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现代工业的飞速发展,加快了产品的更新换代速度,新的制造技术应用而生,其中,数字化制造技术尤为典型。产品的数字模型作为贯穿制造过程的一条主线,如何表达其包含内容、建立方法、信息含量等尤为重要。传统制造中,二维工程图样承担了制造过程中的所有信息。然而,随着计算机技术和信息技术的飞速发展,以及如UG、PROE、Solidworks等新型综合软件层出不穷,传统的信息载体已越来越不适应现代制造技术的发展水平,如何快速对图形所携带的信息进行分解,将复杂的信息简单化,打破传统二维图形的作图习惯,找到作图的突破口,利用数字化制造技术由3D返求2D,将理念变为现实已迫在眉睫,这对图学教育的教改实践也具有一定的指导意义[1,2]。
1识图和制图
1.1识图
图1为吊钩的平面图。初看图形,非常复杂,不知如何下手,仔细分析会发现,本例的3D模型主要是一线架如图2所示,将一曲面覆盖其上即可完成造型,如图3所示,所以该例的突破口在于如何完成线架的造型。分析图1,提取与两条平面曲线相关的尺寸信息,得到如图4所示的图形信息。一副图上的尺寸,既有确定形状的定型尺寸,又有确定位置的定位尺寸,还有些尺寸二者兼而有之,将本例中的尺寸进行归类,定型尺寸有Φ27.5,R14,R42.5,R55,R47.5,R6以及Φ42.5,定位尺寸95.7,65.2以及6.8。但要做R47.5的两个圆弧,需要知道圆心位置,但尺寸95.7和65.2只能确定其圆心在这两个尺寸确定的竖直直线上,而无法确定具体情形,所以还需要其他尺寸配合才能最终确定[3]。分析图形可知,由65.2尺寸确定的半圆,和圆Φ42.5相外切,两圆相外切,其两圆心之间的距离等于半径之和,两圆相内切,其圆心之距等于两半径之差,这样,尺寸Φ42.5,R55,R47.5又兼具定位尺寸。分析清楚图形尺寸间的关系,作图就能得心应手[4,5]。由于空间曲线依托平面曲线,所以完成两条平面曲线后,分析空间截面线,如图5所示。同样空间曲线也是由定型尺寸和定位尺寸确定,其它截面空间曲线比较简单,只要确定其位置后,做半圆即可,但需要注意其截面半圆起点和终点分别落在两条平面曲线上。难点在于270度和315度线的截面曲线。
1.2制图
以315度截面线为例,选用CAXA制造工程师设计软件,绘制截面线。选择曲线工具中的“直线”命令,在界面左侧的立即菜单中选择“角度线”,与x轴夹角-45°的截面图,如图6(a)所示,裁剪掉不需要的部分。选择曲线生成工具栏上的圆心工具,在立即菜单中选择作圆方式“两点半径”,然后按照提示单击分别点取R47.5圆弧的切点和-45°线左侧端点,半径为25,然后右击结束该圆的绘制,同样的方法绘制截面半径为6的圆,如图6(b)所示[6]。图6吊钩截面图绘制16度的切线,选择曲线工具中的直线命令,在界面左侧的立即菜单中选择“角度线”,与直线夹角-16°,选取-45°线作为参照直线,R6圆弧的切点为直线的起始点,任意选取缺省点为终点,完成16度线的绘制,利用曲线过渡命令,对圆R25和16度直线进行半径为6过渡连接,裁剪掉不需要的曲线,完成截面线的绘制,如图7所示。图7吊钩截面图综上所述,线架的搭建步骤如图9所示:首先搭建如图8所示的平面曲线,在平面曲线的基础上搭建空间截面线。图8平面曲线图9空间截面线
1.3生成曲面
曲面的生成方法有多种,选择其中一种完成即可。本例采用网格面,注意网格面由U方向和V方向曲线构成,各个方向的曲线必须相交,构成封闭区。选择曲面工具栏中的网格面工具,依次拾取U截面线共2条,右击确认;再依次拾取V截面线共7条,右击确认,稍等片刻后曲面生成,如图10所示。最后完成其他曲面,得到需要的吊钩立体图形,如图11所示。
2结语
识图、制图是从事机械、机电类或近机类从业人员必修的一门专业基础课程,但因其对空间思维能力以及空间想象能力要求较高,学习的困难程度较大。然而,如何在复杂的图形信息中,分解出各个简单的信息,找到作图的突破口,付诸其他三维软件的强大造型功能,将复杂的事情简单处理,不仅能提高设计效率,而且能激发人员的学习兴趣,降低课程的抽象性,同时也提高了学生对相关软件的熟悉程度及学习热情。
参考文献:
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[3]高慧.画法几何与工程制图课程的教改思考[J].北京工业职业技术学院学报,2004,(03):47-49.
[4]林清夫.工程制图课件数字化制作平台的开发研究[J].机械制造与自动化,2007,(03):53-55.
