时间：2023-02-16 21:49:13
导语：在计算机辅助设计与制造的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
【关键词】计算机辅助设计与制造；数控技术应用；教学改革 计算机辅助设计与制造是使用计算机对整个加工过程进行信息处理与控制，达到生产过程自动化的一门技术，是机械制造业的高新技术之一。而机械设计与制造技术的落后，一直是制约我国制造业发展的瓶颈。为了尽快缩短与先进工业国家的差距，必须充分利用高新技术。为适应数控机床的应用和发展，急需培养从事数控机床设备的加工工艺设计、编程、操作和维护的一线实用型、技能型人才。所以计算机辅助设计与制造CAD/CAM技术课程在职校的数控专业中也越来越受到重视。但是，随着知识的更新，课程涉及的内容越来越广泛，专业课时却不断减少，教学改革势在必行。
1 改革陈旧的课程体系，灵活调整教学内容
1.1 加强计算机辅助设计与辅助制造课程实用性。
为此，我们将CAD/CAM课程分为二部分，即AutoCAD、机械CAD、模具CAM。AutoCAD是计算机辅助设计基础，掌握该软件，可利用计算机进行图形的绘制和编辑，二维实体造型，视点变换和着色等；机械CAD是计算机辅助设计的应用，使用AutoCAD中的查询实体的质量特性命令，可得到该实体的质量、体积、质心，完成零件的设计计算等；模具CAM是计算机辅助设计与制造的综合应用，使用CAD/CAM集成软件，完成一套复杂模具设计；在计算机上绘制出零件的模型并进行模拟装配，检查工作状态和是否有干涉，然后根据不同的加工工艺精度要求，设计刀具路径文件，模拟加工全过程，然后处理成数控程序，输入到数控机床上最后完成加工。
1.2 加强实训环节培养学生实践能力。
数控专业的毕业生应能够设计数控系统的控制电路、编程、操作数控机床加工零件。所以对机械零件CAD、数控机床与编程、模具CAD/CAM二门课程专门开设实训专课，结合现场数控设备给学生讲课，使学生对数控机床有关知识有了更深入地了解，增加了感性认识。
数控技术是综合了计算机、自控原理、电气传动、伺服驱动、测量技术、机械制造技术等而形成的一门课程。本专业要求毕业生具备多方面能力，主线理论课和技能课有十几门。为了收到良好的教学效果，使学生达到培养目标要求，符合业务规格标准，我们就必须认真研究教学内容，结合专业特点建立合理的课程体系。
2 改革单一的教学方法，建立具有职校特色的教学方法
在中职教学中，教师要结合专业特点，采用多种方法去培养学生的创新能力。在教学过程中，要提倡针对学生具体情况，启发、引导学生自己去发现问题。由于数控技术包含着大量新知识、新工艺，教师应指导学生学会学习，教会学生运用比较、借鉴等方法去掌握技术知识。
2.1 通过课堂讨论培养学生创新能力。
教师在讲授新知识前，可以提出一些问题，指出解决问题的思路，引导学生开展讨论。提问的方法应具有启发性，有利于培养学生的创新思维，利于把学生已学过的知识连接起来，使其抓住其中关键内容，让学生充分发表自己的见解，从而激发了学生创新的火花。因此注重课堂讨论会收到事半功倍的效果。
2.2 通过计算机辅助教学激发学生的浓厚兴趣。
计算机辅助教学是提高学生学习的积极性，培养创新性思维的现代化教学手段。根据CAD/CAM课程的特点，开发制作教学幻灯片，如Master CAD课程的CAI课件，使学生很快可以掌握大量的操作命令、下拉菜单、工具按钮。
2.3 加强上机操作提高动手能力。
在教学中充分利用现有的多媒体等设备设施，引导学生逐步掌握软件的使用。安排学生自已独立操作完成作业，完成一些有创造性的设计，得出最佳解决问题的方法。例如在学习MaterCAM复杂三维曲面造型时，教师要指导学生会用几种曲面去做，如使用直纹面、旋转面、扫描面，利用曲面的编辑功能，对曲面进行贺角和剪切。还可以告诉学生用学过的AutoCAD去完成造型，然后再直接调用，大胆操作，自己解决操作过程中的一些问题。
2 建立以校内实训中心为基地，产学研相结合的实践教学体系
实践性教学环节是培养学生综合应用所学知识，解决实际问题能力的重要途径。因此，加强实践，强化实训是高职教学的一个重要方面。
2.1 建立校内外实习基地。
我校为数控专业提供实践教学的实训中心有：金工实习中心、数控中心、电工电子中心、计算机网络中心、CAD/CAM中心。金工实习中心有普通车床20台，各类铣、刨、磨床10台，焊工实习场设备设施完善，这为数控专业学生学习车、钳、铣、刨、磨、焊等传统加工工世提供了良好的保证；数控中心现有数控加工设备10多台，包括数控车10台，数控铣2台，加工中心1台，火花成型机2台，线切割机2台，还有10台模拟编程实验台；CAD/CAM室配备电脑35台，实现多媒体教学；校计算机室形成200多台微机组成的网络中心；校电工电子实习中心颇具规模，不同实验内容组成5个室场。
2.2 加强校外实习基地的建设。
在建好校内实训基地的同时，我们积极建立校外实习基地，将与广州数控设备厂及CAXA软件公司进行合作办学协议。学生在学校经二年的学习之后到该场所实习半年，解决学生动手能力，同时，在他们毕业前进行认证培训，获得数控机床和加工中心操作人员资格证书及资格认证证书，增大了就业机会。学生在校期间就接受岗前培训，拓展了学生多方面的能力。
2.3 专业技能训练贯穿于教学全过程。
关键词：机械设计制造；计算机辅助技术；绘图；建模；产品质量 文献标识码：A
中图分类号：TP391 文章编号：1009-2374（2017）11-0082-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.042
在当前市场经济竞争不断加剧的背景下，企业要想立足于激烈的市场竞争中，必须通过各种合理手段增强自身的综合实力，提升企业在市场中的竞争力。尤其是机械设计制造类企业，要想进一步提高产品的技术含量，必须充分利用现代化的科学技术，计算机辅助技术的出现和应用正好满足了机械设计制造的需求，不仅提升了工作效率，还提升了产品质量，稳定了企业在市场竞争中的地位。
