研究机械设计制造及其自动化中的计算机技术运用

2018-04-09沈平鑫

建材与装饰 2018年11期

沈平鑫

（七冶压力容器制造有限责任公司）

随着计算机技术的发展，带动着机械制造的发展，提升了其自动化和智能化水平，成为了机械设计制造的重要部分。不过我国的机械制造水平和部分国家相比，还存在着差距。若能够提高自动化计算机技术水平，对推动机械制造行业发展，有着积极的作用。基于此，深度研究此课题，有着现实的意义。

1　机械设计制造及其自动化中的计算机技术

1.1　计算机数控机床技术

基于计算机技术平台，运用数编程和数控软件，实现机械制造自动化。利用计算机数控技术编程，对零部件生产加工程序，使用数控软件以及编程语言，进行生产加工程序编写。结合使用数控机床，开展自动化加工。随着数控技术水平的不断提高，提高了数控编程和语言转化的效率，提高了数控技术的应用作用。

1.2　计算机3D技术

在机械设计和制造中，利用计算机3D技术，能够使得产品设计更加美观，提高生产效率。基于计算机3D技术，模拟机械产品的尺寸和大小等要点，设计人员能够及时发现存在的设计问题，进行产品设计优化。完成产品生产后，借助3D技术，通过对产品颜色和位置等的分析，能够完善设计质量，使得产品更加具有实用性。从实际应用效果来说，利用3D技术，除了能够提高产品质量以及生产效率外，还能够节约产品检测成本。

1.3　仿真技术

基于虚拟技术以及可视化技术，经过技术优化后形成的计算机仿真技术，在实际应用中，利用计算机装置，构建数学模型，进而模拟产品的加工和使用情况，为生产作业的优化提供依据。在计算机系统中，构建数学模型，便利了模型修改。在实际应用中，计算机仿真软件实现多种技术的集成，通过模拟仿真实验，为产品生产做好质量把关。除此之外，利用计算机仿真技术，能够对部分成本高、生产难度大、设计修改较为困难的产品，进行生产工艺优化。

2　机械设计制造及其自动化中的计算机技术应用实例

以减速器齿轮组和做抽油机驴头为例，对计算机3D技术的具体应用，作如下论述分析。

2.1　实际应用

2.1.1驴头

其为薄壁焊接部件，采取传统的生产制造方法，是先进行板材下料，再进行组对焊接，不仅变形量大，而且极易造成材料资源浪费。利用计算机3D技术，以驴头图样为设计依据，构建三维模型，进行模型优化，如图1所示。接着，将驴头模型，导入到Solid Works中，通过3D打印模块设置，直接利用打印机，将模型样图打印出来。或者将文件保存为二进制STL文件，转到3D打印机，设置层间控制，再进入打印程序。从实际应用效果来说，利用计算机3D打印技术，能够有效避免焊接残余应力问题，并且可减少焊接作业量，实现快速设计和制造。

2.1.2减速器部件

基于传统工艺的减速器制作，先开展铸造作业，在进行表面铣削作业和钻孔等，加工量较大，而且供货周期较长，需要花费大量的人力物力。利用计算机3D打印技术，能够实现一步铸造成型，省略了部分机加工序以及划线工序。在铸造生产的过程中，采取传统的方法，极易产生差错，废品率较高。采取此方法，不仅能够简化加工工序，生产强度达标的齿轮，还能够提高成品率。

图1　经过优化的驴头三维模型

2.2　应用效果

在实际应用的过程中，采用SLA方法，制作齿轮模型。使用激光快速成型机，按照预设的参数，进行同时打印，模型打印喷漆速度快。其应用作用具体体现如下：①能够替代铸锻件成型，省略部分加工工序，直接进行产品制作，提高了生产效率。②对于复杂零部件的生产，能够减少焊接量。基于强度条件的前提下，减少材料资源的使用。③提高了研发样机的时间，能够按照用户要求，通过修改三维模型，进行样机生产[1]。

3　基于计算机技术的机械设计制造及其自动化发展趋势

3.1　微型化

从机械设计制造及其自动化发展的角度来说，其将会不断朝向微型化方向发展。具体体现在以下方面：①体积更小。②能源消耗更低。③运动更加灵活。未来除了在机械设计制造及其自动化中应用，在其他领域，比如医疗领域等，该技术也会发挥出作用，推动相关领域的发展。从机械设计制造及其自动化需求角度来说，对于计算机技术的研发，要做好高效、便捷的把控，使其能够为机械生产制造，提供有效的技术支持。

3.2　智能化

随着机械设计制造以及计算机技术的发展，未来更多的新思想和新方法等，将会被融入进来，使得计算机技术更加智能，提高机械生产制造的信息化和自动化水平。计算机技术的应用，通过模拟人类智能，使得机器行为和推断能力等，不断增强，进而使得机械设计制造的自动化和智能化水平不断推升。从当前计算机技术应用的实际情况来说，由于配套设备和技术标准等的限制，阻碍着相关技术的推广应用。基于此，为了推动工业4.0智能化发展，需要加快技术研究和推广应用，不断完善相关标准[2]。

3.3　开放性

计算机技术的应用，使得机械加工的开放性得以实现。其指的是在网络操作中的具体应用，在数控中引入计算机技术，实现网络图形显示和动态仿真等，进行独立模块处理以及信息交换，进而满足生产的具体要求。计算机技术水平的不断提升，会密切数控技术和计算机技术的联系。基于PC平台的开放数控系统研究，使得数控加工技术的应用更加简便。不过这会对计算机软硬件条件，有着更高的要求。在进行程序编制时，需要使用到高级语言，使得计算机网络技术的应用更加完善。基于此，需要强化相关技术的研究，为计算机技术的应用，提供相应的保障。