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。
信息技术不仅已经被广泛应用到人们日常生活、生产等各个领域,同时也在很大程度上促进了工业制造领域智能化的高速发展。我国数字化制造技术在工艺设计、制造数据管理以及生产过程控制等环节发挥了一定作用,但是有些技术在该领域中的应用水平相对较低,因此,在未来发展中必须构建以企业产品为背景的数字化制造技术应用研究。
1.数字化制造技术概念简介
数字化制造技术基于虚拟现实技术、计算机网络技术、快速原型技术、数据库技术以及多媒体技术等多种现代化科学技术,可以根据不同制造企业的需求,实现资源信息收集和整理,产品信息、工艺流程信息、资源信息自动整合分析、规划以及重组,实现对产品进行设计、功能仿真以及原型制造,并根据用户对产品的实际需求进行功能调整或整体优化设计。
2.数字化制造技术的应用现状
(1)产品数字化设计。产品数字化设计是指产品在设计阶段充分利用计算机,在图形设备(CAD)的辅助下可以将产品的图形设计出来,同时也要完成产品功能设计、结构分析等多个产品设计环节,在数字化设计过程中使用了软件绘图、编辑图形以及分析等技术,技术人员也可以利用数字化设计程序对产品结构设计进行优化与完善,运用计算机强大的计算功能、分析功能以及比较功能在各种设计方案中选出最佳方案。
(2)数字化分析。数字化产品分析功能也是基于计算机辅助技术而成,可以对结构复杂的产品进行优化设计,产品优化设计过程中主要利用了力学性能对其进行分析,并运用CAE软件对产品的综合性能及安全性、稳定性、可靠性等方面进行模拟分析,通过模拟不同产品在实际上的运行状态来确定其是否存在设计缺陷,如果发现设计缺陷可以立即对产品设计进行优化,以确保最终产品在实际运用中的综合性能等方面可以满足用户需求。
(3)数字化生产工艺。数字化生产工艺是指产品在生产过程中利用计算机对生产过程进行控制,技术人员可以将产品零件的形状、尺寸、材料以及处理过程等数据输入计算机,并将该产品在生产设备中的工艺参数输入到计算机中,这样计算机便可以对该产品的生产工艺进行数值计算、逻辑判断以及推理,并根据所输入的参数编制出最佳的工艺内容及路线。
(4)数字化制造。数字化制造主要是基于CAM软件而成,该软件可以根据技术人员设计出的模型进行自动编程,并可以利用计算机与其他辅助软件实现仿真制造生产过程,并可以自动判断出产品生产过程中会遇到的干涉及碰撞等问题,计算机软件自动编写的程序需要技术人员对其进行修改,以便计算机编写的程序可以满足产品的制造要求,在程序加以处理后便可以传输到数控机床上进行产品的实际加工,如果发现产品加工中存有缺陷,技术人员可以在数控机床的控制端对其进行微调。
(5)数字化管理。产品数据管理是工业制造领域数字化管理中的核心内容,企业一般都是通过CAD/CAM系统实现对产品数据的数字化管理,并可以对所产生的产品进行全生命周期数据管理,不仅可以根据企业信息的管理要求对图纸、工艺文件进行整理,更可以根据企业的运行管理需求进行市场调研、产品更新等一切与生产有关的数据管理,而这也是在信息时代有效提高制造企业市场核心竞争力的有效途径之一。PDM技术不仅在我国工业制造领域中占有重要的地位,同时也是计算机领域中的核心技术,而在我国只有一部分大型企业在发展中运用了PDM技术,这也为这些大型工业制造企业带来了可观的经济效益,因此,在新时期我国工业制造领域应充分利用PDM技术。
(6)逆向工程。传统的产品设计无法实现产品的“复制”过程,而数字化制造技术的应用有效打破了这一限制,逆向工程可以根据已有的产品通过分析研究来获取其设计过程,而逆向工程在工业制造领域中一般都应用到企业无法获取产品设计方法的情况下,利用产品实物可以在很大程度上推导出产品的设计方法及工艺流程,所以该项技术在新时期已被广泛运用到新产品的开发或旧产品的改进等,对我国工业制造领域在新时期的高速发展有着重要意义。
3.结语
现阶段我国数字化制造技术正在不断向着产品集成化、管理网络化方向发展,同时产品生产过程的智能化、虚拟化、绿色化以及柔性化等都是该项技术未来发展中的必然趋势,其不仅对提高我国工业制造领域的生产效率及质量有着重要意义,同时也可以更好地促进工业制造领域在新时期向着可持续发展方向迈进。
参考文献:
引言
模具生产在塑形类工艺装备中需求量非常大,尤其是近年来发展越来越快,市场的需求量越来越高,传统的模具加工工艺已经无法满足现代化的市场与工艺需求。因此,为了能够提高工业生产中模具的质量和生产效率,基于计算机技术的数字化生产制造工艺引入模具生产加工中,从而实现了质量与效率上的双重飞跃,达到满足市场的质量需求。本文通过解析数字化制造与生产工艺,并结合当下的模具生产理念,探究基于数字化制造工艺的模具生产技术。
1 工业生产中模具生产的模式与需求分析
工业生产领域中,一个相当重要的生产模式就是模具生产。由于工业化与车间流水化的不断进步,塑形等重要工艺设备开始大规模发展,从而导致市场需求不断攀升。于是,传统工业领域中的模具生产的质量和市场需求就开始进一步增加。因此,需要在原有的生产基础上进行进一步的提高与技术引入。那么,对于传统的工业生产中,模具的生产模式与需求是怎样的呢?
