机的要求对三维CAD产品进行制作，与此同时对开发体系进行合理构建；其六，对三维虚拟样机进行监测和试验，通过以上两过程可以准确的发现虚拟样机存在的问题，在经过分析后可以采取有效措施进行处理，从而对虚拟样机具有较高的合理性进行提升。

3结束语

通过上文可知在农业机械研发及生产过程中对数字化设计及制造技术进行合理应用对缩短研发时间及提高产品质量有较大的积极作用，为此农业机械制造企业需要对数字化设计及制造技术产生足够的重视，根据自身实际情况和时展的需求对其进行分析和研究，不断的扩大应用范围，使农业机械研发及实际生产过程向数字化、智能化技自动化的方向发展，加快农机制造企业的发展速度。

引用：

[1]陈英姿.农业机械数字化设计与制造技术的应用[J].农家科技（下旬刊）,2015(10):305-305.

[2]吴发辉.农机数字化设计与制造技术的研究与应用[J].南方农机,2016,47(7):50,71.

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.009

0 前言

目前我国以航空制造业和汽车工业为主的机械类制造业发展迅速，促使我国冲压模具以年20%的速度持m增长。冲压模具本质上属于技术密集型产品，冲压生产中的冲压产品的智联、生产效率等与模具设计具有较大的关联，大力发展模具的数字化设计与制造技术的分析与研究，将数字化技术广泛应用在模具工业中，促使现代机械制造业得到快速发展。

1 冲压模具设计和制造中的数字化关键技术

在冲压模具的使用上，要将数字化技术应用在模具制造的全过程，实现自动化制造和精确化制造，促使冲压模具的高效开发。模具制造的数字化技术主要是将计算机技术应用在模具制造的过程中，实现每一制造环节的精确控制，从而满足冲压生产的要求。数字化关键技术具体包括以下几种：

（1）冲压成形CAE技术。冲压成形CAE技术本质上是利用计算机技术制造计算机软件，并将计算机通用软件应用在模具自动化质量控制过程中，促使该技术能够满足模具制造的精确度要求，也显著提高冲压模具的使用周期。如AutoForm/PAM-STAMP软件应用在模具制造过程中，通过计算机分析、模拟机械用材的流动、厚度的变化以及材料的破坏、起皱等，以此来对模具产品零件的成形、工艺设计进行准确的预见和建议，实现模具的形变。

（2）模块化的快速设计系统。对于冲压模具的制造与设计，要重视结果设计，能够将技术系统应用于模具制造上，提高模具设计的质量。如随着现代计算机技术的发展，冲压CAD/CAM的一体化技术应用在模具设计上，可以有效避免单一软件使用的弊端。

CAD通用软件主要是应用在交互绘图和造型层次的设计上，一般是以模具设计人员的设计经验为主来进行模具绘图和造型设计，这种软件设计方法不能够及时发现模具设计中的不足之处，一定情况下会延误模具设计周期，影响模具的设计质量。因此在数字化关键技术的使用上，可以将模具设计的技术结合起来，弥补单一技术应用中的不足之处。

2 冲压模具设计和制造中的数字化技术的优点

（1）数字化装配技术的优点。冲压模具的装配方法一般分为4种，包括互换装配法、分组装配法、修配装配法以及调整装配发等具体内容，在模具设计上，可以将这四种装配法按照先后顺序应用在设计环节中，有利于进行精加工，减少装配过程中模具标准件的损毁。

（2）计算机仿真技术的优点。在传统的冲压模具设计上，高度钢材在循环加载条件的作用下，会产生较强的包辛格效应，而计算机仿真技术的应用极大程度上改变了冲压设计现状，通过计算机仿真模拟将设计参数设计在固定范围内，进行冲压设计，提高了模具设计的精确度。

（3）数字化参数的程编优点。参数化程编应用在冲压模具的加工制造上，在数字化技术的作用下，逐渐从单纯的型面加工扩展到结构面加工，由中低速加工变化为高速加工，从小切深变为高进给，有效改善工件加工质量，减少加工打磨面；减少试模的工作量，提高模具制造的精度；刀具使用上以小型加工模具为主，注重细节制造，以此既满足模具的设计精确度要求，也有效降低使用费用。

3 冲压模具设计和制造中的数字化技术的应用

3.1 软件技术在模具产品设计同步工程中的应用

在模具产品的同步开发中，要想满足冲压模具的建设要求，就要将冲压工艺贯穿于冲压模具的同步开发过程中。在冲压模具的开发设计上，要求设计人员全员参与，从冲压模具的生产工艺、产品的冲压技术再到模具的具体开发，都要依据冲压成形的物理规律进行模具设计，借助计算机数字化技术真实的反映模具与板料的的关系，并将计算机软件应用在模具变形设计的全过程中。

在冲压模具的设计上，可以应用非线性理论、有限元方法以及各项计算机软硬件，以此来对产品零件的成行进行精确的预算，全面提高冲压模具的技术机控制质量与效率。

3.2 模块结构化的快速设计应用

在数字化技术使用上，要预先消化模具的任务要求（冲压要求），结合现场模具生产经验，应用模具结构库，进行模具的初设计；其次再要进行模面设计，这一阶段调用标准机械件库，组装成一套完整的模具。在参数化模块设计上，要实现典型结构模板化和重复工作智能化，以此来提高冲压模具的制造水平。