1 机械设计制造的基本概述
1.1 基本概念
机械设计制造，从名字不难看出，它由两部分组成，即机械设计和机械制造。机械设计，即以机械设备使用要求为依据，合理构思、分析并优化机械工作原理、运动传递方式以及构建材料和尺寸等，通过各种技术手段的应用，为机械制造提供依据。机械制造，顾名思义就是进行机械设备生产的总称，涵盖的内容有机床、仪器、仪表等。
1.2 主要特点
那么机械设计制造有什么特点呢？在社会经济快速发展的背景下，科学水平也不断提升，机械设计制造逐渐朝着虚拟化、数字化、智能化以及绿色化的方向发展，具备了上述几方面的特点。其中的虚拟化依托先进的计算机技术，模拟操作工作内容，是今后行业发展的重要方向，虚拟化目标的实现离不开计算机辅助技术的应用。
2 计算机辅助技术基本概述
2.1 基本概念
计算机辅助技术包括计算机辅助设计、计算机辅助制造以及计算机辅助教学等各个领域。辅助强调的是人的主导，计算机和使用者构成了一个密切交互的人机系统。现阶段，计算机辅助技术已经广泛地应用于社会各领域中，如飞机制造、汽车制造、船舶制造等，对这些领域的发展起到了巨大的推动作用。
2.2 发展历程
计算机辅助技术起源于20世纪50年代，经过10多年的缓慢发展后，计算机辅助技术在20世纪70～80年代取得突飞猛进的进步，并逐渐进入实用化阶段，逐步被社会各领域所应用。我国对于计算机辅助技术的应用推广开始于20世纪70年代末期，经过近40年的发展，我国的计算机辅助技术水平已经达到了一定的高度。
3 机械设计制造与计算机辅助技术结合的优势
3.1 提升机械设计制造的工作效率
计算机辅助技术的应用，除了在图纸的设计和模型的构建方面作用明显之外，在一些复杂的预算方面也可以发挥出很大的作用，另外在机械重组方面也能够起到一定的帮助效果，这样能够最大限度地减轻工作人员的任务和压力，有利于提升机械设计制造的工作效率。
3.2 提高机械制造产品的生产质量
依靠科学技术水平的提升，机械设计制造技术也有了很大的进步，机械制造的产品质量也有了很高的保障。计算机辅助技术的应用为机械制造产品的质量提供了更加可靠的保证，相当于为机械制造产品加了一层“质量保护码”，与机械制造产品质量的提升有着非常紧密的联系。
3.3 方便多机械设计进行必要修改
在传统的机械设计制造中，过程比较长，也比较复杂，期间出现问题的概率还相当高，有些问题如果严重的话还需要重新进行设计，既费时也费力。计算机辅助技术与机械设计制造的结合，有效地解决了这些问题，减少了设计过程中失误和错误的出现，方便及时更正。图1是计算机辅助技术在机械设计制造中的应用。
4 机械设计制造和计算机辅助技术结合的应用
4.1 计算机辅助技术在机械设计制造图形和符号中的应用
在机械设计制造中，图形和符号十分常见，这些图形和符号出现于各个设计制造的环节中，需要工作人员进行合理的编排，如果合理度不足，之后的一些工序就会变得更加繁杂，工作的难度随之增加。由于图形和符号在机械设计制造中的地位非常重要，是机械设计制造不能脱离的，加上传统的设计制造技术存在严重的不足，通过计算机辅助技术的应用，能够帮助工作人员对图形和符号进行合理编排，既能够做好分类，又能够方便储存，工作人员在进行设计时可以很好地利用这些图形和符号。与此同时，计算机辅助技术的应用可以将各种图形和符号单独地放置于一个地方，方便直接使用，简化使用程序，有利于设计工作更加有序地进行，极大地提升了工作人员的效率。
4.2 计算机辅助技术在机械设计制造绘图中的应用
绘图工作是机械设计制造中最为关键的一项工作，同时也是机械设计制造中技术含量和技术难度最好的流程之一，其重要性不言而喻。在传统的机械设计制造条件下，工作人员通常需要大量的时间和精力进行手工操作，计算机辅助技术的应用则不同，它拥有特定的计算机绘图软件，机械设计工程师可以对所要绘制的图形进行自由的编辑和挑战。此外，机械设计工程师如果对设计好的图形的规格不满意，还可以借助计算机软件对尺寸、大小等内容进行修改。更加重要的是，在计算机辅助技术的条件下，机械设计工程师可以对文字进行编辑以及进行相关图形剖面的工作，不仅提升了设计绘图的准确性和合理性，还极大地提升了绘图的效率和准
确性。
4.3 计算机辅助技术在机械设计制造建模中的应用
在机械设计制造过程汇总时，工作人员需要对机械设计产品进行建模处理，这同样是机械设计制造整个过程的关键性环节。在各种计算机辅助技术中，三维建模技术非常常见，也非常普及。传统的机械设计制造建模工作中，要想实现对建模的三维化处理难度可想而知，计算辅助技术的应用则不一样。计算机辅助技术的支持，使得机械设计制造的建模工作可以进行技术体系的建设。结合当前计算机辅助设计体系来看，里面涉及到多种建模体系，如长方体、正方体、球体、圆柱体以及其他不规则体等。机械设计工程师在进行建模处理的时候，可以利用计算机辅助技术，根据设计的需要对不同的体系进行组装和分解工作。另外，对于一些复杂度和难度高的零件，机械设计工程师可以先进行二维建模，然后再利用计算机辅助技术进行三维建模，使得各项参数更加标准化和规范化，保证设计制造出来的模型更加精确。
5 结语
总而言之，机械设计制造与计算机辅助技术的结合是两者共同发展和进步的需要，促进了机械设计制造水平提升的同时，计算机辅助技术也在实战中不断改进和发展。尽管计算机辅助技术仍然存在一定的不足之处，但是只要计算机辅助技术应用于机械设计制造行业中，根据具体需要，以机械设计制造的特点为依据，就一定能为研发新型机械创造条件，推动机械设计制造行业的快速发展。
参考文献
[1] 王旭强.机械设计制造与计算机辅助技术结合应用[J].南方农机，2016，12（2）.
[2] 高翔.论计算机辅助技术与机械设计制造相结合相关研究[J].科技展望，2016，30（7）.
[3] 冯敏.机械设计制造与计算机辅助技术结合应用[J].山东工业技术，2017，24（3）.
[4] 刘晓玲.探索与思考计算机辅助技术与机械设计制造的结合[J].中国包装工业，2016，36（2）.
