王穎嫻

（西安職業(yè)技術(shù)學院，陜西西安，710032）

1 機械設計制造及其自動化的內(nèi)涵

機械設計制造及其自動化是一門涵蓋面比較廣泛的學科，包括工業(yè)機械、機電設備設計、制造，同時也包含了機械設備的運行與管理等。該學科主要以機械制造為基礎，全面融合計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、控制技術(shù)等。有效的解決機械制造行業(yè)中面臨的難題，推進機械設計制造領(lǐng)域的自動化與智能化發(fā)展，目前，已經(jīng)越來越多的智能化設備被運用到實際生產(chǎn)中。近幾年來，隨著我國經(jīng)濟體制的調(diào)整，第三產(chǎn)業(yè)在我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中所占比例較大，雖然不能占領(lǐng)機械設計制造的地位，但是機械設計制造及其自動化的行業(yè)改革是不可避免的，在改革過程中信息技術(shù)、計算機技術(shù)的應用極為關(guān)鍵。

2 計算機技術(shù)在機械設計制造及自動化中的應用現(xiàn)狀

近幾年來，我國的科學技術(shù)水平得到不斷提高，對科學技術(shù)的改革與創(chuàng)新給予高度重視，在機械設計制造及自動化領(lǐng)域中，我國與發(fā)達國家還尋在一定的差距，通過對計算機技術(shù)的引進進一步促進了我國社會向互聯(lián)網(wǎng)信息時代的發(fā)展，計算機技術(shù)的應用能夠縮短我國機械設計制造及自動化與發(fā)達國家之間的距離。在我國機械設計及其自動化領(lǐng)域已經(jīng)獲得大量的成果，但是高薪科技方面還存在一定的劣勢，發(fā)達國家已經(jīng)逐漸將數(shù)控技術(shù)、納米技術(shù)等與機械設計制造領(lǐng)域相結(jié)合，而我國確起步較晚，在研究深度上還有所欠缺，相關(guān)的計算機技術(shù)應用不夠明顯。在教育方面，我國機械設計制造專業(yè)還停留在自動化與機械設計領(lǐng)域，還未囊括計算機技術(shù)，使得懂得計算機專業(yè)技術(shù)的人才在機械設計方面存在弱勢，正是由于缺乏綜合型人才的支撐，我國的機械設計及自動化的計算機技術(shù)一直以來沒有實現(xiàn)創(chuàng)新與改革，智能跟隨發(fā)達國家的步伐，缺乏主動性。

3 計算機技術(shù)在機械設計制造及自動化中的應用

3.1 計算機輔助技術(shù)

機械設計制造及其自動化領(lǐng)域的發(fā)展過程是非常復雜的，計算機技術(shù)自身所具備的優(yōu)勢決定了在機械設計制造領(lǐng)域中的重要地位，計算機技術(shù)與機械設計制造之間的融合是自動化領(lǐng)域發(fā)展的必然結(jié)果。計算機輔助設計功能在機械設計行業(yè)中的應用與作用是不可小覷的，在機械設計制造及其自動化領(lǐng)域中會涉及到一些比較復雜的機械圖繪制，通過CAD、CAM等計算機繪圖軟件會有效的降低人工繪圖的復雜性，進一步提高繪圖效率，另外，計算機輔助技術(shù)能夠?qū)C械的結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀以及工作原理等進行詳細制定與描述，幫助設計者更加容易找到設計中所存在的問題，最后，計算機輔助技術(shù)能夠?qū)D紙進行修改、再次編輯等操作，忽略手工操作的一些不必要環(huán)節(jié)，有效提高機械設計效率。而且通過計算機相應軟件的支持下，能夠?qū)C械產(chǎn)品零部件的設計進行測試，對工作性能、受力情況等進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，便于及時修改，使產(chǎn)品設計更加完美。

3.2 三維建模技術(shù)在機械設計制造建模中的應用

在機械設計制造中，工程師要對機械產(chǎn)品進行建模處理，這一環(huán)節(jié)是機械設計制造的關(guān)鍵工作，對機械設計產(chǎn)品制造的質(zhì)量與性能起到?jīng)Q定性作用，目前，三維建模技術(shù)已經(jīng)普遍運用在表面模型、實體模型、線型模型中，通過計算機三維建模來構(gòu)建球體、圓柱體、立方體等，另外可以運用計算機輔助技術(shù)根據(jù)設計需求對建模體系進行分解或組裝，使得所生產(chǎn)的產(chǎn)品更加精確。

3.3 計算機可視技術(shù)的應用

在機械設計制造及其自動化領(lǐng)域中，計算機可視技術(shù)占據(jù)重要技術(shù)。計算機可視技術(shù)主要是通過技術(shù)手段將抽象的機械信息轉(zhuǎn)換為更加直觀的數(shù)據(jù)信息，便于設計人員對數(shù)據(jù)進行計算與分析，進而掌握機械產(chǎn)品設計的具體性能，對設計動態(tài)進行實時掌握，及時對產(chǎn)品進行優(yōu)化與改造，實現(xiàn)產(chǎn)品的動態(tài)控制。可視技術(shù)的應用優(yōu)勢體現(xiàn)在：首先，通過計算機可是技術(shù)與機械設計制造的完美融合，能夠進一步起到輔助設計的作用，避免人工設計中產(chǎn)生的誤差，對機械產(chǎn)品的精確性與可靠性進行保障。其次，計算機可視技術(shù)在設計以及制造過程中速度非?？捎^，高于人力設計及制造，所以在一定程度上提高了工作效率，解決產(chǎn)品制造時間，加速了自動化進程。

