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現代工業的飛速發展,加快了產品的更新換代速度,新的制造技術應用而生,其中,數字化制造技術尤為典型。產品的數字模型作為貫穿制造過程的一條主線,如何表達其包含內容、建立方法、信息含量等尤為重要。傳統制造中,二維工程圖樣承擔了制造過程中的所有信息。然而,隨著計算機技術和信息技術的飛速發展,以及如UG、PROE、Solidworks等新型綜合軟件層出不窮,傳統的信息載體已越來越不適應現代制造技術的發展水平,如何快速對圖形所攜帶的信息進行分解,將復雜的信息簡單化,打破傳統二維圖形的作圖習慣,找到作圖的突破口,利用數字化制造技術由3D返求2D,將理念變為現實已迫在眉睫,這對圖學教育的教改實踐也具有一定的指導意義[1,2]。
1識圖和制圖
1.1識圖
圖1為吊鉤的平面圖。初看圖形,非常復雜,不知如何下手,仔細分析會發現,本例的3D模型主要是一線架如圖2所示,將一曲面覆蓋其上即可完成造型,如圖3所示,所以該例的突破口在于如何完成線架的造型。分析圖1,提取與兩條平面曲線相關的尺寸信息,得到如圖4所示的圖形信息。一副圖上的尺寸,既有確定形狀的定型尺寸,又有確定位置的定位尺寸,還有些尺寸二者兼而有之,將本例中的尺寸進行歸類,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的兩個圓弧,需要知道圓心位置,但尺寸95.7和65.2只能確定其圓心在這兩個尺寸確定的豎直直線上,而無法確定具體情形,所以還需要其他尺寸配合才能最終確定[3]。分析圖形可知,由65.2尺寸確定的半圓,和圓Φ42.5相外切,兩圓相外切,其兩圓心之間的距離等于半徑之和,兩圓相內切,其圓心之距等于兩半徑之差,這樣,尺寸Φ42.5,R55,R47.5又兼具定位尺寸。分析清楚圖形尺寸間的關系,作圖就能得心應手[4,5]。由于空間曲線依托平面曲線,所以完成兩條平面曲線后,分析空間截面線,如圖5所示。同樣空間曲線也是由定型尺寸和定位尺寸確定,其它截面空間曲線比較簡單,只要確定其位置后,做半圓即可,但需要注意其截面半圓起點和終點分別落在兩條平面曲線上。難點在于270度和315度線的截面曲線。
1.2制圖
以315度截面線為例,選用CAXA制造工程師設計軟件,繪制截面線。選擇曲線工具中的“直線”命令,在界面左側的立即菜單中選擇“角度線”,與x軸夾角-45°的截面圖,如圖6(a)所示,裁剪掉不需要的部分。選擇曲線生成工具欄上的圓心工具,在立即菜單中選擇作圓方式“兩點半徑”,然后按照提示單擊分別點取R47.5圓弧的切點和-45°線左側端點,半徑為25,然后右擊結束該圓的繪制,同樣的方法繪制截面半徑為6的圓,如圖6(b)所示[6]。圖6吊鉤截面圖繪制16度的切線,選擇曲線工具中的直線命令,在界面左側的立即菜單中選擇“角度線”,與直線夾角-16°,選取-45°線作為參照直線,R6圓弧的切點為直線的起始點,任意選取缺省點為終點,完成16度線的繪制,利用曲線過渡命令,對圓R25和16度直線進行半徑為6過渡連接,裁剪掉不需要的曲線,完成截面線的繪制,如圖7所示。圖7吊鉤截面圖綜上所述,線架的搭建步驟如圖9所示:首先搭建如圖8所示的平面曲線,在平面曲線的基礎上搭建空間截面線。圖8平面曲線圖9空間截面線
1.3生成曲面
曲面的生成方法有多種,選擇其中一種完成即可。本例采用網格面,注意網格面由U方向和V方向曲線構成,各個方向的曲線必須相交,構成封閉區。選擇曲面工具欄中的網格面工具,依次拾取U截面線共2條,右擊確認;再依次拾取V截面線共7條,右擊確認,稍等片刻后曲面生成,如圖10所示。最后完成其他曲面,得到需要的吊鉤立體圖形,如圖11所示。
2結語
識圖、制圖是從事機械、機電類或近機類從業人員必修的一門專業基礎課程,但因其對空間思維能力以及空間想象能力要求較高,學習的困難程度較大。然而,如何在復雜的圖形信息中,分解出各個簡單的信息,找到作圖的突破口,付諸其他三維軟件的強大造型功能,將復雜的事情簡單處理,不僅能提高設計效率,而且能激發人員的學習興趣,降低課程的抽象性,同時也提高了學生對相關軟件的熟悉程度及學習熱情。
參考文獻:
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中圖分類號:D622 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)25-0013-01
前言:汽車制造業的發展進程在一定程度上反映一個國家或地區的現代化進程。我國很早以前就將汽車生產作為國家發展的重點,在過去的幾十年間,我國汽車制造業實現了從無到有以及不斷發展的過程,汽車生產技術水平也在發生著日新月異的變化。我國在提升產量的同時,要實現產業結構的轉換,實現技術、設備以及管理手段的提升。本文通過對數字化技術在汽車生產與制造中應用介紹,分析了目前汽車行業常見的數字化技術以及信息系統,以推動我國汽車設計制造的發展,提升行業水平。
1. 數字化技術在汽車設計制造中應用概況
1.1 數字化技術的概念
數字化技術利用計算機系統、數據庫、多媒體技術等,進行信息獲取、信息處理,并與實際生產需求相結合,進行產品外觀及結構的設計、性能的模擬以及生產制造,以生產出符合需求的產品。在此過程中,計算機及信息技術發揮了重要的作用。例如,數據庫中的交互圖形系統,可以實現快速計算和數據分析處理。計算機輔助軟件的開發和使用可以實現產品設計的可視化和便捷化。數字化技術能夠有效縮短產品開發時間、降低產品開發成本、提高產品質量,在今天產品制造日益精密化、復雜化的環境下,具有十分重要的意義。在企業的數字化體系建設過程中,包含著設計與生產平臺的構建,以及評審體系的建立,涉及范圍廣、部門多,且一定程度上取決于公司運行和管理的結構。因此,實現汽車設計制造中的數字化,需要對企業進行全方面的考量,從而企業提升開發能力和核心競爭力。
1.2 數字化技術應用于汽車設計制造時遵循的原則
針對數字化技術的特點,汽車設計制造應遵循兩個原則:科學性和實用性。科學性主要體現在汽車設計方案中,設計者需對汽車制造技術要求、數字化技術要點以及影響制造效果的因素全面了解,使數數字化技術在汽車設計生產中得到最大化利用。除了設計方法的科學化,設計理念和精神、設計手段等都要遵循科學方法,只有將數字化技術貫穿到汽車的實際設計生產中,才能更好的發揮其優勢,實現行業新技術的探索和研發。實用性原則建立在汽車的實際生產情況上,由于汽車實際制造車間較科研場所來說比較簡陋,生產能力較為落后,因此,一些精度高、難度大的生產任務難以實現。因此,為了使設計方案盡可能滿足實際生產能力,數字化技術的容錯率應適度提高,并充分考慮影響設計方案的外部因素。此外,企業堅持實用性能夠避免不必要的投入,最大限度保證技術可靠性和經濟性,提高汽車生產制造水平,提升產品競爭力。
1.3 數字化技術之于汽車設計制造的意義
數字化技術對于汽車設計與制造環節具有十分重要的意義。數字化技術較傳統制造技術具有許多優勢。首先,數字化技術的分散性和獨立性能夠將復雜整體分解化、詳細化,并轉化為數據,方便查找及實用。其次,數字化技術建立在計算機技術的基礎上,因此能夠進行個幾何數據的計算,同時可以對模型進行和修正。例如,力學、聲波等信息通過計算、建模的步驟,可以將具體信息直觀的反映出來,且易于修改。此外,由于數字化技術大量使用信息系統,因此廣泛使用于汽車產品設計等需要數據處理和融合、數據傳輸以及數據選擇的環節。未來信息計算的發展也將帶動汽車數字化水平的提高,汽車設計制造過程的現代化將是汽車行業發展的必然趨勢。
2.數字化技術在汽車設計制造中的具體應用
2.1 數字化技術在汽車設計中的應用