关键词：计算机辅助设计； 机械设计； 优势； 应用
计算机辅助设计技术主要应用计算机的强大数值计算能力与图形处理能力，协助工程技术人员，对产品或者工程进行设计、分析，达到理想目标，并获得一定成果。自从1950年诞生了计算机辅助设计技术（CAD），已经在航空航天、建筑、机械、化工、电子以及能源交通等领域广泛应用，提高了产品的设计效率与设计质量。
1.计算机辅助设计技术在机械设计中的优势
1.1与人脑思维相适应
机械设计师在进行设计时，一般是先构思、后表达，由于在脑海中构造的产品形状是立体的，因此通过三维实体模型反映产品的真实几何形状，更利于思维的表达。这样，机械设计师会有更多的时间和精力用于产品设计，而不再费神于产品的图形表达，更利于激发机械设计师的创新思维能力，实现设计的连续性。通过计算机辅助设计技术，可获得更直观、更利于理解的三维立体图，促进设计的深入性，扩展设计思维，便于沟通交流。
1.2提高设计效率
通过应用计算机辅助设计技术中的三维机械设计，更利于体现复杂的几何造型。通过布尔运算等软件功能，利用简单几何实体计算复杂的几何实体，自动形成截交线与相贯线，减少工作设计工作强度，缩短设计周期，提高设计效率。在使用计算机辅助设计的三维CAD系统时，开发全新机械设计，只需要对其中的部分零件重新设计与制造即可，而更多的零部件设计可以应用以往信息，这样极大提高机械设计的效率，降低设计难度。另外，计算机辅助设计系统的变型设计能力极强，可以实现快速重构功能，获得全新机械产品。
1.3便于零件设计与修改
利用计算机辅助设计软件，可以实现在装配环境下的新零件设计，也可根据相邻零件的形状、位置等设计新零件，提高方便性、快捷性，同时确保新零件和相邻零件之间的有机融合，减少单独设计而产生的错误或者不兼容。例如，在装配环境下，根据箱体形状以及具体要求，快速、准确地设计出符合要求的箱盖。在零件环境中，配备了查找器。当完成机械零件的造型设计，就会在资源查找器中列出已经完成零件的命令，只要点击相应命令，就可了解零件的具体步骤，再利用资源查找器中的零件回放功能，将零件造型全过程以动画的形式，连续表示出来，提高过程的透明性。另外，在修改零件过程中，也可利用资源查找器的某一命令来完成，在装配环境下也可以修改零件，只需要点击需要修改的零件即可，非常方便。
1.4提高机械产品的设计质量
随着机械技术的不断发展，机械产品逐渐与信息技术有机结合，再加上应用计算机辅助设计技术及CIMS技术，提高了产品的设计水平。通过计算机辅助设计技术，例如设计优化、分析有限元受力情况等，确保产品的设计质量。另外，一些大型企业的数控加工工作日益完善，再加上计算机辅助设计技术的配合，在机械零件加工方面的效果良好，提高产品应用质量。通过三维机械设计，既可准确描述对象的大小、位置、形状等特征，同时也赋予了设计对象的体积、纹理、颜色、惯性、重心等信息，描述了设计对象的几何形状与工作状态，更加真实、准确、充分、全面地表达设计意图。
2.计算机辅助设计技术在机械设计中的应用
计算机辅助设计主要包括设计、建模、协同、集成、仿真五个部分。其中包括诸多内容，例如优化设计、概念设计、分析有限元、计算机辅助画图、计算机仿真、计算机辅助设计管理等。目前，计算机辅助绘图已成为CAD中应用较为成熟、完善的领域。最初CAD仅局限在计算机辅助绘图领域，随着理念的创新与技术的进步，CAD逐步发展为计算机辅助设计。计算机辅助设计涵盖了概念设计、优化设计、工程数据库、计算机仿真与分析、智能CAD、接口技术、CAD/CAM集成等。一个健全的CAD系统，还应该包括工程数据库、图形程序库、应用程序库等。以下将对计算机辅助设计技术在机械设计中的具体应用进行分析：
2.1机械零件
在设计机械零件过程中，一般涉及到大量的计算。例如，在AutoCAD、Visual Basic平台中开发参数化绘图软件、直线共轭内啮和齿轮泵轮设计，通过人机对话方式，修改设计的参数，提高齿轮泵的应用性能。这种方法多在设计一般性机械零件中应用。
2.2机械设备
设计机械模具已成为机械设计中常应用的问题。通过了解注塑模具的计算机辅助设计特点，提高应用CAD的优越性，了解现状与未来发展趋势。另外，还应充分认识到注塑模具的冷却系统、模具结构、顶出系统以及成型零件工件尺寸的设计，提高模具设计的快捷性、准确性。
2.3机械系统参数
机械系统参数是机械设计的一部分。例如，分析并计算全液压推土机的行驶静压驱动系统参数，可通过VB6.0平台应用计算机辅助设计技术。通过该软件，除了计算传统的牵引性能之外，还同时可以计算液压系统的速度、刚度、参数校核、系统效率等等。
2.4机器人
机器人设计是机械设计的综合体现。例如，在应用Pro/E动态仿真原理的基础上，利用CAD计算机辅助设计，凭借SCARA机器人的速度快、精准度高、反应灵敏等特点，研究下棋机器人的手臂操作以及手掌运动过程、运动范围、运动特性，最终确定下棋机器人的具体尺寸与型号结构。通过利用Pro/E动态仿真系统，可确保运动控制的实时性，提高安全性、可靠性。
参考文献：
[1]同长虹.利用计算机辅助解析法设计是未来机械设计的发展方向[J].甘肃科技.2005（12）
[2]孙惠芳.CAD技术在当代机械制造业中的运用与研究[J].企业技术开发（下半月）.2011（5）
[3]史召峰、朱家诚.机械设计中基于VB的计算机辅助设计应用[J].电脑技术与技术.2010（13）
1什么是计算机辅助设计
计算机辅助设计就是在计算机作为辅助工具帮助设计工业方面的各项设备，各项物品的设计。他与传统的设计方式不同，通过CAD能够设计出来更高质量的、更高效果的产品。计算机辅助设计涉及到了生活中各个方面，设计到的学科也是非常广泛，有人体工程学，多媒体学、等等多学科。当前的计算机辅助设计成为一个产品研发和创新的一个突破点，可以通过计算机辅助设计来规避产品可能出现的任何的问题，能够物品质量的提升。
2当前计算机辅助设计的前进现状
当前我国的计算机辅助设计主要集中于对人机工程交互、智能化、以及新型的科学技术等的应用的方面的研究。
2.1计算机辅助设计技术对造型的辅助设计。
这项研究已经有了近20多年的历史，已经发展到了一种可以通过数据建立实体模型的程度。计算机辅助设计把可以看到的实物的模型做成了虚拟的模型在计算机上可以完整的看出来，更加形象生动，明显。计算机辅助设计的过程中需要各种完善的数据作为支撑，需要做出来的产品具有一定的功能，需要各种数据，网络的传送等等。这些对我国现在的计算机辅助设计技术提出了更高的要求。在广泛应用的CAD中，计算机辅助技术就为CAD做出了对主体产品的大致设计图的技术方面，对于完善的CAD出的产品起到了一个非常重要的辅助作用。计算机辅助设计技术一方面是为做到一个设计完善的产品细节，当然曲面的设计也是非常重要的，计算机辅助设计技术就为产品的曲面的设计提供了重要的技术支持；另一方面就是伴随着当今的真实物体的造型的设计，计算机辅助设计技术中的草图的设计满足了传统的手工的绘制草图以及改善了CAD当中的不足的地方。这种草图的设计一方面通过计算机有效的改善了作图的效率，另一方面有效的改善了重建草图的技术上的不足。
2.2当今计算机辅助设计技术对人与机械的互动方面的研究。
