机械产品数字化设计及关键技术研究

【摘 要】随着科学技术的不断发展，以计算机为支撑的信息技术在现代社会的应用越来越广泛，并且发挥了重要的作用。机械产品设计是现代制造企业中一项重要的内容，在机械产品设计过程中运用计算机技术，实现了机械产品设计的数字化发展，提高了机械产品设计的科学性，同时可以满足不同用户的个性需求，实现了机械产品的多样化、小批量生产。本文着重针对机械产品数字化设计以及关键技术进行简单的分析。

【关键词】机械产品；产品设计；数字化设计；关键技术

为了适应现代社会和经济快速发展的新趋势，机械产品的设计也逐渐完成了数字化设计的转型，越来越多先进的计算机技术运用到机械产品设计中，促进了我国机械设计与制造技术的发展与完善。数字化设计是实现网络虚拟化设计的基础和前提，使得传统的制造与加工转变为现代化的设计与生产，从而实现机械制造企业资源的优化配置，有利于增强企业的综合竞争力。

一、机械产品数字化设计的涵义

机械产品数字化设计主要是运用计算机辅助设计、CAD数字化仿真技术，对产品开发的全过程给予足够的技术支持，从而促进机械产品设计信息的更新以及设计技术的完善。数字化设计涵盖了机械产品模块建立、设计优化以及数据管理的全过程，运用CAD、CAM等集成技术实现对机械产品设计与加工的数字化描述，再运用数字化技术对产品的加工过程进行控制，从而促进机械数字化制造技术的快速发展。

二、机械产品数字化关键技术

（一）二维CAD技术

CAD技术是伴随着计算机的发展进入到设计领域中，人们运用CAD技术代替了传统的手工绘图，具有更高的准确度和清晰度。但是，二维CAD技术仅仅是改变了产品设计的绘图方式，并没有完全融入到机械产品设计中，随着软件系统的功能不断完善，才逐渐发展成为完整的计算机辅助系统。

（二）三维CAD技术与曲面造型技术

三维CAD技术可以形成完整的框式系统，可以满足表达产品设计基本信息的需求，随着计算机技术的不断发展，产生了以表面模型为特点的计算机建模方式，进而形成了具有造型曲面系统的三维CAD技术，实现了产品信息的完整表述，这不仅是CAD技术的一次重要变革，也使得机械产品设计的曲面表达方式获得更大的平台。

（三）实体造型技术

表面模型技术可以对产品的表面信息进行完整描述，但是却无法表达出产品质量、重心等其他要素特征，这对于机械产品设计带来了很大困扰。在CAD技术不断完善的背景下，产生了实体造型技术，可以为CAD设计的产品信息表达提供更完整的属性，有利于提高机械产品设计的科学性和准确性。同时，实体造型技术在诸多机械零件设计和加工中也被广泛应用，推动了机械制造领域的快速发展。

（四）参数化技术

参数化造型技术是上世纪80年代中期进入到机械设计领域中，其具有数据先关、尺寸约束和驱动修改等特征，将其引入到CAD设计系统中，可以实现对零件的尺寸驱动修改，而且使用的范围较为广泛，在大部分通用零件的设计中都可以应用。

（五）变量化技术

变量化技术是建立在参数化造型技术的基础上，对其进行的局部修补而形成的负荷建模技术，可以将不同的曲面模型和实体模型进行叠加，完成尺寸、数据的约束，可以满足复杂机械产品和零部件的设计需求。

三、机械产品数字化设计技术发展趋势

随着计算机技术的不断发展，机械产品的数字化设计也向着更加精密化、虚拟化和智能化的方向发展，同时在机械数字化设计的信息管理体系方面也在不断的更新，从而为机械产品数字化设计技术的发展奠定坚实的基础。当前机械产品数字化设计的发展趋势主要体现在以下几个方面：

（一）单项技术的发展正在不断完善，以曲面建模技术、曲面与实体集成技术等单项技术为核心的CAD/CAM等数字化技术正处在不断发展和更新的过程中，与机械产品设计需求的契合度也越来越高，这将有利于提高机械产品数字化设计的效率，提高机械产品制造企业的加工效率。

（二）以PSM和CAD/CAPP技术为支撑的集成技术，将成为未来机械产品数字化设计的主导技术，其应用范围主要集中在接口、封装等技术方面。

（三）机械产品数字化设计与虚拟技术的结合，可以形成一个虚拟的制造环境和虚拟产品，有利于缩短产品开发周期，提高产品设计的成功率。

（四）机械产品数字化设计与网路技术的协同应用，可以极大的拓宽数字化设计的应用领域，提高数字化设计的应用效率。通过互联网技术的融入，国内的机械产品制造企业与国际机械产业的交流将日益频繁，进而实现异地设计、异地生产，有利于机械制造企业节约成本，增强国际竞争力。

四、结束语

综上所述，机械产品的数字化设计应成为了机械加工领域发展的必然趋势，越来越多的数字化技术被应用到机械产品的设计和生产活动中，实现了机械产品设计的科学化和人性化，有利于增强企业的综合竞争力，进而促进我国机械制造业健康、持续的发展。

参考文献：

[1] 曲哲，王珏，徐洋，徐翔.农业机械产品数字化设计技术研究[J].成功（教育），2012（16）.

[2] 李文泽，单玉梅.机械产品的数字化设计特点与技术进步[J].民营科技，2013（06）.

[3] 方子帆，舒文辉，陈少平，何孔德，黄朝学.机械产品数字化设计信息管理平台的开发[J].三峡大学学报（自然科学版），2011（06）.