1.1 传统工业生产中模具的生产模式分析
传统工业生产中,集成化与量化生产概念相对比较淡薄,并没有得到进一步发展。尤其是在批量化的生产过程中,流水车间的生产方式虽然已经得到了应用,但是在庞大的市场需求环境下,依然无法满足要求。因此,为了能够更进一步地实现模具生产的市场质量与数量需求,就需要对传统的模具生产工艺进行改革。传统的模具生产中,存在以下一些问题。
第一,生产批量化与质量之间的生产矛盾。批量化生产过程中,由于传统生产工艺与技术无法达到较高的要求,从而造成在批量化生产过程中,经常出现大批量生产造成质检不合格的现象。这在一定程度上反映了在传统模具生产加工工艺中,工艺技术存在一定弊端,面对大批量的生产与加工过程,无法实现真正意义上的批量高质量生产,造成批量与质量之间的生产矛盾。
第二,高精准模具生产过程中的质量要求无法满足。在生产加工模具的过程中,对于一些高精端的模具产品而言,无法真正达到质量要求或者是精准要求。因为在传统的加工工艺中,精度的标准并没有实现真正的提升,而市场对于模具精准度的要求则越来越高,尤其是小型以及微型模具的生产与加工,更是存在非常严重的精度不够的问题。因此,造成了一段时间内,生产与加工存在非常多的问题。
第三,生产理念依然存在着传统生产模式的思想;传统生产模式中,对于一些质量要求的思维模式依然存在。模具的误差指数随着技术的发展越来越低,但是一些生产制造加工企业并没有随着时展,而是一直采用传统的质量标准进行加工,从而造成了技术上落后,生产产品质量的不达标。
总之,传统模具生产存在一些问题,这些问题直接导致了在竞争激烈的市场中,传统的生产模式越来越不符合市场需求。
1.2 模具生产技术的需求分析
模具的生产模式存在问题是其中的一个方面,在生产技术方面,传统的模具加工与制造依然存在问题。因此,对于技术的需求而言,传统的技术也存在问题。
首先,传统的模具生产技术标准并没有进一步改善。工业生产领域中,技术标准的完善和规定,是有一定的周期性的。由于生产批号与批量的原因,无法随时更改生产工艺的技术标准。但是,市场经济时代的市场需求变化越来越快,导致在一些生产领域中,技术标准已经无法满足市场的需求,尤其是模具生产领域中,造成了技术标准落后市场需求的现象。因此,传统的模具生产技术标准有待进一步完善。
其次,精准化生产技术的拓展。模具生产过程中,最为重要的指标就是模具的精度,在传统的模具加工制造工艺中,精度的标准依然无法达到市场的最高需求标准。由于技术的落后,造成在精度方面无法达到标准,从而影响模具加工的进一步发展与市场拓展。
最后,质量检测的技术需求提升。质量检测依然需要满足现有市场的标准,因此对于传统的模具质量检测而言,依然需要在质量检测方面进行技术标准的提升,从而满足市场需求,保证生产流程的一体化。
2 数字化生产制造工艺解析
数字化生产制造工艺,是未来工业生产的主要应用工艺之一。数字化的制造工艺优势非常明显,不仅可以提高工业加工产品的质量与精度,更可以利用全自动控制系统,实现一体化的生产模式,从而大大提升传统工艺生产领域中的生产效率。数字化生产技术,是基于计算机平台的一种先进技术,在工业生产与加工领域中应用非常广泛,其技术优势非常明显,满足现有市场对于工业生产技术以及产品的需求,在质量上能够保证产品的高质量与高精度,在流程化方面,其生产流程更加科学高效,质量检测方面做到了更加严格的标准,从而对产品的质量更加有保障,对未来市场的拓展以及发展有非常重要的意义。因此,数字化生产制造工艺,在传统工业生产领域中的应用是非常必要的。
3 基于数字化生产制造工艺的模具加工工艺分析
通过对传统模具生产与加工的弊端进行详细的分析,可以了解到在技术层面上对模具生产进行拓展,才可以实现与市场需求的无缝对接。数字化生产制造工艺,是未来工业生产领域中最为重要的技术之一,因此,基于数字化生产制造工艺的模具加工才是未来的发展方向。在实际的应用过程中,需要从以下几个方面进行探讨。
第一,数字化生产制造工艺,确保了模具加工的精度更高。数字化技术的优势之一就是高精度,而对于模具加工制造而言,精度是非常重要的技术要求标准。那么,对于数字化制造工艺而言,需要进行哪些配套设计呢?对于模具加工技术设备而言,需要引入全自动数字化生产标准设备。利用计算机平台为基础的智能操作模块,完成全自动化的控制操作。模具的成型以及切割,都利用数字化标准与技术进行完成,从而在一定程度上提高了模具加工的精度问题。
第二,模具的生产流程的数字化技术应用。在生产流程的环节中,依然需要采用数字化技术来实现传统加工工艺的提升。数字化的加工与生产流程,可以实现真正意义上的无缝对接,实现生产流程过程中的高量化标准。数字化加工流程的对接方式非常简便快捷,可以实现高效率的生产流程,在对接的过程中进行高效率的流程转化,提高了生产效率。
第三,模具质量检测的数字化技术应用。质量检测是工业生产领域中不可缺少的一个环节,当然也是非常重要的一个环节。在质量检测的过程中,依然可以利用数字化技术,从而将检测精度进一步提升。实际上,在数字化生产工艺的应用过程中,这些流程都是一体化的,不会出现其他的冗余环节。在彼此流程之中,实现无缝对接,从而有效地提升加工效率与生产质量。