计算机辅助设计技术是为人们进行服务的，需要满足人们的各种各样的需求，需要把计算机的界面做到让人们工作的舒适。随着多媒体的快速的发展，虚拟多用户画面产生了巨大的改变。在计算机辅助设计技术当中虚拟的模仿真实的技术越来越真实，成为对人与机械的管理的设计、评价以及检查等工作的有效的助手。当今的虚拟的模仿真实的技术越来越成为一项重要的对人机系统的测试、检查的手段。
2.3在CAD当中运用人工智能科技的方向的研究。
当今，智能化的CAD的发展越来越成为一个在工业设计的过程中能够提供重要辅助作用，可以对工业的设计的整个过程做出全面的支持，能够解决工业设计过程中遇到的重大的问题。当今的CAD智能化的发展成为计算机辅助设计技术的一个重要的发展方向。CAD智能化当中需要拥有一个创造性的思维模式。在工业设计的过程中需要有一个创造性的思维，不能够以为的以本已存在的东西进行制造，要做到创新。设计本来就是一项重视思维思考的过程的东西，不能够一味的故步自封，不做创新。在设计文法方面，对产品的各个细节的改善以及造型、色彩的搭配、形式的文法、转换方式的文法等等都是当今设计文法的重要方面。在计算机辅助设计的设计创新过程中设计人员有一个创造性的思维，能够根据自己的经验进行产品的创新，当今的创新的研究主要集中在对产品的生产的过程、生产的原理等方面的描绘方面。
2.4当今的计算机辅助设计技术在高
新技术方面做出了很多的研究。高新技术的同行、合作的工业设计是目前多数人的研究的热门的话题。虚拟技术、神经、遗传这些新兴的技术与CAD的充分的融合，并且优化传统设计这都是当今热点研究方向。在当今的世界中关注的又一个重要的方面就是绿色的问题，这就促使工业设计向着绿色化的方向发展，从而使计算机辅助设计技术也向着绿色化的方向发展。所为工业设计的绿色化就是产品的生命周期的绿色化、产品的生产绿色化、产品的设计绿色化等。
3当今的计算机辅助工业设计的一些趋势
3.1当今的工业设计的趋势
是能够在创造性、创新性的方向发展，实现大创新的局面；计算机辅助工业设计需要能够应用各种高新科学技术，能够结合经济市场的需求做到工业4.0；工业设计需要做到人机关系的完善，以人为本的理念进行发展。
3.2当今的计算机辅助工业设计技术
虽然得到了大发展，但是，还存在着一定的技术问题有待解决。第一，当今的CAD的设计过程当中需要做到立足于现代工业设计的大方向；第二，需要深刻的理解各项设计的原理和方法，要拥有一个创新性的思维；第三，需要能够做到充分的向着智能化的方向发展，做到全面的系统融合；第四，需要向着绿色化的方向发展，要改变传统的高污染，高排放的模式。
3.3计算机辅助工业设计开始向着
【关键词】计算机辅助技术；机械设计制造；实际应用
1前言
计算机技术在近几十年的发展中取得了很大的成就，新技术不断开发和完善，被广泛的应用在社会中的各个行业中。成熟的科学技术是实现计算机辅助技术与机械设计生产制造结合的核心部分，这对机械设计和制造生产的行业而言是一种创新，与传统的设计制造业相比，节省了大量的人力资源和物质资源，计算机辅助技术与机械设计制造的结合，是科技领域和机械设计制造领域发展的一种新模式，也是二者未来发展的必然趋势，这对推动社会生产力的发展具有重要的作用。
2计算机辅助技术在机械设计制造中的重要作用
2．1能有效的提升机械设计的效率
将计算机辅助技术应用到机械领域中，改变了传统机械制造行业的设计和制造的模式，运用先进的技术能将复杂的运算简单化，同时还能将会相对复杂的图形划分成简单的图形，并能利用立体三维立体图形清楚的呈现出来，从机械设计师的角度而言，简化了复杂的工作流程，有效的提升了工作效率。另外，计算机辅助设计软件还能对机械设计中的部分零件进行重组，便于对新零件的开发和制造。与传统的机械设计制造相比，在应用计算机辅助设计技术之后，有助于提升机械设计的效率，这为机械设计和制造企业节省了大量的资金支出，促进了企业的稳定经营和长远发展［1］。
2．2便于机械设计的修改
机械设计和制造是一个相对复杂的过程，在设计阶段容易出现很多问题，一旦在设计方面出现错误时，对其进行修改会比较繁琐，对时间和资源均造成了不同程度的浪费。而将计算机辅助技术应用当中，就能很好的解决这种类型的问题，在先进技术的支持下，新的设计能在多个环境中进行使用，并且能够对不同零件的位置进行准确的判断，进而完成对新零件的设计，在设计的过程中出现的一些错误，能进行实时的更改和完善，从这一角度而言，应用计算机辅助技术能够便于对机械设计的修改和优化。
2．3有助于提高机械制造产品的质量
随着人们生活水平的不断提高，人们对商品的质量具有较高的要求，高品质的产品才能满足人们的实际需求。因此，对于现今的机械设计制造企业而言，不仅要注重自身设计和制造的工作效率，同样也要重视产品设计制造的品质。计算机辅助技术能有效的解决机械设计的质量问题，这与传统机械设计制造相比，设计制造的质量得到了很大的提升，新型的设计和制造方式提高了机械设计制造的整体水平。因此，计算机辅助技术的应用对机械制造和设计行业是不可缺少的一项技术［2］。
3计算机辅助设计在机械设计的实际应用
3．1图形和符号的应用
机械零件在设计的过程中会应用海量的图形和符号，这就使设计师的工作具有复杂性，同时也将机械设计的工作难度提升了另一个高度。而将计算机技术应用到机械设计和制造当中，智能的处理器能将海量的图形和符号进行分类储存，并按照设计师的使用的频率进行智能的索引，这样就便捷了设计师的使用，从根本上解决了设计工作由于图形和符号繁琐带来的难题。另外，通过计算机辅助技术，机械设计师就可以在实际设计之前将常用的图形和符号进行编排，这能有效的提高机械设计的效率，使设计整个流程有条不紊，同时也能对设计中零件不统一的问题予以很好的解决。
3．2设计图的绘制
图形的绘制属于机械设计过程中主要内容，传统的机械零件的设计图均是由设计师来完成的，这不仅对设计师提出了更高的要求，同时对各种资源造成了浪费。在新时代机械设计和制造领域中，将计算机辅助技术应用其中，就能利用计算机中的制图软件，对机械零件的设计图进行绘制，精准的设计图在设计和修改时都就有很大的便捷性，这使得绘图的速度和精准度得到很大的提升，节省了机械设计和制造过程中耗费的时间成本和人力成本［3］。
3．3三维立体造型
在机械设计制造行业中，设计师要按照实际的设计制造状况采用不同的设计方式，无论是怎样的设计方式和方法，计算机辅助技术均能为机械设计的工作提供便捷的服务。例如，用实体造型的方法来进行机械设计与制造时，计算机辅助技术能起到重要的作用，能将机械设计制造中的模型，通过利用三维图纸直观的呈现出来，使设计师能清晰的看到设计后零件的真实面貌，进而获得更全面的信息和数据。在设计中即便存在一些问题，设计师仍能按照三维立体图形予以解决，这样能将设计师的设计理念通过三维立体图形清楚的展现出来，使人更容易理解。
4结语
科学技术在社会中各个领域中得到了广泛的应用，先进的科学技术推动社会的进步。在机械设计和制造的领域中应用计算机辅助设计技术，能节省大量的资金成本和时间成本，这对机械设计和制造企业而言具有重大的意义。通过本文的论述得知，计算机辅助技术能有效的提升机械设计的效率、便于机械设计的修改、有助于提高机械制造产品的质量，从这几个方面而言，应用该项技术对机械设计和制业的发展具有重要的作用。计算机辅助技术在实际的应用中，图形和符号的应用、设计图的绘制、三维立体造型等方面，能为设计师提供便捷的服务。在科学技术日益更新下，先进的技术将不断的被开发，届时能更好的推动社会中各个行业的发展。
参考文献:
［1］曾晨．浅议计算机辅助技术对机械设计制造的影响和促进［J］．科技展望，2015，09(33):10．
［2］吴峥强．基于计算机辅助技术的机械设计类课程新教学模式的探讨［J］．科技信息，2012，08(35):326．
[关键词]计算机辅助设计；机械设计；应用
中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0281-01
1.前言
机械设计是一项复杂、细致和科学性很强的工作，机械设计过程也不是一成不变的。随着科学技术的发展，对设计的理解在不断地深化，设计方法也在不断地发展。计算机辅助设计是指通过计算机使用一些绘图软件来帮助设计师进行机械设计。随着科学技术的发展，计算机辅助设计在机械设计中运用越来越广。
2.计算机辅助设计在机械设计中的重要性
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机器生产的前提，同时也是决定机械性能的最主要因素，一部机器的质量及工作性能的好坏很大程度上取决于设计质量，狭义的机械设计仅指技术性的设计过程，广义的机械设计是指设计者根据使用要求和现有的条件，对机械的工作原理、结构、刚度和强度、各个零部件的材料和形状尺寸、以及方法、力和能量的传递方式等进行分析、构思和计算，并将其形成具体的描述以作为机械制造依据的工作过程。这不仅是一个创造性的工作，同时也是建立在丰富的成功经验基础上的工作，只有将两者结合起来，才能设计出高质量的机器。机械设计的所有步骤几乎都需要计算机的帮助。图形的编辑、修改，大量数据的计算和比较，对零部件动力、强度等方面的精确测试，都需要相应的计算机软件的支持。除了这些繁琐的工作可由计算机替代外，设计者还可以利用计算机进行虚拟样机的构建，也就是根据图纸，在计算机上制造一个模拟样机，对它的工作性能、受力情况、热度等各方面进行验证，根据出现的状况修改原设计，从而达到完善的程度。
3.计算机辅助设计在机械设计中主要应用的方面
计算机辅助应用虽然在机械设计中应用的非常广泛，但由于目前等一些相关因素的影响，计算机辅助设计主要应用在以下几个方面。
3.1 二维绘图方面的应用
绘图是机械设计中一个非常重要的方面，一直以来都是由设计师手工进行绘制，这就浪费了大量的时间，从而使得工作效率大大降低。而通过计算机，我们就可以来利用一些绘图软件进行操作，如PROE、CAD等，通过这些软件的使用，可以大大降低绘图的时间，从而使得工作效率提高，绘图的质量也大大提高。
3.2 渐开线直齿圆柱齿轮参数化建模
建模的具体过程如下：
1）新建一个.prt文件（在ProE中，.prt文件代表零件）。在建立该文件的时候，不同的行业最好使用各自不同的模板，因为在模板中定义了不同的单位、参数和出图格式等，所以在建模之前应先选择合适的模板，以便于后续工作的进行。
2）进行参数设置，参数不用设置太多，只需设置影响齿轮外形的6个参数就可以了。它们分别是齿轮厚度、模数、压力角、齿数、齿根圆角半径以及变位系数。为了方便起见，需要把这些参数设为实数型。此外，还要为这些参数设定一个初始值，其中变位系数的初始值最好设为0，因为使用不变位齿轮的机会比较多，对其他参数的初始值并没有具体的要求。具体步骤是：在菜单中选择Set Up（设置）Parameters（参数）Creat（创建）。
3）建模。为了确定渐开线直齿圆柱齿轮的外形尺寸，最好先画出基圆、齿根圆、节圆和齿顶圆。
4）画出渐开线。在ProE中画渐开线的唯一方法就是通过方程画曲线。具体步骤是：在菜单中选择CRV OPTIONS（曲线选项）From Equation（从方程），然后选择基准平面（与基圆在同一平面），接着选择坐标系，然后再设置坐标系类型为Cylindrical（柱坐标），最后在弹出的窗口中输入曲线方程如下：
r=module×num_teeth×cos（pressure_ang）/[2×cos（45×t）]
theta=tan（45×t）×180/pi-（45×t）
z=0
插入一个基准平面DTM1，通过坐标系原点以及渐开线与节圆交点，并垂直于渐开线所在的平面，然后再插入一个基准轴A-1；通过坐标原点并垂直于渐开线所在的平面，接着再插入一个基准平面DTM2，通过基准轴A-1，与基准平面DTM1形成一个夹角（该夹角的尺寸通过程序来确定），使用基准平面DTM2对刚才所画的渐开线进行镜像操作，这样齿槽的形状就确定下来了。
3.3 图形和符号的使用
在机械设计的过程中，我们需要利用大量的符号。如果我们利用计算机辅助设计，我们可以事先把要用到的符号编辑成符号库，这样就可以供我们随时调用，这样我们进行设计时就比较方便。另外，在机械设计的过程中，我们还经常遇到一些标准化的零件或者一些只是尺寸方面和标准化零件不同的两件，这样我们可以把标准化的零件编入库中，进行应用时只做一些数据方面的调整。
3.4 三维造型、工程分析和报表方面的应用
采用实体造型进行机械设计时，通过计算机对实体造型进行处理将会给我们的设计带来很大的方便，通过软件的处理，可以使得实体造型更加清晰的展现在设计师的面前。机械设计中我们所必须要进行的分析，我们也可以通过计算机辅助来完成，这将会使得分析更加简化，从而提高工作效率。在机械设计中，有些问题我们需要利用报表和文档等进行特殊的说明，这些也可以通过计算机辅助来完成。
4.计算机辅助设计技术在机械设计中的优势
4.1 与人脑思维相适应
机械设计师在进行设计时，一般是先构思、后表达，由于在脑海中构造的产品形状是立体的，因此通过三维实体模型反映产品的真实几何形状，更利于思维的表达。这样，机械设计师会有更多的时间和精力用于产品设计，而不再费神于产品的图形表达，更利于激发机械设计师的创新思维能力，实现设计的连续性。通过计算机辅助设计技术，可获得更直观、更利于理解的三维立体图，促进设计的深入性，扩展设计思维，便于沟通交流。
4.2 提高设计效率
通过应用计算机辅助设计技术，减少工作设计工作强度，缩短设计周期，提高设计效率。在使用计算机辅助设计的三维CAD系统时，开发全新机械设计，只需要对其中的部分零件重新设计与制造即可，而更多的零部件设计可以应用以往信息，这样极大提高机械设计的效率，降低设计难度。另外，计算机辅助设计系统的变型设计能力极强，可以实现快速重构功能，获得全新机械产品。
4.3 便于零件设计与修改
利用计算机辅助设计软件，可以实现在装配环境下的新零件设计，也可根据相邻零件的形状、位置等设计新零件，提高方便性、快捷性，同时确保新零件和相邻零件之间的有机融合，减少单独设计而产生的错误或者不兼容。另外，在修改零件过程中，也可利用资源查找器的某一命令来完成，在装配环境下也可以修改零件，只需要点击需要修改的零件即可，非常方便。
4.4 提高机械产品的设计质量
通过计算机辅助设计技术，例如设计优化、分析有限元受力情况等，确保产品的设计质量。另外，一些大型企业的数控加工工作日益完善，再加上计算机辅助设计技术的配合，在机械零件加工方面的效果良好，提高产品应用质量。
5.结语
目前，计算机辅助设计随着社会的变化发展也比较迅速，设计人员必须要根据设计技术和设计理念的不断变化及时的更新自己，使得自己能够掌握新的技术和理念，这样才能使得设计的质量得到提高，使得设计的产品能够满足激烈市场竞争的需要。
参考文献
[1] 马军.计算机辅助设计技术在机械设计中的应用探讨[J].煤炭技术，2011（5）.