3.4 計算機仿真技術(shù)的應用

計算機仿真技術(shù)是可是技術(shù)與虛擬技術(shù)進步的產(chǎn)物，在機械設計制造中也得到了廣泛應用，例如，當一個機械零件完成建模以后，需要對相澆筑系統(tǒng)、排溢系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等方面進行和理性考慮，這是就會運用到計算機仿真技術(shù)，通過仿真軟件進行模擬，在模擬之前，需要對澆筑溫度以及界面的參數(shù)進行設置，然后建立仿真模擬產(chǎn)品，通過缺陷指標來對各種結(jié)構(gòu)進行合理性分析，通過對模擬面的觀察，來查找產(chǎn)品設計中存在的問題。通過計算機仿真技術(shù)的運用，可以使研究對象的多種數(shù)據(jù)進行全面具體的呈現(xiàn)，確保研究對象性能的安全可靠性，同時也使改進過程更加便捷，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量加以保障。

4 計算機技術(shù)在機械設計制造及自動化設計中的實例分析

4.1 驢頭設計

對于薄壁焊接部件來講，如果運用傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造方法，首先需要對板材進行下料，然后進行組對焊接，這種方法很容易變形而且會造成材料資源的浪費。在驢頭圖樣的設計過程中，運用計算機3D技術(shù)來對三維模型進行構(gòu)建，優(yōu)化后的驢頭三維模型如圖1所示。

將驢頭模型導入到Solid Works中，通過3D打印模塊進行設置，對模擬圖樣進行打印，或者將文件保存為二進制STL文件，轉(zhuǎn)到3D打印機，然后進入打印程序。從實際的應用效果來看，運用計算機技術(shù)能夠有效的避免焊接殘余應力問題，減少焊接的作業(yè)量，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的設計與制造。

圖1 優(yōu)化后的驢頭三維模型

4.2 減速器部件設計

對于減速器的設計，傳統(tǒng)工藝首選需要開展鑄造作業(yè)，由于加工量較大并且供貨周期較長，所以需要花費大量的人力物力。計算機3D打印技術(shù)的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)一步鑄造成型，省去機加工序與劃線工序，提高產(chǎn)品生產(chǎn)的精準度，生產(chǎn)出強度達標的齒輪，有效提高產(chǎn)品成品率。

5 計算機技術(shù)在機械設計制造及其自動化中應用的發(fā)展趨勢

5.1 經(jīng)濟化發(fā)展

在機械設計制造及自動化設計中運用計算機技術(shù)，不僅僅是為了提升機械制造的質(zhì)量與效率，更多的是為了節(jié)約設計與投產(chǎn)過程中的成本。在我國機械設計制造及自動化領(lǐng)域中，生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量存在非常重要的意義，但是如果是建立在付出大量成本的基礎上，那么質(zhì)量與效率也就不顯得那么突出，所以，未來計算機技術(shù)在機械設計制造及自動化領(lǐng)域的應用一定會向經(jīng)濟化的方向發(fā)展，以降低設計成本與生產(chǎn)成本為主要趨勢，只有這樣，我國機械設計制造企業(yè)才能實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展的藍圖。

5.2 智能化發(fā)展

隨著社會的進步與發(fā)展，智能化理念已經(jīng)成為計算機技術(shù)研究中比較熱門的話題，未來計算機技術(shù)在機械設計制造及自動化領(lǐng)域中的應用，智能化也會成為主要發(fā)展方向，智能化的機械設計制造會使該領(lǐng)域提升一個層次，雖然當前我國在機械設計制造領(lǐng)域還處于起步階段，但是隨著對自動化技術(shù)與計算機技術(shù)的重視，在機械設計制造教育中融入計算機學科、人工智能學科等，機械設計制造及自動化中計算機技術(shù)應用的智能化發(fā)展會得到很大突破。

5.3 微型化發(fā)展

針對機械設計制造及自動化發(fā)展的角度來講，將會不斷的向微型化的方向發(fā)展，所設計的產(chǎn)品要保證體積更小、能源消耗更低、運動更加靈活，通過計算機技術(shù)來推動該行業(yè)的快速發(fā)展，機械設計制造及自動化領(lǐng)域中計算機技術(shù)的應用要做好高效、便捷的把控，為機械生產(chǎn)制造提供有效的技術(shù)支持。

6 結(jié)束語

計算機技術(shù)與機械制造行業(yè)的融合，能夠?qū)崿F(xiàn)加工項目的自動化生產(chǎn)，使生產(chǎn)工藝變得更加精細，促使機械生產(chǎn)具有更高的安全性。另外，機械設計制造的自動化生產(chǎn)能夠有效的節(jié)約人力物力，有效提升勞動生產(chǎn)率，使企業(yè)獲得更多利潤。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，會對機械設計制造領(lǐng)域帶來更大的技術(shù)支持，在后續(xù)的計算機技術(shù)應用中，需要不斷強化技術(shù)研究、完善技術(shù)標準，與時俱進，促進我國機械設計制造及其自動化領(lǐng)域快速發(fā)展。