數字化技術廣泛應用于汽車新產品的開發,其中逆向工程技術最為常見。逆向工程技術將多種技術進行結合,常用于產品的快速改造或仿制,是新技術應用的關鍵。在使用中,根據可用數據信息,制作出自由曲面并對其進行反求設計,和實體設計,從而得到所需模型產品。目前,逆向工程技術廣泛應用于激光快速成型中。在汽車設計中,由于設計師常通過油泥模型制作進行構思創作,因此需要對制作好的油泥模型進行信息采集,這時可以采用非接觸式三坐標測量技術。該技術主要通過三坐標測量機獲汽車模型的三維數據信息。由于其不需要接觸,因此能夠適用于大多數測量實體,并節省測試時間。在汽車模型的測量中,除了以上部分,還需對數據噪聲點進行處理,避免尖角或邊沿對數據的影響。此外,數字化技術還常用于汽車覆蓋模具尤其是拉伸模型的設計。通過對覆蓋模件的三維模型設計,配以部分優化,實現模件的構建。以拉延筋為例,通過構建二維特征曲線得到拉延筋曲面,將其與光滑曲面相連接,從而得到所需模件,可以大大提升設計效率,提高設計方案的準確性。
2.2 數字化技術在汽車制造中的應用
在汽車制造中,數字化技術的優勢不僅體現在產品質量上,還體現在企業的生產效率以及生產成本上。數字化技術能夠對汽車模型進行數據更改,尤其是復雜的曲面,能夠有效簡化加工工作,降低成本,同時提高產品精度。企業對數字化系統的建立能夠改善企業整體生產狀況,提升生產水平,而具體工件和刀具的數字化使用則對產品質量及生產效率有著重要的意義。刀具和工件的科學化是汽車數字化生產技術的關鍵。將確立好的模型參數輸入到計算機系統中,通過刀具對工件毛坯、原材料等進行加工。采用這種方法,可以實現加工過程的科學測量,同時可以檢測加工狀態,并對緊急狀況及時采取措施。除此之外,數字化技術還常見于刀具軌跡的設置中,由于汽車制造道具走向多樣,因此針對不同生產要求,應選擇合適的刀具軌跡。目前較為常用的為平行切法,采用這種方法不僅可以實現加工質量的最大化,同時操作難度較低,能夠縮短生產周期,減小企業成本。實際生產過程中,針對可能出現的球頭銑刀運動過大的情況,要及時進行參數處理,同時對基本參數如坐標系進行檢查,以保證生產過程的穩定和高效化。
2.3 數字化技術在汽車評審體系中的應用
汽車評審體系的數字化技術主要體現在評審模型構架上。企業的數字化評審體系應包含四個部分,分別是產品造型、零部件開發、總布置、整車分析和制造工程。后兩種為評審過程的重點。在此過程中,通過創建數據標準以實現汽車評審的直觀性和統一性。定義模數成熟度要求,將不同的生產環節模數成熟度差異化。例如模具制造要求最終的三維模型,而計算機輔助分析等后續工作則對模數要求不高,能夠反映相關特征即可。此外,規范數據流程,是評審工作的基礎。將重要節點的數據凍結,保證下游系統數據使用的可靠性,保證評審工作的順利進行。
3 結語:
數字化已成為汽車行業未來的發展趨勢。數字化技術已逐漸應用于設計和制造的各個環節。計算機技術、數據庫以及軟件等的革新推動著汽車生產與制造業現代化進程的發展。高質量、高效率的數字化生產逐漸取代原有的生產模式,產品設計和研發研發體系也得到了有效的提升。我國的汽車制造數字化水平還有很大的發展空間,未來將有更多的先進技術投入到實際設計與生產中,將推動汽車行業實現更大的進步。
信息技術不僅已經被廣泛應用到人們日常生活、生產等各個領域,同時也在很大程度上促進了工業制造領域智能化的高速發展。我國數字化制造技術在工藝設計、制造數據管理以及生產過程控制等環節發揮了一定作用,但是有些技術在該領域中的應用水平相對較低,因此,在未來發展中必須構建以企業產品為背景的數字化制造技術應用研究。
1.數字化制造技術概念簡介
數字化制造技術基于虛擬現實技術、計算機網絡技術、快速原型技術、數據庫技術以及多媒體技術等多種現代化科學技術,可以根據不同制造企業的需求,實現資源信息收集和整理,產品信息、工藝流程信息、資源信息自動整合分析、規劃以及重組,實現對產品進行設計、功能仿真以及原型制造,并根據用戶對產品的實際需求進行功能調整或整體優化設計。
2.數字化制造技術的應用現狀
(1)產品數字化設計。產品數字化設計是指產品在設計階段充分利用計算機,在圖形設備(CAD)的輔助下可以將產品的圖形設計出來,同時也要完成產品功能設計、結構分析等多個產品設計環節,在數字化設計過程中使用了軟件繪圖、編輯圖形以及分析等技術,技術人員也可以利用數字化設計程序對產品結構設計進行優化與完善,運用計算機強大的計算功能、分析功能以及比較功能在各種設計方案中選出最佳方案。
(2)數字化分析。數字化產品分析功能也是基于計算機輔助技術而成,可以對結構復雜的產品進行優化設計,產品優化設計過程中主要利用了力學性能對其進行分析,并運用CAE軟件對產品的綜合性能及安全性、穩定性、可靠性等方面進行模擬分析,通過模擬不同產品在實際上的運行狀態來確定其是否存在設計缺陷,如果發現設計缺陷可以立即對產品設計進行優化,以確保最終產品在實際運用中的綜合性能等方面可以滿足用戶需求。
(3)數字化生產工藝。數字化生產工藝是指產品在生產過程中利用計算機對生產過程進行控制,技術人員可以將產品零件的形狀、尺寸、材料以及處理過程等數據輸入計算機,并將該產品在生產設備中的工藝參數輸入到計算機中,這樣計算機便可以對該產品的生產工藝進行數值計算、邏輯判斷以及推理,并根據所輸入的參數編制出最佳的工藝內容及路線。
(4)數字化制造。數字化制造主要是基于CAM軟件而成,該軟件可以根據技術人員設計出的模型進行自動編程,并可以利用計算機與其他輔助軟件實現仿真制造生產過程,并可以自動判斷出產品生產過程中會遇到的干涉及碰撞等問題,計算機軟件自動編寫的程序需要技術人員對其進行修改,以便計算機編寫的程序可以滿足產品的制造要求,在程序加以處理后便可以傳輸到數控機床上進行產品的實際加工,如果發現產品加工中存有缺陷,技術人員可以在數控機床的控制端對其進行微調。
(5)數字化管理。產品數據管理是工業制造領域數字化管理中的核心內容,企業一般都是通過CAD/CAM系統實現對產品數據的數字化管理,并可以對所產生的產品進行全生命周期數據管理,不僅可以根據企業信息的管理要求對圖紙、工藝文件進行整理,更可以根據企業的運行管理需求進行市場調研、產品更新等一切與生產有關的數據管理,而這也是在信息時代有效提高制造企業市場核心競爭力的有效途徑之一。PDM技術不僅在我國工業制造領域中占有重要的地位,同時也是計算機領域中的核心技術,而在我國只有一部分大型企業在發展中運用了PDM技術,這也為這些大型工業制造企業帶來了可觀的經濟效益,因此,在新時期我國工業制造領域應充分利用PDM技術。
(6)逆向工程。傳統的產品設計無法實現產品的“復制”過程,而數字化制造技術的應用有效打破了這一限制,逆向工程可以根據已有的產品通過分析研究來獲取其設計過程,而逆向工程在工業制造領域中一般都應用到企業無法獲取產品設計方法的情況下,利用產品實物可以在很大程度上推導出產品的設計方法及工藝流程,所以該項技術在新時期已被廣泛運用到新產品的開發或舊產品的改進等,對我國工業制造領域在新時期的高速發展有著重要意義。
3.結語
現階段我國數字化制造技術正在不斷向著產品集成化、管理網絡化方向發展,同時產品生產過程的智能化、虛擬化、綠色化以及柔性化等都是該項技術未來發展中的必然趨勢,其不僅對提高我國工業制造領域的生產效率及質量有著重要意義,同時也可以更好地促進工業制造領域在新時期向著可持續發展方向邁進。
參考文獻:
引言
模具生產在塑形類工藝裝備中需求量非常大,尤其是近年來發展越來越快,市場的需求量越來越高,傳統的模具加工工藝已經無法滿足現代化的市場與工藝需求。因此,為了能夠提高工業生產中模具的質量和生產效率,基于計算機技術的數字化生產制造工藝引入模具生產加工中,從而實現了質量與效率上的雙重飛躍,達到滿足市場的質量需求。本文通過解析數字化制造與生產工藝,并結合當下的模具生產理念,探究基于數字化制造工藝的模具生產技術。
1 工業生產中模具生產的模式與需求分析
工業生產領域中,一個相當重要的生產模式就是模具生產。由于工業化與車間流水化的不斷進步,塑形等重要工藝設備開始大規模發展,從而導致市場需求不斷攀升。于是,傳統工業領域中的模具生產的質量和市場需求就開始進一步增加。因此,需要在原有的生產基礎上進行進一步的提高與技術引入。那么,對于傳統的工業生產中,模具的生產模式與需求是怎樣的呢?