关键词：计算机辅助设计；广泛应用；成组技术
中图分类号：TP31文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 24-0000-01
The Application of Group Technology and Computer-aided Design
Xiao Guangding
(Lishui University,Lishui323000,China)
Abstract:This paper out of which the development of computer-aided design,group technology-based,group technology and issues related to computer-aided design,analysis and research.Prove that the group been widely used in many companies in product design and more play the role of computer-aided design technology.
Keywords:Computer-aided design;Widely used;Group technology
我们知道近些年来计算机的辅助设计技术得到广泛的运用，很多的工程技术人员将这种辅助技术来从事产品的生产以及工程中的设计等，这种辅助技术对于绘图以及分析数据而言是一个有效的工具，对于工程设计以及产品生产全过程的实现完成自动化模式。近几年来针对于这种计算机的辅助技术的不足上，做了主要的分析研究，提出了成组技术与CAD技术两者结合，能够解决机械产品设计领域当中的问题缺陷。本文通过对这两种技术的主要分析，在领域当中的运用情况，来具体说说成组技术与计算机辅助设计技术结合的运用。
一、计算机辅助设计技术
这种CAD技术被人们广泛的运用于各大的设计领域中，其设计技术融合了计算机准确以及快速等优点，以及将设计者逻辑思维这几大点的能力综合起来的一种设计技术，有助于加快设计过程，对产品的生产周期也相对的减短了，大大保证了产品的质量。当今产品品类繁多批量又小而且更新的比较快，该计算机辅助设计技术正好迎合了当今社会的需要，这也是其广泛应用的原因。以前我国在很多的工业部门（比如机械、造船以及航空等）都使用着多种类型的图形显示器或是绘图仪来完成工程或产品的设计问题，近些年不断的引入CAD系统技术，使得其在一些重要的领域里独显神通，如在造船、飞机业中就能够看出广泛运用的趋势。但是在计算机辅助设计技术系统的开发中发现了一些问题的存在，总结出有以下三点：
第一点，需处理以及储存的数据量比较大：从普通的计算机辅助设计系统来看，因对设计目标应需的各大数据和图形处理上等而考虑，其是处理与储存的数据量是非常庞大的，对于通常的那种微机来说是不能够完成的，最少也要超过三百多微机同时处理才能够完成。你想这般耗时耗力并且其中的数据利用率又不高，要想更广泛来普及那也是有难度的。
第二点，其设计对象中“三化”水平不高：对于常用的普通的CAD系统的开发时，因为还存在另外的两个弱势，其不能够对以往设计出的产品以及其设计的资源进行一个总结也不能够进行优化工作，在下个产品设计中又不能够使用前面的设计资料。这显得计算机辅助设计技术同人工的设计没什么两样，又有人为因素的影响（每一位设计人员的设计经验以及决策水平不相同），使得设计出现多样化情况，不能形成统一的标准，进而使得“三化”水平很低。
第三点，产品设计过程当中其继承性比较差：一般情况中，在某个领域的产品设计里运用计算机辅助设计技术来完成，对于以往已通过实践证明是可靠的设计信息而不能检索出来，这样不能够重复的使用以往好的设计信息来完成，每一产品设计都需要从头进行，这样过程比较重复，也就大大降低了老产品和新产品之间的继承性。
综上所述，在计算机辅助设计技术系统的开发中，还是存在着一些缺陷，人们普遍关注其能够改进创新，尤其在产品中的设计出现多样化，使得很多生产环节出现一些困难，如生产准备以及工艺设计和产后的制造上等。这也影响着该技术系统的更广更深的推广。面对这种形式就对其以及相关的设计方法进行了分析探究，发现当中成组技术在产品实际设计问题上，如与CAD技术完美的结合的话，那就可避免以上一些弊端的出现，以下我们来主要进行下一步（成组技术）的分析探讨。
二、成组技术
对于成组技术而言，首先就要了解其主要的基本设计思想，它是通过事物之间的客观存在相似性，同时将这些的相似性的事物问题进行总结归类成为固定的一组，进而对归类的一组事物或问题进行分析寻找最佳的解决方案的一种设计方法。
就一个独立的企业而言，生产的不同产品当中有很多零部件彼此间都有很大的相似性的信息或是特征，那么也就可借助成组技术的设计方法和原理，可以对产品设计的形状、功能或是技术要求和尺寸等相关的设计信息资料，根据相似性的程度或内容对以上的信息进行归类，组成零部件的优秀设计组，接着可对这一组的零部件的相关方面（出现的频数或是相似性）进行分析，进而就研制出程度不同的产品标准化的设计规范来，可对其进行设计检索，组成一个全能的设计系统（GT-CAD）。以下我们举出一个实际的运用案例：
在某一工厂中，以气泵为主要产品，该有六个系列的二十几个产品为例，这些产品当中相似性是非常高的，像泵盖和泵体以及转子，从各个零部件的相关参数情况来看（形状、技术要求、结构以及功能等），发现都存在很大的共性。拿转子来说，转子这一族的零部件的相似性是很强的，但因过去设计里的随意性，几乎每一系列的产品转子的长度以及结构或直径出现不同，并且其中的槽数、槽宽以及槽深和槽偏心距等形状要素也没有固定的统一标准，从该工厂的实际零部件设计里发现其过度圆弧或密封槽等在设计当中严重存在随意性设计。
通过以上的实例证明了成组技术如能够很好的结合CAD技术，那就会极大的发挥出两者的优势，避免以上出现的问题。因此在未来的发展中GT-CAD系统会有更大的突破与创新。
参考文献：
[1]王志博.成组夹具的设计、效果和经济分析[J].成组技术与生产现代化,1984,1
[2]张传忠.成组技术对于改善企业经营管理的作用[J].成组技术与生产现代化,1984,2
[3]许香穗.顺序分枝法―零件归类成组的一种实用方法[J].重庆大学学报(自然科学版),1985,1
关键词：计算机辅助设计软件； 应用；阶段
Abstract: In this paper, the computer aided design concept and the development of each of the different design stage, analysis of the correct use of computer aided design software, thus more quickly, present architectural design results more perfect.