典型结构模块化，主要是基于模块化的思想，对冲压模具的典型结构进行分类总结，应用数字化技术进行模具设计参数的控制，生成智能化模板，以此在模具设计过程中完成建模；重复工作智能化应用上，主要是将模具设计过程的重复工作利用智能化模板和二次开发工具来实现缩短设计周期的目的，以此来实现冲压模具的智能化、自动控制化进程。

3.3 信息系统的应用

在冲压模具设计上，要将数字化技术应用在制造业的每一环节中，如可以将数字化技术应用在机械自动化管理、绘图设计、参数分析、模具制造以及模具检测中，在这一过程中应用信息化系统，可以实现产品信息的共享，并将模具制造信息以计算机信息化的形式固定下来，从而为冲压模具的制造设计提供借鉴意见，降低模具设计人员的工作量。

4 结语

随着信息技术以及科学技术的发展，我国的冲压模具已经由传统的机械模具形式转变为机械自动化体系，将先进的数字化技术应用在模具制造上，极大提高了我国冲压模具的发展速度，也提高了冲压模具的精确度和使用周期，推进了我国冲压模具的行业的发展进程。

参考文献：

[1]潘宇祥.探讨数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J]. 工程技术：全文版，2016（07）：00258.

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数字化、网络化设计制造技术是现代设计技术的发展方向，也是设计制造技术的一次深刻的革命。它包括目前各种功能强大、人性化强的设计类、工艺类、制造类、管理类软件，可全面进行产品开发、设计、生产、管理的数字化操作，而三维CAD是数字化设计制造的基础。对应于这些新软件而出现的新的设计理念和新的设计方法也在不断的推陈出新，对此某高校机械专业的学生应紧跟技术发展的潮流，适应这种新的变化。这一点在毕业设计中体现的较为重要，因此我们必须适当的改进我们毕业设计的中所采用的一些传统的设计方法，进一步提高毕业设计的质量和创新成份。

下面以我们国家具有自主知识产权的CAXACAD/CAM一体化软件为例，研究如何进一步应用数字化、网络化设计制造技术，提高某高校机械专业的毕业设计质量，增加毕业设计中的创新成份CAXACAD/CAM一体化集成软件包含：管理类：CAXA图文档；设计类：CAXA电子图板、CAXA实体设计；工艺类：CAXA工艺图表、CAXA工艺汇总表；制造类：CAXA制造工程师、CAXA网络DNC。其中CAXA实体设计提供了一个三维创新设计的平台，支持概念设计总体设计、详细设计、工程设计、分析仿真、数控加工的应用等，还提供了参数化设计和拖放设计操作方法[1]，并能生成符合国家标准的二维图纸，可有效提高设计的效率，利于创新设计。

一、机器方案确定过程中的改进

目前某高校毕业设计，所使用的软件仅仅局限于AutoCAD二维设计。同学们在接到具体的设计项目时，要组织多次的方案讨论，在交流时因二维图直观性差、表达方式复杂等局限性，不能对方案进行高效的交流和快捷的修改，对于复杂的机型更是难以快速确定其表达结构。这导致在后续的绘图中经常出现一些结构上的不确定和错误，并在二维图纸中要花费更多的时间去修改。这些情况在设计中都会降低设计的效率，并且最终影响到毕业设计的质量。如果应用CAXA三维实体设计软件，将设计方案的三维基本模型绘制出来，这样可以将每层的装配关系都清晰地显示出来，并在讨论后立刻做出修改后的模拟显示，以及增加的零件模型和装配关系[2]，相对于二维工程图设计节省了时间，易于阅读和理解。使用CAXA三维实体设计软件的装配检查功能，可避免以往毕业设计中容易产生的碰撞、装配不上等不合理现象，保证修改后结构的合理性和准确性。CAXA三维实体设计的使用，可以将毕业设计中传统的二维设计引向全新的三维设计，并通过人性化的综合表达形式和造型、渲染技术有效发挥同学们的想像力和创造力，调动同学们创新的积极性。

二、提高工程图的绘制效率

在通常的机器设计中，都有相当数量的标准件，在目前某高校使用的传统AutoCAD的图纸设计绘制过程中，标准件将会耗去同学们大量的时间和精力。专业性强的CAXA三维实体设计软件提供了丰富的标准件库[3]，包括螺钉、螺栓、螺母、垫圈、销钉、键、滚动轴承、弹性密封件、钢型材以及齿轮、板金的设计等，同时提供各种标准查询、搜索和添加与预览功能，并在完成零件的三维设计后，通过布局输出符合标准的二维工程图。因而极大地方便零部件的设计过程，使同学们可以将更多的时间和精力用在创新构思上。

三、根据具体的条件进行CAD/CAM整体性设计

目前某高校机械专业毕业设计的主要工作只是局限于初步原型设计，没有考虑具体的详细设计、工艺设计和生产加工，从设计的整个流程来考虑是不完整的，在今后的毕业设计中应加强这方面的内容具体的设计过程可以参照如图1所示的几个阶段来考虑和完成，全体设计人员可通过工程设计数据管理软件CAXA图文档实现协同工作，确保设计过程的完整性。