1.1 傳統工業生產中模具的生產模式分析
傳統工業生產中,集成化與量化生產概念相對比較淡薄,并沒有得到進一步發展。尤其是在批量化的生產過程中,流水車間的生產方式雖然已經得到了應用,但是在龐大的市場需求環境下,依然無法滿足要求。因此,為了能夠更進一步地實現模具生產的市場質量與數量需求,就需要對傳統的模具生產工藝進行改革。傳統的模具生產中,存在以下一些問題。
第一,生產批量化與質量之間的生產矛盾。批量化生產過程中,由于傳統生產工藝與技術無法達到較高的要求,從而造成在批量化生產過程中,經常出現大批量生產造成質檢不合格的現象。這在一定程度上反映了在傳統模具生產加工工藝中,工藝技術存在一定弊端,面對大批量的生產與加工過程,無法實現真正意義上的批量高質量生產,造成批量與質量之間的生產矛盾。
第二,高精準模具生產過程中的質量要求無法滿足。在生產加工模具的過程中,對于一些高精端的模具產品而言,無法真正達到質量要求或者是精準要求。因為在傳統的加工工藝中,精度的標準并沒有實現真正的提升,而市場對于模具精準度的要求則越來越高,尤其是小型以及微型模具的生產與加工,更是存在非常嚴重的精度不夠的問題。因此,造成了一段時間內,生產與加工存在非常多的問題。
第三,生產理念依然存在著傳統生產模式的思想;傳統生產模式中,對于一些質量要求的思維模式依然存在。模具的誤差指數隨著技術的發展越來越低,但是一些生產制造加工企業并沒有隨著時展,而是一直采用傳統的質量標準進行加工,從而造成了技術上落后,生產產品質量的不達標。
總之,傳統模具生產存在一些問題,這些問題直接導致了在競爭激烈的市場中,傳統的生產模式越來越不符合市場需求。
1.2 模具生產技術的需求分析
模具的生產模式存在問題是其中的一個方面,在生產技術方面,傳統的模具加工與制造依然存在問題。因此,對于技術的需求而言,傳統的技術也存在問題。
首先,傳統的模具生產技術標準并沒有進一步改善。工業生產領域中,技術標準的完善和規定,是有一定的周期性的。由于生產批號與批量的原因,無法隨時更改生產工藝的技術標準。但是,市場經濟時代的市場需求變化越來越快,導致在一些生產領域中,技術標準已經無法滿足市場的需求,尤其是模具生產領域中,造成了技術標準落后市場需求的現象。因此,傳統的模具生產技術標準有待進一步完善。
其次,精準化生產技術的拓展。模具生產過程中,最為重要的指標就是模具的精度,在傳統的模具加工制造工藝中,精度的標準依然無法達到市場的最高需求標準。由于技術的落后,造成在精度方面無法達到標準,從而影響模具加工的進一步發展與市場拓展。
最后,質量檢測的技術需求提升。質量檢測依然需要滿足現有市場的標準,因此對于傳統的模具質量檢測而言,依然需要在質量檢測方面進行技術標準的提升,從而滿足市場需求,保證生產流程的一體化。
2 數字化生產制造工藝解析
數字化生產制造工藝,是未來工業生產的主要應用工藝之一。數字化的制造工藝優勢非常明顯,不僅可以提高工業加工產品的質量與精度,更可以利用全自動控制系統,實現一體化的生產模式,從而大大提升傳統工藝生產領域中的生產效率。數字化生產技術,是基于計算機平臺的一種先進技術,在工業生產與加工領域中應用非常廣泛,其技術優勢非常明顯,滿足現有市場對于工業生產技術以及產品的需求,在質量上能夠保證產品的高質量與高精度,在流程化方面,其生產流程更加科學高效,質量檢測方面做到了更加嚴格的標準,從而對產品的質量更加有保障,對未來市場的拓展以及發展有非常重要的意義。因此,數字化生產制造工藝,在傳統工業生產領域中的應用是非常必要的。
3 基于數字化生產制造工藝的模具加工工藝分析
通過對傳統模具生產與加工的弊端進行詳細的分析,可以了解到在技術層面上對模具生產進行拓展,才可以實現與市場需求的無縫對接。數字化生產制造工藝,是未來工業生產領域中最為重要的技術之一,因此,基于數字化生產制造工藝的模具加工才是未來的發展方向。在實際的應用過程中,需要從以下幾個方面進行探討。
第一,數字化生產制造工藝,確保了模具加工的精度更高。數字化技術的優勢之一就是高精度,而對于模具加工制造而言,精度是非常重要的技術要求標準。那么,對于數字化制造工藝而言,需要進行哪些配套設計呢?對于模具加工技術設備而言,需要引入全自動數字化生產標準設備。利用計算機平臺為基礎的智能操作模塊,完成全自動化的控制操作。模具的成型以及切割,都利用數字化標準與技術進行完成,從而在一定程度上提高了模具加工的精度問題。
第二,模具的生產流程的數字化技術應用。在生產流程的環節中,依然需要采用數字化技術來實現傳統加工工藝的提升。數字化的加工與生產流程,可以實現真正意義上的無縫對接,實現生產流程過程中的高量化標準。數字化加工流程的對接方式非常簡便快捷,可以實現高效率的生產流程,在對接的過程中進行高效率的流程轉化,提高了生產效率。
第三,模具質量檢測的數字化技術應用。質量檢測是工業生產領域中不可缺少的一個環節,當然也是非常重要的一個環節。在質量檢測的過程中,依然可以利用數字化技術,從而將檢測精度進一步提升。實際上,在數字化生產工藝的應用過程中,這些流程都是一體化的,不會出現其他的冗余環節。在彼此流程之中,實現無縫對接,從而有效地提升加工效率與生產質量。
總之,數字化生產工藝,在模具生產的過程中起到了非常大的作用,不僅僅提高了模具生產的質量以及精度,在生產流程方面也起到了優化的作用。在最后在質量檢測過程中,滿足市場的標準,從而保證了模具投放市場以后,能夠最大面積地覆蓋原有市場,甚至是拓展全新的市場。
結語
本文通過對模具生產與加工工藝進行分析,了解到在傳統生產領域中存在的問題,為了解決存在的這些問題,引入了數字化加工工藝,從而在生產質量和模具精度等方面有了顯著的提升。此外,對于生產流程的進一步優化,實現了在市場投放過程中,更加高效快捷地實現模具的量化生產,從而改善了傳統的生產滯銷現象,為模具生產的市場拓展以及未來的發展奠定了基礎。
參考文獻
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在信息時代背景下,傳統農業逐漸向數字農業發展,數字農業主要指將工業技術和數字信息技術進行有機結合,使農業各對象可視化表達的目標得以實現,能夠為農業機械制造過程提供可靠的依據和支持,對提高農業生產水平有較大的積極作用。下文首先對數字化設計與制造技術進行概述,其次對兩者在農業機械上的應用進行闡述,以期為農業機械制造企業提供一定參考。
1數字化設計與制造技術簡述
數字化設計與制造技術主要指使用計算機硬件、軟件和網絡環境對相關產品的設計,分析,裝配以及制造等過程進行全面模擬,能夠為實際生產過程提供可靠的依據。在農業機械設計及生產中應用數字化設計與制造技術具有如下優勢:農業機械產品開發能力有所提升;產品研制周期明顯縮短;農業機械開發成本有所降低;能夠最大程度的實現初期設計目標,可以提高農業機械制造企業的市場競爭力,同時可以為其帶來更多的經濟效益。
2農業機械數字化設計與制造技術應用分析
數字化設計與制造技術包括多種先進的技術,下面對幾種常用的技術進行說明:其一,對CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM進行說明。前四種分別指計算機輔助設計,計算機輔助工程,計算機輔助工藝過程設計及計算機輔助制造,以上工具的合理應用對提高產品開發效率及效果有較大的積極影響;其中PDM技術能夠對產品相關的數據和信息、人及各類組織等進行有效管理,使分布環境中數據共享的目標得以實現,同時為異構計算機環境提供了相應的應用平臺。其二,對異地協同設計進行說明。其主要指在有網的環境中能夠對相應產品進行定義、建模、產品分析、設計、數據管理和產品數據交換,使用其對多人、異地產品協同開發提供了便利條件。其三,對虛擬設計及制造進行說明。使用仿真、建模及虛擬現實技術等可以對產品的模型進行合理構建,在構建完成后工作人員可以對產品的性能,可裝配性以及可加工性等方面的問題進行發覺,在經過分析后可以及時采取合理措施進行調整,進而提高產品設計合理性,為后期制造過程奠定堅實的基礎;其四,對并行設計進行說明。并行設計主要指使用并行工程模式進行產品開發和制造,其對以往串行式產品開發模式存在的缺點進行彌補,在農機產品開發初期能夠對后期實際需求進行更多的考慮,進而使產品研發效率較高,且研發效果較好。下面筆者對智能CAD技術在農機產品設計中以及數字化制造技術在高科技農業機械開發中的應用進行分析。