Keywords: computer aided design software; application; stage
中图分类号：G623.58
计算机辅助设计与制图，九十年代初逐步引入各大建筑设计院，开始作为建筑师施工图绘制的工具得到广泛的运用，随着专业建筑软件如天正建筑，在工程中的大量应用及其技术的成熟，现在几乎所有设计院的建筑设计人员都在使用计算机绘图。从建筑方案到施工图设计每一步都离不开计算机，这其实是不合理的工作方式，笔者从事建筑设计多年。在对计算机辅助设计分析的基础上，对设计每一阶段如何正确合理的运用计算机辅助设计软件来谈谈自己体会。
1计算机辅助设计概念及发展（简称CAD）
计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）即运用计算机软件制作并模拟实物设计，展现新开发商品的外型，结构，色彩，质感等特色。
CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。
CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。
这个领域刚开始的时候主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。在建筑设计行业中，计算机辅助设计主要被用来绘制施工图等图纸，从技术层面上讲，那时的CAD仅仅如针管笔一样，是绘图的工具罢了。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中有更有技巧的应用。现今，CAD已经不仅仅用于绘图和显示，它开始进入设计者的专业知识中更"智能"的部分。如在建筑设计中，我们可以利用计算机辅助设计软件对建筑设计本身进行各种校验和分析，比较常用的有日照分析、节能分析、风场及热辐射模拟等等。CAD从单纯的手的辅助工具逐渐成为设计师脑的辅助工具。
CAD从80年代开始在我国少数院所使用，由于当时的硬件性能以及价格的限制，并受制于CAD软件自身功能的不足与缺陷，人们还无法完全摆脱手绘制图纸。到90年代末由于软硬件性能的提高、完善，以及CAD技术的突出优点，使得CAD迅速在全国普及，大大推动了中国建筑设计业的发展。
CAD在建筑设计行业中的应用范围也不断扩展，并逐步渗透到建筑设计行业的各个领域和专业。在这样的发展历程中，建筑设计工作的效率及精确性得到了划时代的提高，建筑设计行业的效率也随之大幅提高，建筑设计行业所创造的价值不断攀升。
2 每阶段如何正确合理的运用计算机辅助设计软件
2．1方案设计阶段
方案设计起始阶段，需要建筑师繁复的感性和瞬间的思维，需要方案有多变的形式、需要对方案整体的把握、比例的控制，但由于电脑屏幕尺寸的限制，设计师机绘制时关注到的只能是设计的局部，对全局的把握有一定影响，使得整个建筑物的比例、体量失控，同时CAD的精确性要求其每一笔都要有准确的数据，使得方案设计中需要的模糊性、随机性被扼杀。建筑师好的灵感、好的创意不能表达出来，此时在计算机操作反而束缚了建筑师的思路。建议在方案构思阶段，建筑师们用专业基本功来传统的手绘草图。手绘的透视图、平面图、立面图往往更能被设计者迅速的扑捉到创意的闪光点、智慧的火花，从而创作出优秀的作品。
方案设计成熟阶段，此时可以运用草图大师也就是SketchUp辅助设计。SketchUp是为了开发创意以及合成信息所专门设计的一种软件。不同于 CAD，也不是传统的三维建模软件，它相对于 3DMax 和 Photoshop 来说，简单易学，运行速度快，建筑师很容易掌握软件的操作。它可以形象的展现方案，如规划地块的各单体之间的关系，单体体块之间的关系，能让建筑师很好的把控全局，补充思维局限，创作出好的作品。
方案设计展现阶段，设计师们的作品最终是需要以图文的形式表达给广大建筑的使用者的，而建筑是一门融科技、艺术、文化、哲学于一体的学科，如何能直接的、通俗易懂的把建筑师的抽象的设计理念传递给大众呢？这时就需要专业的三维绘制软件如3DMax和专业平面设计软件如Photoshop，绘制平面彩图、建筑效果图，三维动画图。计算机辅助设计软件绘制的图形，其透视关系、光影关系、建筑材料的质感，再加上树木、人、天空、汽车配景，可以惟妙惟肖的呈现设计的待建建筑在现实环境的场景，包括室外环境和室内空间。最后在方案表达上，通过文本的制作（Photo－shop），幻灯片的制作（PowerPoint），建筑三维动画的制作等，可以更系统、更全面的完成整个方案。
2．2施工图设计绘制阶段
施工图绘制阶段，现在设计院一般运用AutoCAD辅助设计软件。是一个功能强大、易学易用的软件。同时也是最早普及、最广泛运用的建筑师使用软件。最能体现计算机辅助设计的优越性，其出现大大降低了建筑师的劳动强度，缩短了设计周期。传统的用手绘，硫酸纸上画墨线图，需要专用的绘图桌、绘图板，高脚座凳，工作人员常常手里拿着几只不同粗细的墨线笔，丁字尺、三角板、曲线板等工具不停的在手里更换，而且一旦画错，修改非常费事，甚至从头来过，图面修修补补很是脏乱。用计算机辅助设计绘图则只用一台电脑，用一只鼠标就可以做想做的任何事情。AutoCAD绘图软件，有统一的线型库、字体库，配景库，使绘制出的图面整洁、规范。软件所提供的UNDO功能让不必担心画错，可以返回到画错之前的那一步。AutoCAD软件绘图真正做到方便、整洁、清洁、轻松。AutoCAD绘图软件设计在施工图绘制中发挥巨大的作用还在于，设计成果的重复利用，因其有强大的复功能。一些相近、相似的工程设计，尤其是详图构造部分，只要简单修改一下就行了，或者直接套用。每个单位可以建立自己统一的样图库，给规范出图，统一管理，提供了可能。AutoCAD绘图软件绘制的建筑设计图纸的精度真正提高到了毫米，而对于复杂、不规整平面的建筑图离开了CAD绘制，困难将是成倍增长。运用计算机辅助设计可以快速的将图形显示出来，使设计人员及时对设计做出判断和修改；利用计算机可以进行图形的尺寸标注、编辑、放大、缩小、平移和旋转等数据加工工作，大大减轻设计人员的劳动强度。
AutoCAD 绘图软件的产生，使得描图工种消失，CAD 软件可以将建筑图直接转成设备底图，使水、暖、电气等工程师们不用再在描绘设备底图上浪费时间。重复工作越多，这种优势越明显。
3．3 资料存档阶段
计算机辅助设计软件绘制的图形、图像文件可以直接存储在软盘、硬盘上，资料的保管，调用极为方便。你可以将设计项目刻录成光盘，数据至少可以保存 50 年。现在还可以将以前的图纸通过扫描仪，数字化仪输入电脑，避免资料因受潮、虫蛀以及破坏性查阅成的不必要损失。电子文件归档使得工程设计成本降低15％－30％；产品设计周期缩短30％－50％；设备利用率提高2－3倍；产品质量提高5－15倍；加工过程减少30％－60％。其中人工成本降低 5％－20％，大大提高了工作效率。
4 结束语
综上所述，计算机辅助设计技术的产生和运用，给建筑设计行业带来了巨大变化，使建筑设计能很快和国际接轨，为广大建筑师们开拓了设计视野、提高了绘图质量，缩短了设计周期。建筑师们在缩短设计周期和提高设计质量同时又需要正视它的局限性，善用其长处。也就是设计者把复制、计算、画图、数据存储和处理等繁重工作交给计算机完成，而把主要精力用于方案的概念性、创造性的构思，施工图节点构造的设计，在每个不同的设计阶段正确使用计算机辅助设计软件，来更快捷、更完美的呈现建筑设计成果。
参考文献
1. 申晓辉.计算机辅助设计在建筑设计中的运用[J].福建建筑.2001(05)
2. 岳德义.计算机辅助设计在建筑设计中的若干技术问题研究[J].哈尔滨工程大学.2007(05)
