现代数字化设计在机械设计制造技术中的运用

宋秀强 李冰

摘要：现代社会的人们对生产、生活、工作等各个方面的要求逐渐提高，在保障科学性、高效性、便捷性的前提之下，推动科学技术发展已经成为行业发展共同关注的问题。在信息化、科技化的背景之下，机械设计有了良好的技术条件的支持。

关键词：数字化设计;机械设计制造;技术

1机械设计制造中应用的数字化设计技术

1.1计算机辅助技术

计算机辅助技术是计算机辅助概念设计技术的简称，该技术的开展既需要逻辑理论的支持，还需要程式内容的支撑，该技术有着比较开放的理念，开发产品的程序也具有规范性。在明确任务、设计概念和施工过程中应用数字化技术，并不断的调节完善数字技术，可以将更优质的服务提供给产业发展，如设计产品、方案、改进等服务。站在整体角度分析可以发现，建立在计算机辅助技术之上的产品设计需要重点考虑的内容只有两点，分别是对产品进行概念设计以及对产品构型进行设计，概念设计就是对设计方案进行确定，对构型进行设计就是确定具体步骤，将二者结合起来就可以对产品质量进行确定，还可以明确产品功能和交易价格等[1]。将该技术运用到机械设计制造中能够对产品模型进行准确构建，从而可以更快速的完成机械设计和制造工作，而且制造的机械质量也会有显著提高。

1.2KBE技术

数字化设计制造系统中KBE的应用越来越普遍。现代设计与传统设计的差别是因为市场、竞争与技术发展环境的改变，更为依赖对新知识的获得，而非依靠经验。在AI技术与KBE等方面产生的依靠框架、设计、模型以及本体等诸多建模技术知识，目的在于获得计算机自动推理知识，提升计算机自动服务水平。针对新知识的获得，一般有以下几个来源：现有知识及市场数据、数字虚拟和仿真现实、物理模型测试、样机测试、现有产品工作表现。

1.3虚拟原型技术

在最近几年中可以被称作先锋的数字化技术就是该技术，而且业界对该技术越来越重视。将CAD、CAE和CAM等技术融合后产生了该技术，应用该技术可以有效结合信息、制造、生命周期和制造技术，并在设计产品原型中进行应用。站在系统层次对该技术进行分析可以发现，该技术的开发模式可以按照从上到下的顺序进行。作为数字技术中的先进技术，该技术对产品信息设计和概念设计进行了组合，并在性能、感官和行动方面对物理原型进行了优化。在产品设计过程可以分为几个阶段应用该技术，并且它在产品生命周期改变过程中可以发挥重要作用，通过融合设计和生产过程，可以推动工农业实现进一步发展[2]。将该技术运用到机械设计和制造中可以对机械运行状况进行模拟，从而可以对机械运行中存在的问题进行及时调整，还可以对机械在各种不同环境和地势的运作情况进行虚拟展示，从而让制造出的机械能够适应各种不同的环境和地势。

1.4VP技术

VP技术是数字化设计系统的一个关键分支，获得了人们的广泛关注。VP技术是基于CAX等技术研发出来的，其把信息系统、先进制造系统与先进虚拟系统等用在复杂系统的整个寿命周期，且展开整体管理，从系统方面研究复杂系统，支撑“从上到下”的复杂系统研发方式。VP技术是结合产品设计资料和产品概念出现的，在功能、行为与感官特性等层面同物理原型尽量类似的能虚拟的计算機模型。VP技术通过约10年的发展，已能够取代部分物理原型，在设备设计方面获得了普遍应用。