2.1智能CAD技術應用分析
第一,智能CAD技術在農機產品設計中的應用分析。工作符號推理是農業機械設計過程中的重要內容,傳統CAD技術在符號推理方面存在一定的缺失,智能CAD技術能夠對其存在的缺失進行彌補,在使用智能CAD技術后農業機械設計過程中信息利用率有所提升、重復設計情況明顯減少且產品研發時間明顯縮短,能夠在短時間內完成農機產品的設計工作,進而可以為農業機械制造企業帶來更多的經濟效益。第二,參數設計在農機產品設計中的應用分析。農業機械設計過程具有型號、種類較多以及受季節影響較大的特點,為了更好的保證設計和合理性及效率在實際設計過程中可以對視力推理模塊化參數設計及變量設計進行合理應用,并且在使用后能夠對智能CAD技術使用中存在的問題進行最大程度的規避,為設計方案的合理性提供更多的保障。第三,裝配模型在農機產品設計中的應用分析。裝配模型其屬于支持概念設計和變型設計中的一種,其主要指構建相應零部件的幾何模型,在構建完成后結合裝配信息對設計意圖,產品原理以及功能等進行詮釋,能夠讓工作人員盡快領悟設計意圖,進而能夠盡快展開生產。
2.2數字化制造技術在高科技農業機械開發中的應用
數字化制造技術在我國農業機械設計及制造中得到廣泛應用,在實際應用過程中可以使用數控及虛擬技術等對農業機械產品的虛擬樣機進行制造,為實際生產過程提供了一定的有利條件。下面對使用三維CAD技術設計農機產品虛擬樣機的流程進行說明:其一,使用參數設計、變型設計等技術對相關產品的三維CAD模型進行構建,通過模型的構建能夠實現所有零部件模式化的目標;其二,根據相關數據和信息對二維工程圖進行構建;其三,使用各類分析原理對模型進行分析,將其同三維裝配體設計進行有機結合;其四,將三維CAD模型作為主要依據對PDM結構體系進行合理構建;其五,工作人員嚴格按照虛擬樣機的要求對三維CAD產品進行制作,與此同時對開發體系進行合理構建;其六,對三維虛擬樣機進行監測和試驗,通過以上兩過程可以準確的發現虛擬樣機存在的問題,在經過分析后可以采取有效措施進行處理,從而對虛擬樣機具有較高的合理性進行提升。
3結束語
通過上文可知在農業機械研發及生產過程中對數字化設計及制造技術進行合理應用對縮短研發時間及提高產品質量有較大的積極作用,為此農業機械制造企業需要對數字化設計及制造技術產生足夠的重視,根據自身實際情況和時展的需求對其進行分析和研究,不斷的擴大應用范圍,使農業機械研發及實際生產過程向數字化、智能化技自動化的方向發展,加快農機制造企業的發展速度。
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中圖分類號:TG385 文章編號:1009-2374(2016)22-0043-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.22.021
在數字化技術的不斷發展下,人們對汽車輪胎模具設計方式和輪胎模具制造提出了更高的要求,使得傳統的汽車輪胎模具設計方式受到了一種全新的挑戰。輪胎的花紋樣式得到了不斷更新,對于汽車的子午線輪胎來講,一旦輪胎花紋設計和結構加工精度差一點,最終很可能導致企業輪胎動、靜平衡性能、均勻性、散熱性等方面出現問題。為了實現輪胎模具設計的科學、有效,保證汽車性能的充分實現,需要有關汽車輪胎設計人員充分利用數字化技術完善汽車輪胎模具設計。
1 數字化技術概述
21世紀的發展是數字化發展時代,一系列的數字概念如雨后春筍般產生,同時也促進了汽車制造業的發展變化。數字制造一般是指在虛擬現實、計算機網絡上技術、快速原型、數據庫和多媒體技術的支持下,根據用戶需求來獲得其需要的信息資源,并在對資源獲取分析的同時實現對產品設計和產品功能的仿真制造,從而以最快的速度生產消費者滿意的產品。簡單的說,數字制造是指在針對制造過程數字化描述而建立的數字空間中完成產品制造的過程。在計算機的快速發展下,計算機圖形和機械設計技術得到了充分的結合,繼而產生了以數據路為中心,以交互圖形系統和技術為基本手段,以工程分析計算為主體的一體化計算機輔助系統(CAD)。這種系統能夠在二維或者三維空間來對物體進行精準化的描述,從而提升產品的生產效率。將計算機輔助系統中產生的產品設計信息轉化為產品制造、工藝規則等信息,能夠實現對機械加工工序和工步的重新組合,并能夠對每個工序的機動時間及輔助時間進行計算。這種規劃是計算機輔助工藝規劃(CAPP)。
通過對數字化技術性能的分析,可以發現數字制造是計算機數字技術、網絡信息技術與制造技術共同作用的結果。在科技快速發現下,制造器、生產業的數字化發展是一種必然趨勢。以制造業發展為例,其設備的控制參數一般都是數字信號,各種信息都會以數字的形式借助網絡在企業內部進行傳播。在數字制造的影響下,企業、個人、設備、經銷商等會形成一種連接。
2 輪胎模具制造技術的現狀
輪胎模具行業在近幾年的發展中,基本處于一個設備不斷更新、產品不斷升級的快速發展時期,對原有傳統的手工刻模模具加工工具進行了更新,用電火花蝕刻工藝加工模具代替了傳統手工刻模模具。在科技不斷發展的情況下,尤其是微機控制在模具加工方面的應用,得到了先進軟件和設備的支持,表現為先進三維CAD、CAM技術的應用,微機能夠對曲面造型進行仿真加工,且應用的加工策略能夠支持三軸數控機床來完成電機和模具加工。其中全自動的數控電火花機床分度誤差沒有超過±20″,深度誤差≤0.01mm,體現了模具設計的高精度和高檔次。
文章以輪胎模具花紋制造技術加工為例,闡述數字化技術下汽車輪胎模具制造發展現狀。現階段,國內外對輪胎模具花紋加工應用的方法主要有三種,包括數控雕刻花紋、EDM(電火花腐蝕加工)、精密鑄造。數控雕刻花紋設計主要應用的是計算機輔助設計軟件、模擬加工路線、機械雕刻成型、人工修整成型技術。EDM(電火花腐蝕加工)主要應用的是計算機輔助設計花紋電極,利用電極放電腐蝕成型,最后由人工對設計模型表面進行修整。精密鑄造一般是利用計算機輔助軟件設計加工出能夠用于仿制精鑄母模(基模),之后利用材料模仿制作硅膠模、石膏模芯、砂芯等,最后澆鑄成型,其中精密鑄造用于半鋼絲子午線輪胎模具。
3 數字化技術在汽車輪胎模具中的應用
3.1 數字化技術在汽車輪胎模具花紋設計中的應用
汽車輪胎模具的花紋設計是否合理對汽車花紋系列輪胎的開發成果影響意義深遠。但是,現階段全球范圍內的具有汽車輪胎模具花紋設計開發能力和輪胎廠以及研究機構很少,大多數的輪胎廠商開發花紋輪胎模具都需要借鑒有開發經驗的輪胎廠家,并根據自身發展實際,在輪胎模具設計結構的基礎上對產品進行改進和完善。進過模仿改進而設計出來的花紋汽車輪胎,其各項性能指標是否合格有待驗證,且在預測輪胎成型過程中存在一些缺陷。我國現階段很多輪胎廠花紋技術設計基本停留在二維水平,對于輪胎模型花紋的實際加工缺乏科學的規劃。
數字化技術的應用能夠實現輪胎花紋的三維立體設計,即通過對三維造型模擬輪胎表觀的計算,保證輪胎花紋設計的美觀、合理。在數字化技術的支持下,我國有一些輪胎廠家通過模具制造設備、軟件等將輪胎的二維花紋進行了三維立體設計,通過數據技術在一定程度上隱含和處理了輪胎花紋的缺陷,實現了輪胎花紋的合理設計,提升了設計的效率。
3.2 數字化技術在汽車輪胎花紋工藝中的應用