总之,数字化生产工艺,在模具生产的过程中起到了非常大的作用,不仅仅提高了模具生产的质量以及精度,在生产流程方面也起到了优化的作用。在最后在质量检测过程中,满足市场的标准,从而保证了模具投放市场以后,能够最大面积地覆盖原有市场,甚至是拓展全新的市场。
结语
本文通过对模具生产与加工工艺进行分析,了解到在传统生产领域中存在的问题,为了解决存在的这些问题,引入了数字化加工工艺,从而在生产质量和模具精度等方面有了显著的提升。此外,对于生产流程的进一步优化,实现了在市场投放过程中,更加高效快捷地实现模具的量化生产,从而改善了传统的生产滞销现象,为模具生产的市场拓展以及未来的发展奠定了基础。
参考文献
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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:
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中图分类号:TG385 文章编号:1009-2374(2016)22-0043-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.22.021
在数字化技术的不断发展下,人们对汽车轮胎模具设计方式和轮胎模具制造提出了更高的要求,使得传统的汽车轮胎模具设计方式受到了一种全新的挑战。轮胎的花纹样式得到了不断更新,对于汽车的子午线轮胎来讲,一旦轮胎花纹设计和结构加工精度差一点,最终很可能导致企业轮胎动、静平衡性能、均匀性、散热性等方面出现问题。为了实现轮胎模具设计的科学、有效,保证汽车性能的充分实现,需要有关汽车轮胎设计人员充分利用数字化技术完善汽车轮胎模具设计。
1 数字化技术概述
21世纪的发展是数字化发展时代,一系列的数字概念如雨后春笋般产生,同时也促进了汽车制造业的发展变化。数字制造一般是指在虚拟现实、计算机网络上技术、快速原型、数据库和多媒体技术的支持下,根据用户需求来获得其需要的信息资源,并在对资源获取分析的同时实现对产品设计和产品功能的仿真制造,从而以最快的速度生产消费者满意的产品。简单的说,数字制造是指在针对制造过程数字化描述而建立的数字空间中完成产品制造的过程。在计算机的快速发展下,计算机图形和机械设计技术得到了充分的结合,继而产生了以数据路为中心,以交互图形系统和技术为基本手段,以工程分析计算为主体的一体化计算机辅助系统(CAD)。这种系统能够在二维或者三维空间来对物体进行精准化的描述,从而提升产品的生产效率。将计算机辅助系统中产生的产品设计信息转化为产品制造、工艺规则等信息,能够实现对机械加工工序和工步的重新组合,并能够对每个工序的机动时间及辅助时间进行计算。这种规划是计算机辅助工艺规划(CAPP)。
通过对数字化技术性能的分析,可以发现数字制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术共同作用的结果。在科技快速发现下,制造器、生产业的数字化发展是一种必然趋势。以制造业发展为例,其设备的控制参数一般都是数字信号,各种信息都会以数字的形式借助网络在企业内部进行传播。在数字制造的影响下,企业、个人、设备、经销商等会形成一种连接。
2 轮胎模具制造技术的现状
轮胎模具行业在近几年的发展中,基本处于一个设备不断更新、产品不断升级的快速发展时期,对原有传统的手工刻模模具加工工具进行了更新,用电火花蚀刻工艺加工模具代替了传统手工刻模模具。在科技不断发展的情况下,尤其是微机控制在模具加工方面的应用,得到了先进软件和设备的支持,表现为先进三维CAD、CAM技术的应用,微机能够对曲面造型进行仿真加工,且应用的加工策略能够支持三轴数控机床来完成电机和模具加工。其中全自动的数控电火花机床分度误差没有超过±20″,深度误差≤0.01mm,体现了模具设计的高精度和高档次。
文章以轮胎模具花纹制造技术加工为例,阐述数字化技术下汽车轮胎模具制造发展现状。现阶段,国内外对轮胎模具花纹加工应用的方法主要有三种,包括数控雕刻花纹、EDM(电火花腐蚀加工)、精密铸造。数控雕刻花纹设计主要应用的是计算机辅助设计软件、模拟加工路线、机械雕刻成型、人工修整成型技术。EDM(电火花腐蚀加工)主要应用的是计算机辅助设计花纹电极,利用电极放电腐蚀成型,最后由人工对设计模型表面进行修整。精密铸造一般是利用计算机辅助软件设计加工出能够用于仿制精铸母模(基模),之后利用材料模仿制作硅胶模、石膏模芯、砂芯等,最后浇铸成型,其中精密铸造用于半钢丝子午线轮胎模具。
3 数字化技术在汽车轮胎模具中的应用
3.1 数字化技术在汽车轮胎模具花纹设计中的应用
汽车轮胎模具的花纹设计是否合理对汽车花纹系列轮胎的开发成果影响意义深远。但是,现阶段全球范围内的具有汽车轮胎模具花纹设计开发能力和轮胎厂以及研究机构很少,大多数的轮胎厂商开发花纹轮胎模具都需要借鉴有开发经验的轮胎厂家,并根据自身发展实际,在轮胎模具设计结构的基础上对产品进行改进和完善。进过模仿改进而设计出来的花纹汽车轮胎,其各项性能指标是否合格有待验证,且在预测轮胎成型过程中存在一些缺陷。我国现阶段很多轮胎厂花纹技术设计基本停留在二维水平,对于轮胎模型花纹的实际加工缺乏科学的规划。