四、实行全面高效的网络化答辩

答辩是对设计成果的全面检验，答辩应该对设计的内容进行准确、全面和高效评价。目前某高校机械专业的毕业答辩采用传统的模式，由同学们将主要的二维图纸打印出来，挂在前面，然后由参加答辩的专家和教师，根据图纸进行提问，答辩时不涉及三维零件图和三维装配图。因各种因素的限制，造成答辩人员看图速度慢，审图不全面、效率低，而且这种方式使许多设计的内容和图纸不能完整展示给全体的答辩人员，影响了答辩的效率和全面性。

根据专业特点可以考虑如图2所示的网络化多媒体答辩方式。答辩人员在答辩客户机端使用CAXA设计数据管理系统可浏览设计人员所有的设计资料，需要提问时，可通过服务器连接的投影仪，将问题展现在大屏幕上。这样可减少答辩时悬挂的图纸量，同时又可提高看图的效率和质量，能够对设计所涉及的各方面资料进行审阅，并可根据情况尽可能的展示三维零件图和三维装配图。

结束语

应用数字化、网络化设计制造技术，尤其是三维CAD技术的应用，可有效提高毕业设计的质量，消除设计中的一些重复工作，提高工作效率和设计的合理性、准确性，并为同学们的创新设计提供一个非常好的环境。

参考文献：

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中图分类号：TK421 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0004-01

中高速柴油机广泛应用于船舶动力推进和船舶电站、陆用电站等，具有结构复杂、尺寸大、零部件类型及数量多、配套行业面广的产品特点，产品生产具有批量小、配套方案多样化的特征，制造周期较长。如何在行业内广泛深入的应用数字技术，对于提高柴油机制造业的生产效率及产品质量具有重要的意义，也是未来中高速柴油机制造技术发展的方向。

1 国内中高速柴油机企业数字化制造技术现状

我国中高速柴油机企业数字化制造技术经过十几年的摸索，在柴油机零部件设计、工艺、工装、数控加工等方面取得了一定的效果，数字化应用水平逐步提高，大致如下。

1）基础环境：计算机应用基本普及，网络建设和计算机硬件配备与时代接轨，行业通用仿真分析软件、CAD/CAM/CAE/PDM等软件系统逐步普及，与软件开发公司合作开发了部分有企业特征的专用数字化系统，形成了初具模型的数字化工作方法和能力，为数字化技术推广应用提供了保障。

2）设计、工艺技术：普及了以二维CAD软件为基础的产品、工装设计，三维CAD/CAM设计份额持续增长；CAPP技术在工艺中得到了较普遍的应用；PDM开始在企业局部应用；MES数字化信息管理系统逐步构建。

3）企业管理：在人力资源、财务管理、生产计划、车间物流计划等方面均推广了各种信息数字化技术；实现了产品生产计划和物料定额计划数字化方案制定和管理；开展了EPR、OA等管理流程优化工作，管理效率明显提升，管理成本大幅降低，应用效果显著。

4）生产线：机械加工数控设备有较大增长，关键零件实现数控编程制造；检测设备仪器采用了三坐标、数显测量尺、电子窥镜、激光扫描等数字设备；仓储管理引入计算机管理系统。

2 我国中高速柴油机数字化制造面临的问题

国内中高速柴油机数字化制造技术应用与国外先进水平仍然差距显著，数字化制造在中高速柴油机制造业中的应用广度和深度函待提高。主要表现如下。

1）数字化制造技术缺少成熟模型。企业多注重柴油机产品设计技术，一般只在部分环节上辅以数字化技术手段，忽视数字化技术系统化应用。行业缺少可参考的完整成熟数字化方案，难以形成系统化数字制造技术体系。数字化制造技术应用产生的效益、效果只是比较传统作业手段有所长进，并未充分发挥数字化功效。

2）数字化技术“信息孤岛”问题十分严峻。单位与单位甚至单位内部不同部门，不同人员之间，数字化技术系统相互隔离、各自为政。各种相互有关联的数据资源无法有效的集成和共享、交流，大量不必要的重复建设经常发生。数据共享和交流平台建设缓慢，平台建设者和使用者缺乏深入沟通，纸介质技术资料继续是部门之间信息传递的唯一“合法”手序，数字化数据更新滞后难以实战。

3）企业内部数字化系统未摆脱传统串行模式，并行工程不易实施。企业设计、工艺、生产、检验数字化应用体系串行现象突出，缺乏能够引领团队协作的数字化顶层并行设计方案，使得制造数据衔接缺乏默契，生产准备周期长，信息交流存在各种障碍，由此造成实施柴油机制造并行工程困难。

4）数字化制造技术开发滞后。柴油机企业的数字化开发能力不强，数字技术标准建设滞后于数字技术的推广应用。数字化软件企业对柴油机行业又缺少符合时展要求的长周期系统化调研，数字化软件设计也常常只是简单模仿部分传统作业模式流程，数字化模式未能深入改变传统作业思路。

3 中高速规模柴油机企业数字化制造技术的发展趋势

柴油机的研制水平要与时展相得益彰，数字化技术必须在更广的范围和更深的层次上得到应用，通过数字技术增强柴油机企业的研发能力。我国中高速规模柴油机制造正处于与数字化制造技术相结合由引进技术向自行研发的重要时期，呈现出以下趋势。

1）建立基于单一数据源制造模式。实现CAD/CAPP/CAM/CAE等多种数字技术一体化，使产品制造向无纸化制造方向发展。产品设计、工艺工装设计、加工与装配数据实现共享和继承、重组，单一数据源为产品的优化设计、性能分析、生产制造、装配、质量检验及企业生产系统规划、调度、各级过程管理与控制提供一体化模型支持，可使生产全过程信息交流无障碍、从而使产品生产效率和质量得到更好的结果。