輪胎模具的設計需要很高的技術含量,尤其是汽車子午線胎輪胎模具。汽車子午線胎輪胎模具具有特殊的花紋造型、特殊的設計結構,由此決定其加工工藝的復雜、獨特。因此,汽車輪胎花紋設計中除了需要注重CAD/CAE技術之外,還需要注重輪胎花紋的加工工藝。數據化技術在輪胎模具中的應用主要是指計算機輔助工藝設計在輪胎花紋中的應用,通過數字化技術處理能夠將輪胎花紋加工工藝在實際操作之前可能遇到的問題事先展現給工藝設計人員,從而不斷優化汽車輪胎花紋工藝,實現一次性合格設計。數字化技術能夠為汽車輪胎花紋工藝設計提供一種新的設計思想,在綜合模擬技術、分析、干涉報告等智能技術于一體的同時,對輪胎模具,尤其是高性能的子午線輪胎花紋設計優化產生了重要的影響。
3.3 數字化技術在汽車輪胎加工中的應用
在國內,汽車輪胎模具,尤其是子午線輪胎活絡模具的花紋加工,大多是由模具廠家進行加工,主要的加工手段仍停留在傳統加工工藝方面,大規模的加工廠家大多是以EDM為主力加工手段。伴隨高性能子午線輪胎的大規模應用,社會主義經濟市場對輪胎硫化生產的要求逐漸提升,表現在對汽車子午線輪胎的活絡模具精確度提出了更高的要求。數字化技術的應用,能夠實現對高性能子午線輪胎模具花紋中壁厚只有0.8mm這樣細小的花紋的一次成型,在最短的周期內加工出高質量、低能耗的產品。數字化應用在汽車輪胎高速加工與傳統的加工方式相比,具有以下六種優點:第一,汽車輪胎加工精確度能夠達到0.002mm;第二,汽車輪胎加工時間減少了原來的60%~80%;第三,汽車進給速度應該提升5~10倍以上;第四,汽車輪胎所應用刀具的耐用度應該提高原來的70%左右;第五,汽車輪胎表面粗糙度至少要達到Ra0.8;第六,在高速切削和風冷卻影響下,對于工件冷熱加工引起的輕微變形可以適當地
忽略。
3.4 數字化技術在汽車輪胎生產管理中的應用
現階段,我國汽車輪胎模具制造廠家的發展規模很難擴大,大多數的輪胎制造企業都是中小型規模的企業,一些甚至還是家庭作坊。這些企業的輪胎制造管理手段較為落后,輪胎生產質量遭到投訴的情況時常發生,可見大多數企業的輪胎模具生產制作存在技術方面的問題,對于大額投資的設備也不能充分利用。汽車輪胎模具設計和制造與一般類型的模具制造不同,但基本存在一些共性,即都是典型的依據訂單加工生產的單件小批量產品,在模具的業務訂單、技術設備、物料采購以及生產滾利方面都需要信息的充分對應。成功的企業管理需要應用先進的管理方式,而數字化技術的應用能夠實現企業的高效管理,加強企業和客戶之間的交流溝通,從而提升企業輪胎模具生產的效率,加強對汽車輪胎模具生產成本的控制,實現對汽車生產車間的及時性監控和管理,同時在CAD技術的應用下,實現企業內部信息資源的共享。應用數字化管理是提升汽車企業良好經營發展的重要手段,在實現企業發展規范化管理的同時,不斷提升企業在市場發展的競爭力,將企業工作人員從繁瑣的工作程序中解脫出來,為業務人員和顧客之間的交流溝通提供更充分的時間。
3.5 數字化技術在汽車輪胎模具檢驗中的應用
伴隨公路建設的發展,汽車輪胎特別是高性能子午線輪胎得到了快速的發展。汽車輪胎生產廠家對輪胎模具設計要求逐漸提升。在這種形勢下,汽車輪胎模具檢測技術和檢測設備的應用變得尤為重要。數字化技術下的3D檢測技術和4D激光檢測設備的應用能夠滿足這種性能的需要,加強對汽車輪胎的精確檢測。
4 結語
綜上所述,數字化技術在汽車輪胎模具設計和制造中具有重要的應用意義,得到了有關人員的廣泛應用,為我國汽車輪胎模具設計和制造創造了新的發展機遇。為此,需要有關人員加強對國內外先進汽車輪胎模具設計制造數字化技術的學習,并結合汽車企業自身發展實際,將數字化技術充分應用到汽車輪胎模具設計和制造中,不斷促進企業的穩定、健康發展。
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中圖分類號:TV388 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)06-0148-01
數字化制造技術可以實現設計、生產和管理等一系列的模擬,對產品生產的各個環節進行數字化的監督和控制,并對其中出現的問題進行反饋,這樣可以全面的對產品進行控制,保證產品按照科學的管理流程進行生產,從而提升產品生產的質量。汽車作為機械化水平要求較高的行業,通過數字化的管理流程,可以將各個環節進行更加規范化的處理,提升汽車的整體生產質量。
一、數字化制造技術在汽車質量控制中的流程
在進行汽車質量控制和管理的過程中,采用數字化技術首先從設計部門取得產品設計和生產的各種資料,包括汽車各個結構之間的連接、尺寸和進行組裝的過程等,然后自動化系統會對生產的環境進行考察,模擬實際生產環境,做出適當的反映,一旦出現問題及時的進行反饋,防止出現較多的問題。在基本的審核結束之后,數字化系統通過生產車間活動各種組裝設備的數據以及相應的工作流程,并通^計算機模擬建立相應的流水線,對實際的生產過程進行模擬,制造出樣品報表,得出制造結果。在這項工作結束之后,自動化系統會對產品的質量進行檢測,在虛擬的環境下對產品的實際使用情況以及后續的維修保養情況進行分析,形成模擬環境,這樣可以更好的對產品的質量進行控制。最后,在這些步驟結束之后,數字化系統還可以對產品的實際使用方式進行培訓,并將整體的數據信息輸入到分析系統中,對數據進行更加詳細的分析,從而制定更加精細化數據分析報告,提升汽車生產制造的質量。
二、汽車質量管理中數字化制造技術的運用
數字化制造技術的出現,使得汽車各個部件的質量得到有效的保障,質量也得到了更好的控制,并且降低了設計和生產的成本,提升了汽車研發的效率,因此數字化制造技術在汽車制造中的應用是非常廣泛的,具體包括:
(一)在汽車設計中的應用汽車產品進行設計的過程中各個零件之間需要進行匹配,如果采用傳統的管理方式,耗費了大量的時間,而采用數字化技術可以對模具進行仿真處理,這樣就可以對沖床進行各種動態分析,并對運動矢量進行控制,將設計的科學性進行驗證。工藝部門根據BOM建立各零件的制造工藝和裝配件的裝配工藝,以及加工制造過程中應使用的工裝、模具,然后通過說數字化的制造技術,對據BOM建立各零件的制造工藝和裝配件的裝配工藝進行檢驗,發現其中的問題及時進行改進,從而提升汽車在設計中整體質量,將現代化的管理和汽車設計結合起來,促進汽車制造業的進步。
(二)在汽車焊接生產中的應用
汽車生產過程中,焊接車身的工藝是整個汽車生產的關鍵部分,需要工藝準確,通過數字化技術也可以將這方面的生產過程進行模擬,對整個生產線進行仿真,將所有的焊點、焊槍、機械手進行編號,并輸入到系統中,這樣就可以在計算機技術下對整體的流水線進行模擬,在計算機環境下對數據進行觀察,發現問題及時進行優化,不斷的解決流水線中可能出現的問題,從而將整個生產線進行科學的管理,保證生產質量,不會在焊接中出現突發的情況,保證整體的工藝質量水平。
(三)在汽車涂裝中的應用
涂裝是工藝是汽車加工過程中重要的環節,涂裝對前處理、電泳、噴涂、面漆等工序的參數控制要求非常高。在進行涂裝的過程中借助數字化技術可以將涂裝的整體生產速度進行提升及過程工藝參數有效控制。傳統的涂裝工藝容易出現在因溫度、時間等不足導致油漆質量問題以及油漆噴涂不均等問題發生。因此采用數字化的手段進行模擬可以對噴涂進行更加科學化的處理,提升涂裝過程的工藝質量,并且在進行噴涂過程中可以針對不同的車型采用多種噴涂技術進行模擬,提升噴涂技術的科學質量,增加實際的使用效果。
(四)在汽車總裝中的應用