数字化技术的应用能够实现轮胎花纹的三维立体设计,即通过对三维造型模拟轮胎表观的计算,保证轮胎花纹设计的美观、合理。在数字化技术的支持下,我国有一些轮胎厂家通过模具制造设备、软件等将轮胎的二维花纹进行了三维立体设计,通过数据技术在一定程度上隐含和处理了轮胎花纹的缺陷,实现了轮胎花纹的合理设计,提升了设计的效率。
3.2 数字化技术在汽车轮胎花纹工艺中的应用
轮胎模具的设计需要很高的技术含量,尤其是汽车子午线胎轮胎模具。汽车子午线胎轮胎模具具有特殊的花纹造型、特殊的设计结构,由此决定其加工工艺的复杂、独特。因此,汽车轮胎花纹设计中除了需要注重CAD/CAE技术之外,还需要注重轮胎花纹的加工工艺。数据化技术在轮胎模具中的应用主要是指计算机辅助工艺设计在轮胎花纹中的应用,通过数字化技术处理能够将轮胎花纹加工工艺在实际操作之前可能遇到的问题事先展现给工艺设计人员,从而不断优化汽车轮胎花纹工艺,实现一次性合格设计。数字化技术能够为汽车轮胎花纹工艺设计提供一种新的设计思想,在综合模拟技术、分析、干涉报告等智能技术于一体的同时,对轮胎模具,尤其是高性能的子午线轮胎花纹设计优化产生了重要的影响。
3.3 数字化技术在汽车轮胎加工中的应用
在国内,汽车轮胎模具,尤其是子午线轮胎活络模具的花纹加工,大多是由模具厂家进行加工,主要的加工手段仍停留在传统加工工艺方面,大规模的加工厂家大多是以EDM为主力加工手段。伴随高性能子午线轮胎的大规模应用,社会主义经济市场对轮胎硫化生产的要求逐渐提升,表现在对汽车子午线轮胎的活络模具精确度提出了更高的要求。数字化技术的应用,能够实现对高性能子午线轮胎模具花纹中壁厚只有0.8mm这样细小的花纹的一次成型,在最短的周期内加工出高质量、低能耗的产品。数字化应用在汽车轮胎高速加工与传统的加工方式相比,具有以下六种优点:第一,汽车轮胎加工精确度能够达到0.002mm;第二,汽车轮胎加工时间减少了原来的60%~80%;第三,汽车进给速度应该提升5~10倍以上;第四,汽车轮胎所应用刀具的耐用度应该提高原来的70%左右;第五,汽车轮胎表面粗糙度至少要达到Ra0.8;第六,在高速切削和风冷却影响下,对于工件冷热加工引起的轻微变形可以适当地
忽略。
3.4 数字化技术在汽车轮胎生产管理中的应用
现阶段,我国汽车轮胎模具制造厂家的发展规模很难扩大,大多数的轮胎制造企业都是中小型规模的企业,一些甚至还是家庭作坊。这些企业的轮胎制造管理手段较为落后,轮胎生产质量遭到投诉的情况时常发生,可见大多数企业的轮胎模具生产制作存在技术方面的问题,对于大额投资的设备也不能充分利用。汽车轮胎模具设计和制造与一般类型的模具制造不同,但基本存在一些共性,即都是典型的依据订单加工生产的单件小批量产品,在模具的业务订单、技术设备、物料采购以及生产滚利方面都需要信息的充分对应。成功的企业管理需要应用先进的管理方式,而数字化技术的应用能够实现企业的高效管理,加强企业和客户之间的交流沟通,从而提升企业轮胎模具生产的效率,加强对汽车轮胎模具生产成本的控制,实现对汽车生产车间的及时性监控和管理,同时在CAD技术的应用下,实现企业内部信息资源的共享。应用数字化管理是提升汽车企业良好经营发展的重要手段,在实现企业发展规范化管理的同时,不断提升企业在市场发展的竞争力,将企业工作人员从繁琐的工作程序中解脱出来,为业务人员和顾客之间的交流沟通提供更充分的时间。
3.5 数字化技术在汽车轮胎模具检验中的应用
伴随公路建设的发展,汽车轮胎特别是高性能子午线轮胎得到了快速的发展。汽车轮胎生产厂家对轮胎模具设计要求逐渐提升。在这种形势下,汽车轮胎模具检测技术和检测设备的应用变得尤为重要。数字化技术下的3D检测技术和4D激光检测设备的应用能够满足这种性能的需要,加强对汽车轮胎的精确检测。
4 结语
综上所述,数字化技术在汽车轮胎模具设计和制造中具有重要的应用意义,得到了有关人员的广泛应用,为我国汽车轮胎模具设计和制造创造了新的发展机遇。为此,需要有关人员加强对国内外先进汽车轮胎模具设计制造数字化技术的学习,并结合汽车企业自身发展实际,将数字化技术充分应用到汽车轮胎模具设计和制造中,不断促进企业的稳定、健康发展。
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中图分类号:TV388 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)06-0148-01
数字化制造技术可以实现设计、生产和管理等一系列的模拟,对产品生产的各个环节进行数字化的监督和控制,并对其中出现的问题进行反馈,这样可以全面的对产品进行控制,保证产品按照科学的管理流程进行生产,从而提升产品生产的质量。汽车作为机械化水平要求较高的行业,通过数字化的管理流程,可以将各个环节进行更加规范化的处理,提升汽车的整体生产质量。