2）实现相互关联不同资源的整合。人力资源、知识库资源、制造资源、用户资源等各种相互关联资源将进一步得到整合，基于数字技术的虚拟体系使企业各级人员能够利用数字化工具协同工作，消除“信息孤岛”现象，进一步提升各种资源的利用效率。

3）建立数字化并行网络辅助制造体系。制造系统采用并行化网络制造环境组织业务流程，实现产品和工艺设计结果的早期验证，快速响应市场需求。

4）建立支持产品全生命周期的虚拟企业协同工作平台。实现数字化工厂和数字化车间，从产品设计，工艺方案、生产计划、零件制造、装配试验、仓储物流到用户服务的快速响应系统，建立基于实现共享和交流的集成工作平台标准体系。使产品从设计到交付全过程信息无缝链接传递及反馈。

4 数字化制造技术进一步发展的思路

面对国内中高速柴油机制造业的迫切需要，数字化制造技术还需要从以下几个方面着手推动进一步发展。

1）推动流程优化。研究和分析国内外先进制造、管理模式，总结和提炼适应我国柴油机设计和制造数字化模式。以自主研发为契机，推动中高速柴油机企业在设计、工艺、制造、管理等产品全生命周期数字化流程优化，落实并行工程全面实施。

2）重点研究数字化制造统一数据库及集成应用。着重研究CAD/CAPP/CAM/PDM/MES等各类单项数字化制造技术应用系统的集成，构建基于统一数据库体系的企业级集成平台，发挥集成应用效果。

3）开展柴油机企业之间、企业与院校、研究机构、软件公司等相互交流，共同为中高速柴油机行业摸索出一条具有行业特征的系统化数字制造技术模式。

4）加强人才队伍建设。制定数字化制造技术专业人员激励、培养、锻炼计划，对技术人员和管理人员规范化和高层次地数字化制造技术培训应广泛开展。

5 结束语

数字化制造技术是全局性、体系化的新技术，涉及产品研制的各个环节，中高速柴油机是关系我国国计民生，国防安全的重要产品，数字化制造技术的应用是国内中高速柴油机企业研制的必由之路，此项技术的深入发展和广泛应用必将使国内中高速柴油机研制水平跨上一个新的台阶。

参考文献

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中图分类号：TH164 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0008-02

1 内容简介

随着飞机设计、生产数字化进程的逐步深入，运输机中的大型化铣蒙皮类零件进行化铣加工时，立体化铣样板精度对化铣蒙皮质量有着重要的影响，由传统的手工移形、开视口而产生了加工误差大等缺陷。为提高加工精度及生产效率，将VPM系统作为协同设计平台，通过在线关联设计和并行产品的定义，对化铣蒙皮类零件进行三维数字化设计，大幅度提高了设计信息与制造信息的集成，为零件数字化制造提供了有力的保障。

2 技术方案

在飞机零件制造过程中，根据飞机总质量和强度的要求，有大量的等厚度或变厚度并具有单曲面或双曲面蒙皮类的零件，见图1：

图1 局部零件图

此类零件均需要化学铣切，其工艺过程是先将零件平板下料，然后塑性弯曲成相应的曲面形状，再通过立体化铣样板对蒙皮类零件进行化学铣切等厚度或变厚度。由于加工中存在着不可逆过程，使零件的化铣精度成为决定零件质量和工作效率的关键。

3 化铣原理

蒙皮类零件的外形面一般为单曲面或双曲面，根据曲面变化情况及长桁的分布、飞机结构强度与重量等要求，零件材料厚度为等厚度或变厚度，厚度的变化是通过化学铣切来完成零件加工，化铣过程是通过化铣样板确定零件防蚀层上需要刻划零件轮廓线，也就是通过化铣样板确定零件上允许腐蚀液作用的部位，化铣样板通过化铣样板相对零件定位加工的特殊性，以完成零件化铣加工。

4 零件结构分析

由于蒙皮零件既是飞机的外表零件，又是飞机的重要受力构件，所以一般尺寸比较大、形状比较复杂且厚度薄、刚性差，根据受力情况，有些蒙皮零件是不等厚度的，有些蒙皮零件在受力的部位，还要进行局部厚度的减薄加工，其减薄部位厚度公差控制要求比较严，蒙皮零件外形精度要求比较高，如今VPM技术的应用，使模线样板技术迎来了新的发展阶段，对双曲面且需化铣的蒙皮类零件化铣加工中，其工艺方法是采用立体化铣样板对蒙皮进行化学铣切，而模线样板生产是飞机制造的第一步，化铣样板的生产进度直接影响产品质量与研制周期，模线样板设计技术也在不断地发展，大量的化铣样板设计可促进逐步实现数字化制造。

5 立体化铣样板的设计

5.1 传统的工艺方法

传统的立体化铣样板制造工艺是首先由模线中心设计反切内样板、划线图，以制造成型模胎，然后由钣金厂按模胎制造实样，同时提供划线图将化铣图形及基准线刻在模胎上，经装配合格后，由钣金厂向模线中心移交该实样，由模线中心按模胎化铣线，开出视口，工艺流程图如图2所示：