汽車總裝在編排過程中按照先后順序,由內到外,進行逐層覆蓋性裝配。在過程中,對于每個工段裝配覆蓋件,必須要考慮過程裝配質量,如同系統的零部件在同一組裝配,對于整車物料傳統上會歸類為內飾件等,通過數字化技術進行零部件系統細化分組與ERP、MES系統結合。在下單生產任務單后,系統自動根據BOM配備物料清單,將系統零部件安排在同一地點裝配,在裝配過程中避免錯漏裝發生,同時對每個零部件進行編號管理,確保整車與零部件追溯性。通過數字化技術的運營可以實現對總裝過程質量問題實時監控,對每個工序質量問題實現分類統計及自動形成質量報表,為現場質量改進提供第一手數據。從而全面的將汽車總裝的質量進行提升,使得整體的管理更加的優化,保證整車出廠質量。
三、汽車質量管理中數字化制造技術發展前景
目前數字化技術在汽車質量控制中使用逐漸得到普及,并且貫穿到從生產、制造到銷售的各個方面,但是具體的使用中還是存在一些技術不成熟的情況,例如雖然在生產過程中僅僅是對零件組成配比進行分析,但是元件組合之后的一些數據對比不清晰。在進行汽車裝配的過程中雖然模擬了車門,但是對于前車燈以及擋風板沒有進行模擬。因此今后的發展中應該對這方面的問題進行改進,采用數據化技術對汽車生產的各個步驟進行全面的分析。企業在進行數字化發展的過程中也應該充分的重視技術革新的重要性,積極的引進新的技術設備,將其作為企業發展戰略,制定適宜的中長期計劃和短期計劃,將理論和實踐緊密的結合起來,由點到面的對技術進行提升,并積極的進行技術創新,從投入人力最多工序最復雜的區域發展,讓節省成本起到立竿見影效果,為企業發展數字化樹立強心劑。
結束語
汽車質量控制中的數字化制造技術在實際使用中取得較好的成果,提升了汽車各個環節的質量,由此可見數字化技術應用到汽車質量管理中是必然趨勢,也是目前應對汽車市場激烈競爭的必然選擇。因此企業加快數字化工廠建設,不斷的提升自身的科技能力,這樣才能在激烈的環境下更好的生存。
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中圖分類號:TK421 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)20-0004-01
中高速柴油機廣泛應用于船舶動力推進和船舶電站、陸用電站等,具有結構復雜、尺寸大、零部件類型及數量多、配套行業面廣的產品特點,產品生產具有批量小、配套方案多樣化的特征,制造周期較長。如何在行業內廣泛深入的應用數字技術,對于提高柴油機制造業的生產效率及產品質量具有重要的意義,也是未來中高速柴油機制造技術發展的方向。
1 國內中高速柴油機企業數字化制造技術現狀
我國中高速柴油機企業數字化制造技術經過十幾年的摸索,在柴油機零部件設計、工藝、工裝、數控加工等方面取得了一定的效果,數字化應用水平逐步提高,大致如下。
1)基礎環境:計算機應用基本普及,網絡建設和計算機硬件配備與時代接軌,行業通用仿真分析軟件、CAD/CAM/CAE/PDM等軟件系統逐步普及,與軟件開發公司合作開發了部分有企業特征的專用數字化系統,形成了初具模型的數字化工作方法和能力,為數字化技術推廣應用提供了保障。
2)設計、工藝技術:普及了以二維CAD軟件為基礎的產品、工裝設計,三維CAD/CAM設計份額持續增長;CAPP技術在工藝中得到了較普遍的應用;PDM開始在企業局部應用;MES數字化信息管理系統逐步構建。
3)企業管理:在人力資源、財務管理、生產計劃、車間物流計劃等方面均推廣了各種信息數字化技術;實現了產品生產計劃和物料定額計劃數字化方案制定和管理;開展了EPR、OA等管理流程優化工作,管理效率明顯提升,管理成本大幅降低,應用效果顯著。
4)生產線:機械加工數控設備有較大增長,關鍵零件實現數控編程制造;檢測設備儀器采用了三坐標、數顯測量尺、電子窺鏡、激光掃描等數字設備;倉儲管理引入計算機管理系統。
2 我國中高速柴油機數字化制造面臨的問題
國內中高速柴油機數字化制造技術應用與國外先進水平仍然差距顯著,數字化制造在中高速柴油機制造業中的應用廣度和深度函待提高。主要表現如下。
1)數字化制造技術缺少成熟模型。企業多注重柴油機產品設計技術,一般只在部分環節上輔以數字化技術手段,忽視數字化技術系統化應用。行業缺少可參考的完整成熟數字化方案,難以形成系統化數字制造技術體系。數字化制造技術應用產生的效益、效果只是比較傳統作業手段有所長進,并未充分發揮數字化功效。
2)數字化技術“信息孤島”問題十分嚴峻。單位與單位甚至單位內部不同部門,不同人員之間,數字化技術系統相互隔離、各自為政。各種相互有關聯的數據資源無法有效的集成和共享、交流,大量不必要的重復建設經常發生。數據共享和交流平臺建設緩慢,平臺建設者和使用者缺乏深入溝通,紙介質技術資料繼續是部門之間信息傳遞的唯一“合法”手序,數字化數據更新滯后難以實戰。
3)企業內部數字化系統未擺脫傳統串行模式,并行工程不易實施。企業設計、工藝、生產、檢驗數字化應用體系串行現象突出,缺乏能夠引領團隊協作的數字化頂層并行設計方案,使得制造數據銜接缺乏默契,生產準備周期長,信息交流存在各種障礙,由此造成實施柴油機制造并行工程困難。
4)數字化制造技術開發滯后。柴油機企業的數字化開發能力不強,數字技術標準建設滯后于數字技術的推廣應用。數字化軟件企業對柴油機行業又缺少符合時展要求的長周期系統化調研,數字化軟件設計也常常只是簡單模仿部分傳統作業模式流程,數字化模式未能深入改變傳統作業思路。
3 中高速規模柴油機企業數字化制造技術的發展趨勢
柴油機的研制水平要與時展相得益彰,數字化技術必須在更廣的范圍和更深的層次上得到應用,通過數字技術增強柴油機企業的研發能力。我國中高速規模柴油機制造正處于與數字化制造技術相結合由引進技術向自行研發的重要時期,呈現出以下趨勢。
1)建立基于單一數據源制造模式。實現CAD/CAPP/CAM/CAE等多種數字技術一體化,使產品制造向無紙化制造方向發展。產品設計、工藝工裝設計、加工與裝配數據實現共享和繼承、重組,單一數據源為產品的優化設計、性能分析、生產制造、裝配、質量檢驗及企業生產系統規劃、調度、各級過程管理與控制提供一體化模型支持,可使生產全過程信息交流無障礙、從而使產品生產效率和質量得到更好的結果。
2)實現相互關聯不同資源的整合。人力資源、知識庫資源、制造資源、用戶資源等各種相互關聯資源將進一步得到整合,基于數字技術的虛擬體系使企業各級人員能夠利用數字化工具協同工作,消除“信息孤島”現象,進一步提升各種資源的利用效率。
3)建立數字化并行網絡輔助制造體系。制造系統采用并行化網絡制造環境組織業務流程,實現產品和工藝設計結果的早期驗證,快速響應市場需求。
4)建立支持產品全生命周期的虛擬企業協同工作平臺。實現數字化工廠和數字化車間,從產品設計,工藝方案、生產計劃、零件制造、裝配試驗、倉儲物流到用戶服務的快速響應系統,建立基于實現共享和交流的集成工作平臺標準體系。使產品從設計到交付全過程信息無縫鏈接傳遞及反饋。
4 數字化制造技術進一步發展的思路
面對國內中高速柴油機制造業的迫切需要,數字化制造技術還需要從以下幾個方面著手推動進一步發展。
1)推動流程優化。研究和分析國內外先進制造、管理模式,總結和提煉適應我國柴油機設計和制造數字化模式。以自主研發為契機,推動中高速柴油機企業在設計、工藝、制造、管理等產品全生命周期數字化流程優化,落實并行工程全面實施。
2)重點研究數字化制造統一數據庫及集成應用。著重研究CAD/CAPP/CAM/PDM/MES等各類單項數字化制造技術應用系統的集成,構建基于統一數據庫體系的企業級集成平臺,發揮集成應用效果。
3)開展柴油機企業之間、企業與院校、研究機構、軟件公司等相互交流,共同為中高速柴油機行業摸索出一條具有行業特征的系統化數字制造技術模式。
4)加強人才隊伍建設。制定數字化制造技術專業人員激勵、培養、鍛煉計劃,對技術人員和管理人員規范化和高層次地數字化制造技術培訓應廣泛開展。
5 結束語
數字化制造技術是全局性、體系化的新技術,涉及產品研制的各個環節,中高速柴油機是關系我國國計民生,國防安全的重要產品,數字化制造技術的應用是國內中高速柴油機企業研制的必由之路,此項技術的深入發展和廣泛應用必將使國內中高速柴油機研制水平跨上一個新的臺階。