一、数字化制造技术在汽车质量控制中的流程
在进行汽车质量控制和管理的过程中,采用数字化技术首先从设计部门取得产品设计和生产的各种资料,包括汽车各个结构之间的连接、尺寸和进行组装的过程等,然后自动化系统会对生产的环境进行考察,模拟实际生产环境,做出适当的反映,一旦出现问题及时的进行反馈,防止出现较多的问题。在基本的审核结束之后,数字化系统通过生产车间活动各种组装设备的数据以及相应的工作流程,并通^计算机模拟建立相应的流水线,对实际的生产过程进行模拟,制造出样品报表,得出制造结果。在这项工作结束之后,自动化系统会对产品的质量进行检测,在虚拟的环境下对产品的实际使用情况以及后续的维修保养情况进行分析,形成模拟环境,这样可以更好的对产品的质量进行控制。最后,在这些步骤结束之后,数字化系统还可以对产品的实际使用方式进行培训,并将整体的数据信息输入到分析系统中,对数据进行更加详细的分析,从而制定更加精细化数据分析报告,提升汽车生产制造的质量。
二、汽车质量管理中数字化制造技术的运用
数字化制造技术的出现,使得汽车各个部件的质量得到有效的保障,质量也得到了更好的控制,并且降低了设计和生产的成本,提升了汽车研发的效率,因此数字化制造技术在汽车制造中的应用是非常广泛的,具体包括:
(一)在汽车设计中的应用汽车产品进行设计的过程中各个零件之间需要进行匹配,如果采用传统的管理方式,耗费了大量的时间,而采用数字化技术可以对模具进行仿真处理,这样就可以对冲床进行各种动态分析,并对运动矢量进行控制,将设计的科学性进行验证。工艺部门根据BOM建立各零件的制造工艺和装配件的装配工艺,以及加工制造过程中应使用的工装、模具,然后通过说数字化的制造技术,对据BOM建立各零件的制造工艺和装配件的装配工艺进行检验,发现其中的问题及时进行改进,从而提升汽车在设计中整体质量,将现代化的管理和汽车设计结合起来,促进汽车制造业的进步。
(二)在汽车焊接生产中的应用
汽车生产过程中,焊接车身的工艺是整个汽车生产的关键部分,需要工艺准确,通过数字化技术也可以将这方面的生产过程进行模拟,对整个生产线进行仿真,将所有的焊点、焊枪、机械手进行编号,并输入到系统中,这样就可以在计算机技术下对整体的流水线进行模拟,在计算机环境下对数据进行观察,发现问题及时进行优化,不断的解决流水线中可能出现的问题,从而将整个生产线进行科学的管理,保证生产质量,不会在焊接中出现突发的情况,保证整体的工艺质量水平。
(三)在汽车涂装中的应用
涂装是工艺是汽车加工过程中重要的环节,涂装对前处理、电泳、喷涂、面漆等工序的参数控制要求非常高。在进行涂装的过程中借助数字化技术可以将涂装的整体生产速度进行提升及过程工艺参数有效控制。传统的涂装工艺容易出现在因温度、时间等不足导致油漆质量问题以及油漆喷涂不均等问题发生。因此采用数字化的手段进行模拟可以对喷涂进行更加科学化的处理,提升涂装过程的工艺质量,并且在进行喷涂过程中可以针对不同的车型采用多种喷涂技术进行模拟,提升喷涂技术的科学质量,增加实际的使用效果。
(四)在汽车总装中的应用
汽车总装在编排过程中按照先后顺序,由内到外,进行逐层覆盖性装配。在过程中,对于每个工段装配覆盖件,必须要考虑过程装配质量,如同系统的零部件在同一组装配,对于整车物料传统上会归类为内饰件等,通过数字化技术进行零部件系统细化分组与ERP、MES系统结合。在下单生产任务单后,系统自动根据BOM配备物料清单,将系统零部件安排在同一地点装配,在装配过程中避免错漏装发生,同时对每个零部件进行编号管理,确保整车与零部件追溯性。通过数字化技术的运营可以实现对总装过程质量问题实时监控,对每个工序质量问题实现分类统计及自动形成质量报表,为现场质量改进提供第一手数据。从而全面的将汽车总装的质量进行提升,使得整体的管理更加的优化,保证整车出厂质量。
三、汽车质量管理中数字化制造技术发展前景
目前数字化技术在汽车质量控制中使用逐渐得到普及,并且贯穿到从生产、制造到销售的各个方面,但是具体的使用中还是存在一些技术不成熟的情况,例如虽然在生产过程中仅仅是对零件组成配比进行分析,但是元件组合之后的一些数据对比不清晰。在进行汽车装配的过程中虽然模拟了车门,但是对于前车灯以及挡风板没有进行模拟。因此今后的发展中应该对这方面的问题进行改进,采用数据化技术对汽车生产的各个步骤进行全面的分析。企业在进行数字化发展的过程中也应该充分的重视技术革新的重要性,积极的引进新的技术设备,将其作为企业发展战略,制定适宜的中长期计划和短期计划,将理论和实践紧密的结合起来,由点到面的对技术进行提升,并积极的进行技术创新,从投入人力最多工序最复杂的区域发展,让节省成本起到立竿见影效果,为企业发展数字化树立强心剂。
结束语
汽车质量控制中的数字化制造技术在实际使用中取得较好的成果,提升了汽车各个环节的质量,由此可见数字化技术应用到汽车质量管理中是必然趋势,也是目前应对汽车市场激烈竞争的必然选择。因此企业加快数字化工厂建设,不断的提升自身的科技能力,这样才能在激烈的环境下更好的生存。
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