图2 立体化铣样板传统加工工艺流程图

5.2 技术创新

在蒙皮类化铣零件设计制造研制过程中，为解决技术关键及难点，对蒙皮立体化铣样板采用数控加工，其工艺过程为：

首先设计蒙皮零件的三维数模及工艺数模，按工艺数模制造模胎数据集，并通过三坐标龙门式数控铣数控加工模胎，同时刻出零件各种基准线、结构线，再将毛料按模胎拉伸成与模胎型面完全贴合的毛坯，见图3。此胎是成型蒙皮零件毛坯所用的依据，用于零件毛坯型面拉伸与立体化铣样板型面拉伸。

图3 数控模胎及零件刻线

其次通过VAM CATIA系统建立两个蒙皮实体数模：一个为零件外形数模且开透视口的数据集，即为标准样板；另一个为向内偏移料厚并与前一个数据集（标准样板）相协调的数据集，以补偿由于料厚产生的误差，同时在该数据集（工艺数模）的设计中，包含装配定位孔，化铣定位孔，化铣区开孔和完整的外形线、化铣线，化铣余量线。将按拉型模成型的毛坯通过五坐标数控轮廓铣床进行编程，对外形轮廓、化铣区，框轴线视口等进行加工，该样板为立体化铣样板。

6 立体化铣样板数控加工

基于CATIA VPM系统建立工艺数模，再通过CATIA三维结构设计，对工艺数模进行柔性卡具参数设定，使其生成AIPSOVRCE五坐标X、Y、I、J、K，根据工艺数模将该零件加工程序进行数据编程并转换为NC通用代码，通过柔性卡具控制命令，先不给料，带刀空走行程，完成零件需铣切部位，观察零件铣切部位处是否有柔性卡具被铣切，经检查未发现异常现象，方可上料，根据工艺数模装配定位孔设备可自动找正，通过设备定位孔两点定位，采用真空吸盘通过外形技术参数的设定，使柔性卡具相对毛坯准确定位，在铣切中有设备执行器控制参数；设备理论定位精度0.4mm；设备定位板分为原点定位板和附件定位板，定位板的定位孔取制可根据万向装置调整附件定位板的位置，以确定设备与零件的相对定位，从而保证定位精度。

经过飞机壁板组件的装配，我们对装配精度进行全方位的分析、检测比对，化铣区无干涉现象，装配精度满足技术要求，从而验证了立体化铣样板加工新工艺的科学性与有效性。实现了蒙皮类化铣零件的结构数字化设计与数字化制造的目标，提高了运八飞机的产品质量与效率。

参考文献

[1] 模线设计员手册[M].

[2] VPM通用使用手册[M].

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中图分类号： F407.4文献标识码：A 文章编号：

当代科技飞速发展，使得新时期的制造工业面临前所未有的机遇与挑战。而机械制造及其自动化技术则是这一时代的重要产物。机械制造及其自动化不仅是现代制造技术中的一个重要组成部分，而且还是机械制造业技术改造与进步的技术保障。在我国机械自动化技术已经作为一种新兴的技术表现形式得到了广泛的应用和发展。从而为机械制造行业带来了蓬勃的生机。

一、机械自动化技术在机械制造中的应用

柔性化应用机械自动化技术在机械制造中的柔性化应用的一个主要的特点是其能够根据外界因素所导致的作用力的不同表现出与之相对应的适应能力。柔性化的应用使得机械制造所生产出来的产品能够很大程度地适应市场的更改特性，随着时代的飞速发展，客户们对于产品的需求也越来越多。 因此，现代机械制造行业应该针对客户的需求对机械制造产品的结构以及类型作适当的调整。 而柔性化的应用则很好地解决了这一问题。它能够在保证产品柔性的基础上对人与机械交互的界面进行了最大程度的优化机械自动化技术在机械制造的柔性化应用不仅能够提高机械制造产品的质量、面需求、 提高生产效率、最大程度地满足客户的需求。 而且它能够优化企业内部以及外部的应变性能，增强信息系统在运行中的可靠性，并且在此基础上它还能满足机械制造产品多样化以及个性化的发展需求。

智能化应用智能化的机械制造技术是一种由自动化技术机械制造技术以及系统工程 人工智能等多种技术相互渗透以及交织所组成的综合性的技术。它能够将人类专家和智能机械进行完美结合进而形成一个人机一体化成系统的智能系统。这种系统能够在机械制造过程中进行一系列的判断、 分析、推理、决策等智能活动。它能够将人工智能完美地融合于机械制造生产过程的各个环节中，并且能通过模拟专家们的智能从而取代机械制造过程中需要专家来完成的那一部分。 智能化的机械制造系统能够模拟专家的智力活动能够对机械自身的运行状况进行自动监视。如果发现错误了还能够对其进行自动改进或者是预防。此外， 它还能对外界的一系列突况有很强的处理能力。通过自动调整自身的一些参数来适应外部环境的要求，使得机械能够始终运行在一个最佳的状态。

集成化应用。机械制造技术始终坚持对计算机技术微电子技术以及自动化技术等高新技术的应用。此基础上形成了一系列新的科学技术，例如计算机的辅助设计与制造工艺评估数控加工柔性管理以及信息管理系统等等。为了构造一些不同级别的集成制造系统就可以对一些技术进行系统组成 。集成制造是对企业的制造过程通过信息技术来进行整体优化 ，它是以系统工程理论为指导的它可以将企业中的全部生产要素以及全部经营活动在计算机网络以及工程数据库系统 的支持下集成一个有机的整体，从而实现一个以人为中心的柔性化的生产过程进而使得企业能够在产品质量、生产成本、新产品的开发、服务等各个环节都能取得最佳的效果。