參考文獻
1 機械制造的含義
機械制造利用自動化的數字化設計程序對設備進行改造,實現設備可自行持續性的自動生產、加工、優化等過程。典型機械制造設備有機床、水輪機、傳真機等。它們可經過機械制造及其自動化數字化設計系統的改造進而賦予更多的功能,為人們提供更多方面的服務,促進技術的創新發展,更好的立足于工業領域。
2 機械制造及自動化技術特點
機械制造及自動化的數字化設計系統在工業領域優勢凸顯,占據著重要的地位,與傳統的機械設備相對比而言存在著以下幾方面的優勢特點。
2.1 高效率高質量
機械制造及自動化的數字化設計系統通過新一代的控制系統,使設備進而更為人性、智能,從而代替人工操作,提高工作效率和質量,間接的也是針對某些特殊情況下,避免人工操作的意外情況發生。當機械設備在正常運轉時,難免會發生系統故障,一旦出現問題,可自行分析系統故障原由、掃描漏洞,進而及時修復系統問題,維持系統的正常運轉。傳統的機械不能如此進行自我修復故障,維持正常運轉,還需人工監控才能確保機械工作的正常運行。
2.2 工作方便快捷
機械設備不同部件的制造,其精準度和規格往往大不相同,因此總是需要人為對此進行各種調整,但難免會出現誤差,導致產品規格不及格造成損失。機械制造及自動化的數字化設計系統可根據實際,設置多種生產模式,必要時只需輸入相對應的指令便可自動調整為另一種生產模式,除了精準度高以外,一旦出現偏差,還會自行矯正。
2.3 應用領域廣
機械制造及其自動化作為一種復合型新興技術,適用于多方面領域,憑借其自身分析、處理故障性能的優勢,可在多個領域立足,滿足社會中人們與日俱增的個性需求。其產品質量安全有保障,而且機械制造及自動化的數字化設計系統的結構小,重量小,消耗的能源也小。符合我國倡導“綠色環保”和“科學發展”的社會理念,日后在相應領域中會倍受歡迎[1]。
3 機械制造及自動化技術現狀
宏觀工業領域的高速發展,在人們日漸俱增的個性需求挑戰下,目前機械制造及自動化技術方面成熟了不少,其發揮的作用也在這個社會上備受關注。利用自動化、智能化、自我維修故障等優勢,比傳統機械制造的產品更好、更快,產品類型也更多。隨著機械制造及自動化在工業制造領域的普遍應用,各產業的競爭也越來越激烈。然而機械制造及自動化技術代替了傳統的機械化制造技術,就目前來看,機械制造及自動化的數字化設計系統技術體系逐步在工業領域中完善,進而從中了解“科學是第一生產力”的硬道理,在生產制造方面更具有強大的動力、支撐力,促進著工業領域的發展[2]。
4 當前影響因素分析
雖然當前機械制造及自動化技術正處速發展的階段,但由于發展速度較慢,與國際的制造水平還有一定的差距,具體差異如下。
4.1 管理體制
在國外的工業領域中,他們采用信息化的管理模式,并以嚴格的管理體制對專業人員進行管理,推行JTI(準時生產)、AM(敏捷制造)、LP(精益生產)、CE(并行工程)等理念對其企業的制造進行輔管理,推進了企業經濟的發展。而國內很多企業沒有采用這種模式進行管理企業,小型企業也只是處于經驗管理階段。國外先進的技術和管理理念,可提高機械制造的工作效率和穩定性,產品質量也會有很大程度上的改善。目前國內的高精密加工、精微加工、納米技術、激光技術等加工方法上正處于開發階段,因而普及率不高,相對于傳統的機械制造卻不能做到這樣的水平。
4.2 專業設計理念
在工業產品的設計上,不僅對產品自身的造型有更高的追求,還有對產品的結構、材料、工藝、可實現性、產品自身的特點和市場的需求定位也要有一點的了解。因此,我們對產品設計的把握能力也要進一步的提高。盲目求快的發展造成了理論與實際的脫節,面對國內競爭過于激烈的現狀,即便是知名企業,也會倒閉或被兼并。所以應以市場的需要和生產的實際情況作為設計發展的基礎,才有利于應對這多變的市場行情。
4.3 制造技術水平
科技是不斷更新的,投資過高,收益見效太長久的機械制造及自動化系統技術相對市場的性價而言,往往不受大眾青睞。而投資少,見效快的機械制造及自動化設計系統是當今社會關注的焦點,有著很大的發展價值和廣闊的前景以及與時代共同進步。國外發達的工業制造廣泛采用數控機床、加工中心以及FMC(柔性制造單元)和CIMS(計算機集成制造系統)實現集成、智能、人性化的制造過程。這給企業提供了快速高效率的生產力,進而生產高質量的產品,提高企業的經濟收益,同時也推動了工業領域發展進程。然而目前國內的技術水平幾乎都是引進然國外的技術后再在原有的基礎上進行改進的,北京的霧霾情況則間接說明了我國因工業制造的技術水平不足而對環境造成了嚴重的污染現象。因此,先進的機械制造技術綠化了生產的整個過程(綠色生產線),綠色生產線既保證了產品的安全性,也是盡最大努力減少機械制造對環境的造成的負面影響。如果能夠突破這些困難,相信我國在工業領域的成就會更進一步發展[3]。
5 結束語
要想把機械制造及自動化專業搞好,不僅要靠高端的技術支撐,還有各種基礎技術的靈活應用也是很重要的。只有堅持把提高制造技術與自動化相結合的方針,圍繞我國現階段的發展國情出發,堅持貫徹科學發展觀的理念,才能把機械制造自動化專業技術的作用發揮出來,更好的走向健康發展的光明之路。
參考文獻
機械制圖是重點課程之一,尤其對于工科學生來說,制圖技能是其生存的保證。目前機械制圖教學存在一定的問題,主要表現為教學目標不明確,教學方法單一,學生積極性低等。導致現代機械制圖教學效果不顯著,數字化教學的提出一定程度上改善了這一難題,但也給教師和機械制圖教學提出了巨大的挑戰。目前,如何使數字化教學融入到機械制圖中已經成為高校教育者的主要任務。
一、數字化制造對機械制圖教學的要求
數字化制造要求機械制圖將圖改變為數,實現機械制圖現代化,并進行相關數據信息的收集和存儲。在這種前提下,機械制圖要提供施工工程的模型基礎。計算機軟件將成為機械制圖教學的載體,在教學中起到積極作用,使現代機械制圖教學從二維轉向三維。其中包括拓撲結構和三維幾何信息及物理特征等。通過計算機軟件對圖紙進行處理,從而得到虛擬的實體圖像,方便圖紙設計人員設計和修改。也就是說,數字化制造是以計算機為依托實現對制圖數據、方法和資源的整合和存儲。基于這種模式的機械生產模式將發生一系列變化,整個過程中計算機的作用增強了,計算機制圖實現了虛擬裝配與制造,并且能夠通過計算機檢驗。機械圖樣作為工程施工的重要依據,無論是設計還是分析都應按照發展規律。這要求教學目標、教學方法和教學模式及內容徹底進行一次改革,只有這樣才能滿足現代社會對機械設計人才的要求。
二、機械制圖課程教學改革的策略
機械制圖的教學目標需要改革,主要應從三方面入手:構型設計能力的提高;數字化制造軟件的應用培養;徒手繪圖能力的增強。形體的構型設計是創造性設計的重要表達形式。構型設計是教學目標改革的重要項目,是培養學生思維能力和制圖創新能力的主要方法。三維立體設計和造型是課程教育的目標,也是改革的主要目標之一。課程改革的首要任務是讓學生了解課程設計流程,提高設計技能,重視徒手繪畫能力。同時,學生能夠通過徒手繪畫能力的提高獲得更大的想象空間。在這個過程中,學生實踐能力的培養是關鍵,教師應善于發掘和培養學生的靈感,使學生善于觀察生活、感受生活,啟發設計思維。徒手繪畫課程應始終作為機械制圖教學的重點。AutoCAD作為平面繪圖的基礎,雖然曾經取得了一定的效果,但隨著科技的發展,三維立體技術的出現要求繪圖軟件進一步更新,以適應其發展。目前,已經有很多三維立體軟件的學習進入了高校機械制圖教學中。
三、機械制圖課程教學方法的改革