1 机械制造的含义
机械制造利用自动化的数字化设计程序对设备进行改造,实现设备可自行持续性的自动生产、加工、优化等过程。典型机械制造设备有机床、水轮机、传真机等。它们可经过机械制造及其自动化数字化设计系统的改造进而赋予更多的功能,为人们提供更多方面的服务,促进技术的创新发展,更好的立足于工业领域。
2 机械制造及自动化技术特点
机械制造及自动化的数字化设计系统在工业领域优势凸显,占据着重要的地位,与传统的机械设备相对比而言存在着以下几方面的优势特点。
2.1 高效率高质量
机械制造及自动化的数字化设计系统通过新一代的控制系统,使设备进而更为人性、智能,从而代替人工操作,提高工作效率和质量,间接的也是针对某些特殊情况下,避免人工操作的意外情况发生。当机械设备在正常运转时,难免会发生系统故障,一旦出现问题,可自行分析系统故障原由、扫描漏洞,进而及时修复系统问题,维持系统的正常运转。传统的机械不能如此进行自我修复故障,维持正常运转,还需人工监控才能确保机械工作的正常运行。
2.2 工作方便快捷
机械设备不同部件的制造,其精准度和规格往往大不相同,因此总是需要人为对此进行各种调整,但难免会出现误差,导致产品规格不及格造成损失。机械制造及自动化的数字化设计系统可根据实际,设置多种生产模式,必要时只需输入相对应的指令便可自动调整为另一种生产模式,除了精准度高以外,一旦出现偏差,还会自行矫正。
2.3 应用领域广
机械制造及其自动化作为一种复合型新兴技术,适用于多方面领域,凭借其自身分析、处理故障性能的优势,可在多个领域立足,满足社会中人们与日俱增的个性需求。其产品质量安全有保障,而且机械制造及自动化的数字化设计系统的结构小,重量小,消耗的能源也小。符合我国倡导“绿色环保”和“科学发展”的社会理念,日后在相应领域中会倍受欢迎[1]。
3 机械制造及自动化技术现状
宏观工业领域的高速发展,在人们日渐俱增的个性需求挑战下,目前机械制造及自动化技术方面成熟了不少,其发挥的作用也在这个社会上备受关注。利用自动化、智能化、自我维修故障等优势,比传统机械制造的产品更好、更快,产品类型也更多。随着机械制造及自动化在工业制造领域的普遍应用,各产业的竞争也越来越激烈。然而机械制造及自动化技术代替了传统的机械化制造技术,就目前来看,机械制造及自动化的数字化设计系统技术体系逐步在工业领域中完善,进而从中了解“科学是第一生产力”的硬道理,在生产制造方面更具有强大的动力、支撑力,促进着工业领域的发展[2]。
4 当前影响因素分析
虽然当前机械制造及自动化技术正处速发展的阶段,但由于发展速度较慢,与国际的制造水平还有一定的差距,具体差异如下。
4.1 管理体制
在国外的工业领域中,他们采用信息化的管理模式,并以严格的管理体制对专业人员进行管理,推行JTI(准时生产)、AM(敏捷制造)、LP(精益生产)、CE(并行工程)等理念对其企业的制造进行辅管理,推进了企业经济的发展。而国内很多企业没有采用这种模式进行管理企业,小型企业也只是处于经验管理阶段。国外先进的技术和管理理念,可提高机械制造的工作效率和稳定性,产品质量也会有很大程度上的改善。目前国内的高精密加工、精微加工、纳米技术、激光技术等加工方法上正处于开发阶段,因而普及率不高,相对于传统的机械制造却不能做到这样的水平。
4.2 专业设计理念
在工业产品的设计上,不仅对产品自身的造型有更高的追求,还有对产品的结构、材料、工艺、可实现性、产品自身的特点和市场的需求定位也要有一点的了解。因此,我们对产品设计的把握能力也要进一步的提高。盲目求快的发展造成了理论与实际的脱节,面对国内竞争过于激烈的现状,即便是知名企业,也会倒闭或被兼并。所以应以市场的需要和生产的实际情况作为设计发展的基础,才有利于应对这多变的市场行情。
4.3 制造技术水平
科技是不断更新的,投资过高,收益见效太长久的机械制造及自动化系统技术相对市场的性价而言,往往不受大众青睐。而投资少,见效快的机械制造及自动化设计系统是当今社会关注的焦点,有着很大的发展价值和广阔的前景以及与时代共同进步。国外发达的工业制造广泛采用数控机床、加工中心以及FMC(柔性制造单元)和CIMS(计算机集成制造系统)实现集成、智能、人性化的制造过程。这给企业提供了快速高效率的生产力,进而生产高质量的产品,提高企业的经济收益,同时也推动了工业领域发展进程。然而目前国内的技术水平几乎都是引进然国外的技术后再在原有的基础上进行改进的,北京的雾霾情况则间接说明了我国因工业制造的技术水平不足而对环境造成了严重的污染现象。因此,先进的机械制造技术绿化了生产的整个过程(绿色生产线),绿色生产线既保证了产品的安全性,也是尽最大努力减少机械制造对环境的造成的负面影响。如果能够突破这些困难,相信我国在工业领域的成就会更进一步发展[3]。
5 结束语
要想把机械制造及自动化专业搞好,不仅要靠高端的技术支撑,还有各种基础技术的灵活应用也是很重要的。只有坚持把提高制造技术与自动化相结合的方针,围绕我国现阶段的发展国情出发,坚持贯彻科学发展观的理念,才能把机械制造自动化专业技术的作用发挥出来,更好的走向健康发展的光明之路。