机械制造及其自动化未来发展趋势

（1）绿色化机械制造及其自动化的绿色化发展是其实现机械制造产业可持续发展的必由之路。人与社会均是自然世界的一部分，因此人与社会在发展过程中必然不能脱离自然世界，而且还应该促进人与社会同自然世界的和谐一致。机械制造业也同样如此。机械制造过程中从对产品的设计、 生产 、 维修、回收等阶段都应该充分考虑环保问题，不仅要考虑对自然环境的保护 ，而且还应该考虑对社会环境以及生产环境的保护。机械制造自动化的绿色化发展使得生产出来的产品在一定程度上可以称之为艺术品。 可以与用户的需求相一致，进而给用户一种高尚的精神享受。充分体现出物质文明精神文明与环境文明的结合。

（2）数字化先进的制造技术离不开数字化的发展数字化的机械制造集计算机网络技术制造技术，管理科学等多种学科为一体。它不仅包括数字化设计与制造，而且还包括数字化的控制制造设备中的控制参数均为数字化信号而制造业中的各种信息都可以通过网络以数字化的形式在企业内部传递 ，可以依据市场信息对于一些资料信息进行及时的搜集，通过快速原型虚拟技术以及多媒体等数字化技术的支持对产品工艺以及资源信息进行分析和重组进而实现对产品设计生产中的高度仿真满足客户的各方面需求。

篇11

引言

在国家经济中机械制造业的发展水平，影响着国家的综合国力，关系着国家的和谐发展，因此，我国机械制造业发展过程中，对先进的技术进行了积极的应用。目前，在机械制造中自动化技术扮演着重要的角色，它提高了生产的效率、降低了生产的成本，同时，为机械制造的发展营造了良好的氛围，在此基础上，推动了机械制造业的健康与稳定发展。

1、机械自动化技术的概况

机械自动化技术推动了我国机械制造业的发展，为其提供了可靠的技术保障，此时的生产实现了无人化，通过程序的设定，保证了机械设备的有序与高效生产。此技术实现了对传统机械制造的改进，使其实现了自动化的控制，在此基础上，劳动强度得到了明显的降低，同时生产效率与生产质量更加显著，进而促进了我国机械制造业的发展[1]。

在机械制造中应用自动化技术，使生产具有了自动化与连续性，同时对生产流程也实现了优化，此时的加工时间有所缩短，加工效率得到了明显的提升，进而适应了社会发展的需要。机械制造业在自动化技术的支持下，获得了快速的发展，在其发展过程中，加工生产更加安全，对于劳动力的需求有所减少，机械设备在生产中的地位更加显著，进而保证了生产的效率，提高了生产的质量，控制了生产的成本。

2、基于自动化技术的机械制造

在机械制造过程中，对自动化技术进行了广泛的应用，主要有计算机集成制造系统、数控机床与柔性制造系统等，在自动化技术的作用下，使机械制造具有了集成化、数字化与智能化的特点。在我国机械制造企业中，其自动化的水平相对较低，主要为单机自动化与刚性自动化，仅有少数企业对集成自动化、柔性制造系统有所了解，因此，我国机械制造业在发展过程中，要对自动化技术进行积极的研究与广泛的应用，以此为其发展提供可靠的技术保障，在此基础上，企业的综合效益才能够更加显著。

2.1集成化机械制造

基于自动化技术的机械制造生产具有了集成化，在实际制造时，通过计算机系统，使制造流程得到了调整与改进，同时，在数据库与网络的支持下，使机械设备的自动化水平进一步提升。机械制造的集成化主要是将机械制造进行了整合，使其成为了有机的整体，其制造流程的主体为机械、中心为人员，此时的机械制造具有高效性、节约性与环保性，不仅促进了机械制造效率的提高，还实现了对生产资料的有效运用，并且降低了对环境的影响[2]。

机械制造通过对集成系统的应用，促进了计算机作用的发挥，其系统主要有制造自动化分系统、管理信息系统与工程技术信息分系统等，同时还包括计算机辅助系统，如：数控程序编制、计算机辅助设计。

2.2精细化机械制造

随着自动化技术的发展，在机械制造过程中，结合了精细化理念，此时的加工误差范围得到了大幅度的缩小，每个机械的生产均具有标准化与规范化。目前，机械自动化生产的精度已经达到了1nm的要求，特别是在纳米技术的支持下，机械制造的精细化水平将进一步提升。

2.3数字化机械制造

现阶段，机械制造发展趋于数字化，具体表现在机械制造的设计、生产与管理等方面。在设计环节，通过对计算机的利用，借助其计算的能力，对机械制造的过程进行了模拟，对其加工的材料进行了统计，以此保证了设计的准确性与合理性；在生产环节，主要是发挥了计算机的作用，对生产进行了有效的控制，并且保证了加工的精准性与高效性，同时，实现了生产系统与运输系统二者的有效联系；在管理环节，为了实现对机械制造的全方位管理，借助了数字信号，通过信息资源的整合，为机械制造企业的发展提供了可靠的信息[3]。