2现代数字化设计在机械设计制造中的应用

2.1应用到工业机械设计制造中

工业在国家经济体系中处于重要地位，而且随着工业进程的不断加快，工业起到的作用变得越来越大，已经成为了对国家实力进行判断的指标。将该技术应用到工业机械设计制造中，可以有效提升机械设备设计水平。下面就以矿山机械设备为例对该技术的应用方式进行具体介绍。矿山一般都会处于十分复杂的环境中，因此需要确保机械设备的安全性，这样才能在矿山开采中平稳的进行运行。数字技术可以利用三维软件规划产品三维模型，还可以对产品模型规格是否规范进行简单检测，还可以对结构是否合理进行科学检测，这对于确保矿山机械设计的严谨性和科学性以及零件机构的精密性都可以发挥出很大作用。另外，还可以利用仿真模拟功能对机械工作环境进行模拟，从而可以对产品质量进行有效检测，对设计中存在的不足也能及时发现和改正[3]。

2.2应用到农业机械设计制造中

随着数字化设计技术在农业机械领域的运用，农业机械设计和制造的信息化程度不断提升，很多设计人员都会利用计算机辅助技术来完成辅助设计工作，还有的设计人员会借助计算机对产品功能进行估测，并利用虚拟还原技术对设计好的产品进行虚拟运行，从而对产品运行中存在的缺陷进行准确发现和调试，最终制造出来的农业机械就可以达到最佳运行状态。

通过对计算机互联网的充分利用，可以在更短的时间内完成设计工作，通过应用数字技术可以同时开展多个零部件的设计工作，还可以在完成整体设计之前先进行制造，这样生产周期和制造所用时间就会变得比较少，企业的经济利益也会有很大提升。而且将数字技术应用到农业机械创新中，可以将创新思路更快的变为实物，也可以快速的进行实际测试，还可以对设计方案进行优化，这样就可以给设计技术创新工作带来更大的推动力量。

2.3應用到汽车机械设计制造中

经济水平的增长使得越来越多的家庭拥有了汽车，近几年国内汽车市场不断扩大，汽车行业快速增长。而在汽车的设计和制造中，有关数字化设计技术的应用也十分常见。通过数字化设计技术的应用来提高汽车的质量，确保其对负荷需求的满足。此外，节能环保是当前重要的发展理念，而数字化设计技术的应用，同样有利于汽车制造中节能功能的设计，例如关于能源的最大化利用，以及减少汽车尾气对环境的污染等，这些都是数字化设计技术在汽车制造领域的主要应用方向，除了推动汽车制造产业的向前发展之外，也能够体现出对环境的保护作用[1]。

2.4产品协同设计在机械设计制造中的应用

当前机械设计制造行业的竞争越来越激烈。跨部门、跨企业协同设计成为机械制造企业提升竞争力，寻求发展的必然选择。而在协同设计过程中怎么从海量的数据库资源中快速筛选出最合适的数据成为核心问题。如企业可以在Web服务器中存储零部件的相关数据并进行定期更新，这也的方式可以保持数据的时效性，但实现起来难度不小。

当前比较切实可行的方案是有零部件供应商将零部件相关数据上传到自己的服务器中提供给设计单位使用，这样一来选用怎么样的数据特征来加快数据搜索速度，以有效确保在机械设计过程中企业可以对及时准确地获取相关零件参数，以提高机械设计效率，降低机械设计成本，缩短机械设计制造周期[2]。

结语

综上所述，在新的时代背景之下，机械制造产业相关的设计工作也应当紧跟时代发展步伐，以数字化和智能化作为主要发展方向，积极主动地迎接数字化设计技术的融合，更好地借助该项技术的优势，推动机械制造的发展，在不断追求高质量制造工艺的同时，也为我国整体经济的发展提供有力支持。

参考文献

[1]马超.现代数字化设计制造技术在农业机械设计制造上的应用分析[J].内燃机与配件，2020（02）：232-233.

[2]王朝阳.现代数字化设计在机械设计制造技术中的应用与发展[J].信息记录材料，2019，20（08）：17-18.

[3]欧潜.现代数字化设计制造技术在农业机械设计制造上的应用[J].中国高新区，2017（17）：192.