参考文献
机械制图是重点课程之一,尤其对于工科学生来说,制图技能是其生存的保证。目前机械制图教学存在一定的问题,主要表现为教学目标不明确,教学方法单一,学生积极性低等。导致现代机械制图教学效果不显著,数字化教学的提出一定程度上改善了这一难题,但也给教师和机械制图教学提出了巨大的挑战。目前,如何使数字化教学融入到机械制图中已经成为高校教育者的主要任务。
一、数字化制造对机械制图教学的要求
数字化制造要求机械制图将图改变为数,实现机械制图现代化,并进行相关数据信息的收集和存储。在这种前提下,机械制图要提供施工工程的模型基础。计算机软件将成为机械制图教学的载体,在教学中起到积极作用,使现代机械制图教学从二维转向三维。其中包括拓扑结构和三维几何信息及物理特征等。通过计算机软件对图纸进行处理,从而得到虚拟的实体图像,方便图纸设计人员设计和修改。也就是说,数字化制造是以计算机为依托实现对制图数据、方法和资源的整合和存储。基于这种模式的机械生产模式将发生一系列变化,整个过程中计算机的作用增强了,计算机制图实现了虚拟装配与制造,并且能够通过计算机检验。机械图样作为工程施工的重要依据,无论是设计还是分析都应按照发展规律。这要求教学目标、教学方法和教学模式及内容彻底进行一次改革,只有这样才能满足现代社会对机械设计人才的要求。
二、机械制图课程教学改革的策略
机械制图的教学目标需要改革,主要应从三方面入手:构型设计能力的提高;数字化制造软件的应用培养;徒手绘图能力的增强。形体的构型设计是创造性设计的重要表达形式。构型设计是教学目标改革的重要项目,是培养学生思维能力和制图创新能力的主要方法。三维立体设计和造型是课程教育的目标,也是改革的主要目标之一。课程改革的首要任务是让学生了解课程设计流程,提高设计技能,重视徒手绘画能力。同时,学生能够通过徒手绘画能力的提高获得更大的想象空间。在这个过程中,学生实践能力的培养是关键,教师应善于发掘和培养学生的灵感,使学生善于观察生活、感受生活,启发设计思维。徒手绘画课程应始终作为机械制图教学的重点。AutoCAD作为平面绘图的基础,虽然曾经取得了一定的效果,但随着科技的发展,三维立体技术的出现要求绘图软件进一步更新,以适应其发展。目前,已经有很多三维立体软件的学习进入了高校机械制图教学中。
三、机械制图课程教学方法的改革
由于机械制图的教学方法较多,因此教学方法的改革要求教师从理论教学和实践教学两方面入手,将教师的讲解和学生的学与练融合起来。通常要求理论部分由教师讲解,并且尽量避开生涩难懂的专业理论,将其转化为更生动的教学模式,提高教学效率。需要给予学生适当的实践时间。另外,增加教师与学生之间的交流,以便学生提高交际能力,针对不同教学模式,有针对性地调整方法,使二者能够相互联系。总之,高校机械制图教学应致力于培养和拓宽学生的思维能力。目前,无论是讨论法教学还是思维拓展式教学,其目的都在于通过多维度的教学方式提高学生的制图创新能力,丰富课堂教学方法,调动学生的积极性。如针对与实践教学联系密切的教学中,案例法可以充分发挥教师的作用,将实践教学与理论教学相结合,将设计开发类知识引进到课程教学中。教师可为学生预设多个情景,在具体的分组中学生可以锻炼能力,这样学生的工程基础知识可以得到巩固,设计能力及图纸分析能力也可以得到提高。
四、教学模式内容及模式改革
循环动态的教学模式是我国机械制图教学的主要目标。这一教学目标要求教师改变自己在教学中的地位。教师不再单纯地掌握教学方法和进程,而要求学生参与,充分发挥学生的主角地位,将教为主导转化为以教师的引导为主,与学生实践相配合的教学方式,也就是循环动态教学模式。这种教学模式基于先进化的多媒体技术,在这种模式下,学生的创造性思维更强,并且能够感受自身的学习效果,培养探索精神。教学内容的改革以教学模式为前提,从以下方面入手:以“体”为核心的投影理论;表达方法范围的扩大;三维图纸的查阅及绘制;促使学生了解多元化、数字化的基础理论。投影理论是一种先进的绘图理论,这种理论要求学生了解实践操作、熟悉绘图流程。实际上,随着科技的发达,这种绘图模式不利于图形的展开,需要教师增强空间思维能力。这解释了为什么投影理论以“体”为中,而不是点、线或者面。三维立体图作为目前推行的主体,在高校机械制图教学中起着积极作用。三维时代并不代表二维模式将被淘汰。关于投影的介绍,学生的先进理念将得到推广,使学生的后期学习效率得到提高。我国多媒体技术在教学中起着十分积极的作用,尤其对于投影理论来说,处于不同时代的机械制图软件不同,功能值得商榷。
五、结语
随着高科技的快速发展,机械制图开始趋于现代化。目前,数字化技术在不断发展,对于机械教育来说,我们应提出更高的要求,明确教学目标,丰富教学手段。并且在高校中普及高科技知识,使机械制图朝着操作智能化发展。熟练掌握机械制图的设计技能,绘制现代机械图纸是现代高校机械课程中的主要任务。实践证明,教学化技术能够从实质上改变我国机械制图教学效率低下的现状。这是现代社会对人才的主要要求。
参考文献:
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.