当前，在机械自动化技术中最为关键的技术便是数控技术，在实际生产过程中，机械产品对精度有着较高的要求，此时，通过数控技术的应用，对加工生产实现了自动的修复与更正，在此基础上，保证了机械制造产品的高精度。数控技术的运用，实现了对加工故障的及时修复，而故障问题的有效处理，保证了生产的有序性与高效性。

2.4智能化机械制造

机械制造通过对智能加工系统的运用，使加工生产具有了智能化的特点，通过智能的分析、判断与推理等，保证了生产的有序性与高效性，同时此系统还具备一定的友好性与适应性，再者在模块化技术的支持下，实现了安全与节约生产。

3、机械自动化技术的发展

首先，要注重发展的实用性。机械自动化技术在发展过程中，要遵循实用性的原则，在此基础上，机械制造企业的生产才能够具有高质量，其产品的使用价值才能够更加显著，进而机械制造企业的发展也将具有持续性与经济性。

其次，要关注发展的低能耗。目前，对于任何国家或者地区而言，能源问题均十分严峻，机械制造业对能源的消耗量相对较大，通过我国机械制造业与发达国家的相比，前者的单位产品能源消耗十分显著，因此，我国机械制造技术在发展过程中，要注重能耗的降低，在技术的支持下，使生产具有低能耗与高产出的特点[4]。

最后，要促进配套技术的发展。在科学技术快速发展的背景下，机械自动化技术对相关的技术进行了有机的融合，如：芯片控制技术、传感器技术与控制软件编程技术等。通过对配套技术的积极运用，机械自动化技术的作用将更加显著。

总结

综上所述，在机械制造中自动化技术是重要的，它使机械制造实现了集成化、精细化、数字化与智能化发展。但目前，我国机械制造的自动化水平仍相对较低，为了推动机械制造业的发展，需要对机械自动化技术进行深入的研究与积极的应用，在此基础上，我国机械制造业的发展才能够具有先进性与高效性，进而我国的综合国力也将有所提升。

参考文献：

[1]张大琦，赵晓鹏.基于自动化技术的机械制造工艺研究[J].中国高新技术企业，2013，18：54.

篇12

Pro/E在产品开发设计时主要通过参数化来实现。通过几何约束和尺寸约束，把握设计对象造型模块的特征与关联，有效地控制了模型修改的一致性和造型风格的统一性。主要有两种操作类型:一是尺寸约束参数化，对形状特征进行尺寸约束;二是定位约束参数化，即对特征进行定位约束。

(二)数字化设计制造

自从数字计算机在20世纪40年代诞生以来，就改变了过去图纸、模型式的制造方式，利用CAD、CAM等技术，实现了无图纸的计算机辅助设计，被称之为数字化设计。随之，信息集成的数字化设计产品与多功能数控机床、机器人化的生产制造设备等信息并联，使设计的产品能被快速加工成型，这个过程被称为数字化制造。数字化制造实际上就是在对制造过程进行数字化的描述中建立数字空间，并在其中完成产品制造的过程。2014年10月8日中国新闻网刊载了一条新闻:据《纽约每日新闻》报道，世界首款3D打印汽车终成现实……它的制作周期为44个小时，并且最高时速可以达到80公里每小时。中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军在青岛第二届世界3D打印技术产业大会会上表示:“近期，教育部正在制订方案，让3D打印机走进学校，促进3D打印教育普及。同时，科技部、工信部也正在探讨3D打印产业化问题。”诸多实例表明，3D打印技术已然进入并应用到了生产制造领域。国务院参事、科技部原副部长刘燕华对相关媒体也表示，3D打印代表了制造业的数字化。综上所述，数字化设计已经是数字化制造中的一个设计环节，在工业制造业的大系统中被称为数字化设计制造技术。Pro/E操作中的“数字化”主导设计经过机床系统的处理后生成程序段，进入机床成型或3D打印快速成型，即完成了数字化设计制造。

二、Pro/E建模与辅助设计

Pro/E作为美国PTC公司推出的软件，目前是最普及的三维CAD/CAM/CAE应用软件之一，经历几十年的发展，现已成为一个全方位的产品开发软件，集合了众多强大的功能，如草绘设计、产品组件设计、产品造型设计等。它将设计造型的特征以全参数化的方式在其三维建模系统之中运算，形成了其特有的全参数化三维建模功能。利用Pro/E进行设计实践时，常见模型利用软件自带的功能即可组合形成，不规则的或造型较复杂的造型则需要用二维草绘的方式来完成，具体是建曲线轮廓，再由曲线轮廓创建曲面，再根据造型旋转曲面，或切割曲面等方式来完成;结构更复杂的造型，则需要进行建模前的结构分析、特征分解等工作，将这些复杂造型解构成为单一的造型，按“零件”来进行造型建模，再分析这些零件间的位置关联关系，进行组装装配完成建模工作，最后转化为实体模型。利用曲线轮廓特征、拉伸、拉伸加厚、实体切除等方式的油壶模型。现代制造企业的竞争，是产品和设计的竞争。企业产品的开发越来越依靠现代化的产品设计方法和技术手段。现代产品设计方法是以电子计算机为手段，运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果达到最优化，使设计过程实现高效化和自动化。以此来看，行业发展的现状使产品设计师必须熟练掌握Pro/E等计算机辅助设计的能力，便于提高产品设计开发的周期、节约设计成本等。