由于機械制圖的教學方法較多,因此教學方法的改革要求教師從理論教學和實踐教學兩方面入手,將教師的講解和學生的學與練融合起來。通常要求理論部分由教師講解,并且盡量避開生澀難懂的專業理論,將其轉化為更生動的教學模式,提高教學效率。需要給予學生適當的實踐時間。另外,增加教師與學生之間的交流,以便學生提高交際能力,針對不同教學模式,有針對性地調整方法,使二者能夠相互聯系。總之,高校機械制圖教學應致力于培養和拓寬學生的思維能力。目前,無論是討論法教學還是思維拓展式教學,其目的都在于通過多維度的教學方式提高學生的制圖創新能力,豐富課堂教學方法,調動學生的積極性。如針對與實踐教學聯系密切的教學中,案例法可以充分發揮教師的作用,將實踐教學與理論教學相結合,將設計開發類知識引進到課程教學中。教師可為學生預設多個情景,在具體的分組中學生可以鍛煉能力,這樣學生的工程基礎知識可以得到鞏固,設計能力及圖紙分析能力也可以得到提高。
四、教學模式內容及模式改革
循環動態的教學模式是我國機械制圖教學的主要目標。這一教學目標要求教師改變自己在教學中的地位。教師不再單純地掌握教學方法和進程,而要求學生參與,充分發揮學生的主角地位,將教為主導轉化為以教師的引導為主,與學生實踐相配合的教學方式,也就是循環動態教學模式。這種教學模式基于先進化的多媒體技術,在這種模式下,學生的創造性思維更強,并且能夠感受自身的學習效果,培養探索精神。教學內容的改革以教學模式為前提,從以下方面入手:以“體”為核心的投影理論;表達方法范圍的擴大;三維圖紙的查閱及繪制;促使學生了解多元化、數字化的基礎理論。投影理論是一種先進的繪圖理論,這種理論要求學生了解實踐操作、熟悉繪圖流程。實際上,隨著科技的發達,這種繪圖模式不利于圖形的展開,需要教師增強空間思維能力。這解釋了為什么投影理論以“體”為中,而不是點、線或者面。三維立體圖作為目前推行的主體,在高校機械制圖教學中起著積極作用。三維時代并不代表二維模式將被淘汰。關于投影的介紹,學生的先進理念將得到推廣,使學生的后期學習效率得到提高。我國多媒體技術在教學中起著十分積極的作用,尤其對于投影理論來說,處于不同時代的機械制圖軟件不同,功能值得商榷。
五、結語
隨著高科技的快速發展,機械制圖開始趨于現代化。目前,數字化技術在不斷發展,對于機械教育來說,我們應提出更高的要求,明確教學目標,豐富教學手段。并且在高校中普及高科技知識,使機械制圖朝著操作智能化發展。熟練掌握機械制圖的設計技能,繪制現代機械圖紙是現代高校機械課程中的主要任務。實踐證明,教學化技術能夠從實質上改變我國機械制圖教學效率低下的現狀。這是現代社會對人才的主要要求。
參考文獻:
引言
在國家經濟中機械制造業的發展水平,影響著國家的綜合國力,關系著國家的和諧發展,因此,我國機械制造業發展過程中,對先進的技術進行了積極的應用。目前,在機械制造中自動化技術扮演著重要的角色,它提高了生產的效率、降低了生產的成本,同時,為機械制造的發展營造了良好的氛圍,在此基礎上,推動了機械制造業的健康與穩定發展。
1、機械自動化技術的概況
機械自動化技術推動了我國機械制造業的發展,為其提供了可靠的技術保障,此時的生產實現了無人化,通過程序的設定,保證了機械設備的有序與高效生產。此技術實現了對傳統機械制造的改進,使其實現了自動化的控制,在此基礎上,勞動強度得到了明顯的降低,同時生產效率與生產質量更加顯著,進而促進了我國機械制造業的發展[1]。
在機械制造中應用自動化技術,使生產具有了自動化與連續性,同時對生產流程也實現了優化,此時的加工時間有所縮短,加工效率得到了明顯的提升,進而適應了社會發展的需要。機械制造業在自動化技術的支持下,獲得了快速的發展,在其發展過程中,加工生產更加安全,對于勞動力的需求有所減少,機械設備在生產中的地位更加顯著,進而保證了生產的效率,提高了生產的質量,控制了生產的成本。
2、基于自動化技術的機械制造
在機械制造過程中,對自動化技術進行了廣泛的應用,主要有計算機集成制造系統、數控機床與柔性制造系統等,在自動化技術的作用下,使機械制造具有了集成化、數字化與智能化的特點。在我國機械制造企業中,其自動化的水平相對較低,主要為單機自動化與剛性自動化,僅有少數企業對集成自動化、柔性制造系統有所了解,因此,我國機械制造業在發展過程中,要對自動化技術進行積極的研究與廣泛的應用,以此為其發展提供可靠的技術保障,在此基礎上,企業的綜合效益才能夠更加顯著。
2.1集成化機械制造
基于自動化技術的機械制造生產具有了集成化,在實際制造時,通過計算機系統,使制造流程得到了調整與改進,同時,在數據庫與網絡的支持下,使機械設備的自動化水平進一步提升。機械制造的集成化主要是將機械制造進行了整合,使其成為了有機的整體,其制造流程的主體為機械、中心為人員,此時的機械制造具有高效性、節約性與環保性,不僅促進了機械制造效率的提高,還實現了對生產資料的有效運用,并且降低了對環境的影響[2]。
機械制造通過對集成系統的應用,促進了計算機作用的發揮,其系統主要有制造自動化分系統、管理信息系統與工程技術信息分系統等,同時還包括計算機輔助系統,如:數控程序編制、計算機輔助設計。
2.2精細化機械制造
隨著自動化技術的發展,在機械制造過程中,結合了精細化理念,此時的加工誤差范圍得到了大幅度的縮小,每個機械的生產均具有標準化與規范化。目前,機械自動化生產的精度已經達到了1nm的要求,特別是在納米技術的支持下,機械制造的精細化水平將進一步提升。
2.3數字化機械制造
現階段,機械制造發展趨于數字化,具體表現在機械制造的設計、生產與管理等方面。在設計環節,通過對計算機的利用,借助其計算的能力,對機械制造的過程進行了模擬,對其加工的材料進行了統計,以此保證了設計的準確性與合理性;在生產環節,主要是發揮了計算機的作用,對生產進行了有效的控制,并且保證了加工的精準性與高效性,同時,實現了生產系統與運輸系統二者的有效聯系;在管理環節,為了實現對機械制造的全方位管理,借助了數字信號,通過信息資源的整合,為機械制造企業的發展提供了可靠的信息[3]。
當前,在機械自動化技術中最為關鍵的技術便是數控技術,在實際生產過程中,機械產品對精度有著較高的要求,此時,通過數控技術的應用,對加工生產實現了自動的修復與更正,在此基礎上,保證了機械制造產品的高精度。數控技術的運用,實現了對加工故障的及時修復,而故障問題的有效處理,保證了生產的有序性與高效性。
2.4智能化機械制造
機械制造通過對智能加工系統的運用,使加工生產具有了智能化的特點,通過智能的分析、判斷與推理等,保證了生產的有序性與高效性,同時此系統還具備一定的友好性與適應性,再者在模塊化技術的支持下,實現了安全與節約生產。
3、機械自動化技術的發展
首先,要注重發展的實用性。機械自動化技術在發展過程中,要遵循實用性的原則,在此基礎上,機械制造企業的生產才能夠具有高質量,其產品的使用價值才能夠更加顯著,進而機械制造企業的發展也將具有持續性與經濟性。
其次,要關注發展的低能耗。目前,對于任何國家或者地區而言,能源問題均十分嚴峻,機械制造業對能源的消耗量相對較大,通過我國機械制造業與發達國家的相比,前者的單位產品能源消耗十分顯著,因此,我國機械制造技術在發展過程中,要注重能耗的降低,在技術的支持下,使生產具有低能耗與高產出的特點[4]。
最后,要促進配套技術的發展。在科學技術快速發展的背景下,機械自動化技術對相關的技術進行了有機的融合,如:芯片控制技術、傳感器技術與控制軟件編程技術等。通過對配套技術的積極運用,機械自動化技術的作用將更加顯著。
總結
綜上所述,在機械制造中自動化技術是重要的,它使機械制造實現了集成化、精細化、數字化與智能化發展。但目前,我國機械制造的自動化水平仍相對較低,為了推動機械制造業的發展,需要對機械自動化技術進行深入的研究與積極的應用,在此基礎上,我國機械制造業的發展才能夠具有先進性與高效性,進而我國的綜合國力也將有所提升。
參考文獻:
[1]張大琦,趙曉鵬.基于自動化技術的機械制造工藝研究[J].中國高新技術企業,2013,18:54.