篇13

在现代工业飞快发展的时期，科技的发展就要求机械工业的制造更加精密化，这样才能满足一些高度精密的行业和领域的应用需要。这就要求在机械制造行业中，不仅要加强制造精度，而且还要提高检测水平，才能确保产品的精度和质量。

1检测技术在自动化制造中的应用意义

在推进机械制造自动化进一步发展的过程中，检测技术的自动化也成为机械制造行业的重要内容。所谓的检测技术自动化，就通过相应的设置，使得检测系统中的检测装置可以自动对生产后的机械零件等进行检测，将被检测对象的所有相关数据，包括尺寸偏差、形状、有无缺陷等等，一系列精确的数据以数字化的方式传输到计算机系统进行保存，从而起到对整个机械制造生产过程的有效监督检测的作用，能够更加科学有效的对产品进行质量监督。机械制造虽然是高精尖产业，但是机械化生产的产品质量并非万无一失，产品制造设备的精密度会直接影响到产品的质量，因此，检测技术的加强也是行业内极为重视的问题。但是就目前来说，我国的零件检测系统虽然有了一定的发展，但是对于西方国家来说还是略逊一筹。在我国国内，大型的机械制造业公司会定期的引进先进技术，提高检测系统的工作水平，进而提高所生产产品的精确度。实现检测的自动化，提高检测水平，能够非常有效的减少认为检测所带来的误差，提高产品的质量，对于整个机械制造行业的发展都有着重要的作用。

2自动监测系统的组成

2.1系统组成

机械制造系统中的自动检测系统最主要的组成部分是自动信号处理、自动诊断、自动保护和自动计量测量等，这些部分中包括了电子测量电路和敏感元件等高度精确的元件构成，能够有效地检测出被测量原件的相关信息，通过计算机的数据运算，利用其传输、处理的相应方法，进而较为准确的进行数据的测量与分析。

2.2检测系统的数字模型

无论是哪一种自动化系统，其中最为中心的部件都是传感器。在自动化机械制造中，传感器的信号是变化的，而传感器传递的各种输入数据与输出数据也会随着信号的变化而变化，因此，要提高自动化系统的精确度和准确性，就要对其信号的变化进行科学准确的分析，建立起数字模型，对其系统进行分析模拟。在所有的检测系统中，线性系统是比较理想的系统模型，因为在动态化的测试之中，线性矫正的难度会远远低于非线性矫正的难度，对数据进行准确的矫正和测量，从而做出比较完整的数学处理和数学分析。在机械自动化系统中，物理系统都是属于非线性系统范畴的，这样一来，在确定的环境之中，线性的微分方程就可以准确的表达出自动化系统中的输入与输出的相关信息，进而得出输入与输出量的数学化关系，建立模型，提高系统化的准确性。

3检测技术的构造分析与应用

3.1检测技术系统的构造

传统机械自动化的运行，最主要是依靠相关的技术人员对整个系统的运行结构和维度等进行人为的分析，在这个分析的过程中保证系统的运行符合实际的工作要求的需要，这种检查分析是由技术人员在现场进行测量，也只有现场的测量后的直接分析，才能够在最大限度上保持测量结果的科学性和即时性，确保检测的结果能够对机械加工的工作和技术上相关系统的运行起到直接的、有效地作用。在目前的机械化制造发展中，非接触性的测量技术与数字化检测已经是必然的发展趋势，会成为在近几年内最为重要的测量技术，能够有效地提高自动化系统的运行效率，同时可以促进数据结构与数据分析二者相互结合，形成一体化的自动化系统，这种一体化的系统，更能够大幅度的提高自动化系统的工作效率，并且对于推进运行维度相关的研究项目，也同样有着重要的意义。

3.2测技术在应用中的注意事项

在我国机械制造中，最常见的自动化系统的主要原件大抵是相同的，主要为传感器、置换装置、成像元件三种。传感器的主要作用就是对被检测的零件进行数据检测，检测之后得出的数据直接被转换成为数字信号后，进行保存和处理，从而能够最大限度上使数据的传输结构稳定有效，提高整个自动化系统的数据分析能力和对数据的处理能力。置换装置的主要作用就会对信息的结构和一起的运行状况进行一个整合，最后由成像元件转化为图像进行显示，保证相应的技术模型的运行和作用成果符合机械自动化制造的需求。

3.3检测技术在机械自动化中的实际应用

在过去所应用的检测技术，由于科学发展和技术限制，往往并不具有时效性，大多是应用于事后检查，而在计算机技术和其他技术的快速发展的背景下，检测技术也越来越先进而准确，到目前为止，所应用的多是动态化检测技术，从而提高了检测过程中的科学性和准确性。在实际的自动化系统的设置中，主要包括了两个类型的检测系统，一是直接的测试系统，另外一种是间接测试系统。直接检测系统可以用来直接测量设备尺寸，在机床工作的过程中，直接检测系统能够对其进行监视并在必要时刻对机床的工作进行控制；间接测量是在进行测量之前对相关的工具进行了设置，从而使系统通过控制部件来达到控制部件系统工作的目的。

4小结

在机械的自动化检测过程中，由于检测的手段多种多样，相关的技术人员必须根据实际需要来进行自动检测方法的选择，才能促进企业内机械制造自动化和企业的发展。

参考文献：

[1]孟晓烨.机械制造自动化系统中检测技术的具体运用[J].南方农机,2017,48(08):58.