关键词：计算机辅助设计；日用陶瓷；子型
中图分类号：J033 文献标识码：A 文章编号：2095-4115（2013）10-58-3
“技随时代”，就陶瓷设计方法而言也是必然，随着20世纪初计算机的问世，它逐渐成为人们生活、工作中不可缺少的必备工具之一，其后的发展对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，人们对计算机能力的认识也在不断深入，在陶瓷设计领域计算机辅助设计技术的运用也呈现出明显的优越性。作为一项具有悠久历史的传统设计门类，日用陶瓷设计逐步开始以计算机为设计工具，结合艺术之美，为该产业带来巨大的效益，开拓了一片全新的发展空间。计算机的加入，无论是在产品构思、结构分析还是模型制作方面都为现代日用陶瓷设计带来巨大的便捷与飞跃。随着这股技术革命浪潮，日用陶瓷设计的方法与工艺日趋现代化，不断地向着创新、高效和多样化的特点发展。
一、日用陶瓷造型设计中计算机辅助设计常用软件
随着技术的发展，日用陶瓷造型中的计算机辅助设计可以运用的软件越来越多，每种软件都有各自不同的特点，在设计时针对不同的设计理念运用软件可以起到事半功倍的效果。
（一）Rhino
Rhino是美国Robert McNeel & Assoc.开发的PC上强大的专业3D造型软件，它可以广泛地应用于三维的动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域。在这些领域必定有一个或多个环节运用计算机进行辅助设计，它能轻易整合3DS MAX与Softimage的模型功能部分。能输出obj、DXF、IGES、STL、3dm等不同格式，并适用于几乎所有3D软件，对增加模型生产效率有明显效果。Rhino可以创建、编辑、分析和转换NURBS曲线、曲面、和实体，并且在复杂度、角度和尺寸方面没有任何限制。
Rhino的特点是无量化的概念建模，不需要很精确的数据资料，就可以快速地将平面草图绘制成立体模型，使设计师在相对短的时间内在三维空间中完善自己的设计方案。在造型方案确定后，通过某一部件的尺寸进行等比例的调整，就能确定整件产品的全部尺寸，方便快捷，大大增加了日用陶瓷设计中造型形态的多样性和可能性。
Rhino在渲染方面较为薄弱，虽然它带有一些有用的渲染功能，但不是主要功能，并且利用Rhino不能生成带有注释和标识的二维图形。
（二）3D Studio Max
3D Studio Max，常简称为3ds Max或MAX，是目前最被人们熟知的三维建模软件，它是Discreet公司开发的同样基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，由于它强大的渲染功能，现在被广泛的运用在室内设计行业中，3ds Max 中的iray渲染器能使最终的设计方案有更逼真的呈现。它在曲面的绘制和操作上虽然没有Rhino快捷高效，但它的优势在于其拥有众多的使用者，交流方便，在各种教程和资源的共享下容易上手，便于初学者的学习。
（三）Pro/Engineer
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件，以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的工业设计行业中有着广泛的运用，大部分产品设计公司都要求设计师熟练掌握该软件的运用。
什么是参数化？相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。
Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽壳（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。Pro/Engineer比较适合成套产品设计，但在曲面设计方面没有太多优势。
二、日用陶瓷设计中计算机辅助设计的优势
在设计中许多变幻丰富的造型难以得到实现，大都仅停留在图纸上，很大一部分原因是无法准确的制作翻模所需的子型。传统日用陶瓷的原型全部采用手工制作的方式，在面对一些不规则造型时，只能运用有限的尺规计算和依靠模型师傅对形态的感知能力来进行制作。由于个人感知能力的差异，从图纸到子型容易出现较大偏差，结果常常差强人意，达不到最初的设计构想，只能通过不断地修改来进行调整，这无疑将花费大量的重复劳动时间和人力。子型的制作质量直接影响陶瓷成品的优劣，所以子型是否能准确的呈现设计构想对于日用陶瓷的制作十分重要。在传统的陶瓷设计和制作过程中，往往要等产品出样后才能一观全貌，发现缺陷后，必须从子型开始修改，这就导致了设计周期的延长。由此可以看出，传统的日用陶瓷子型的设计和制作是一项繁重且低效的手工劳动。在当今日益激烈的市场竞争下，这个问题必须得到解决，以便缩短开发周期，提高产品质量，更快更好地推出新产品。
计算机辅助设计可以较好地解决这个问题。设计师在完成草图阶段后运用3D建模软件绘制立体的三维模型，从平面的点、线、面的编辑到三维空间的立体曲面，最大限度的将设计更逼真更生动的展现出来，产品在从二维向三维的转换过程中，设计师可以在任何阶段和对任何一根造型结构线进行编辑和调整，不断完善产品形态，直到获得最优方案。方案确定后，设计师根据产品的最终效果赋予模型不同的肌理，通过设置不同的光源和环境来达到最逼真的效果表现。完成后的计算机模型可以直接通过3D打印机或CNC数控机床制作出产品模具。计算机辅助设计的高效率、低能耗，大大缩短了产品设计周期，促进了日用陶瓷设计在造型上的突破和创新，让设计师有了更大的发挥空间和将更多的时间和精力投入到产品设计中。
当然，计算机辅助设计的介入对日用陶瓷设计的影响还不止于此，更重要的是它为日用陶瓷设计的创新和发展带来了更多新的可能和尝试，许多传统制作手法无法实现的造型形态，在计算机的强大功能下得以呈现。
三、计算机辅助设计所带来的日用陶瓷形态上的革命性变革
从下面几个例子我们可以看到计算机辅助设计为日用陶瓷的产品形态所带来的各种新的可能。
（一）形的融合
作品《奇观》（图1）的设计构思是将两种不同的瓶型巧妙地融合在一起，生成全新的设计造型。这样的设计理念所产生的产品形态是无法通过传统陶瓷制作方式来完成的，因为两种器型在相交时所产生的结构线必须通过计算机数据精确计算才能呈现出完美的结合形态。作品《奇观》是通过计算机运用3D建模软件将设计造型表现出来（图2），在立体的三维模型中进行修改和调整，而后使用CNC直接制作出生产所需的石膏模具，这样的话通过模具生产出来的产品百分之百的还原了计算机的三维模型，同时也是设计师设计构思的准确呈现。
（二）形的咬合
作品《我们》（图3）是通过器型叠加的方式设计出的一款多功能花器，该作品是这样的容器――没有所谓的“正”与“反”，也就是没有所谓的“口”或“底”。你可以将它当做花器，但是倒置过后，它也可以是烛台或果盘。作品的制作难度在于两个花器间的契合度的把握（图4）。由于花器口部、底部与瓶身结构线都不是平面的同心圆，所以如果有偏差就会导致两个器型无法重叠，并且在烧制过程中也容易变形。传统陶瓷制作工艺在制作规则的同心圆器型上较为容易和快捷，但在偏心圆造型上则要耗费大量的时间和精力，且最后的模型契合度也无法达到计算机的精确性。
（三）复杂精密形态
艺术家Michael Eden运用计算机辅助设计为我们呈现出一组美轮美奂的数字化陶瓷作品（图5），这组作品最先带给我们的是一种视觉上的震撼，这种高密度的精密形态在传统陶瓷产品设计中从未有过，无论是在设计和制作都是传统陶瓷制作工艺所很难实 现的。作品设计初期，仅在二维的图纸上很难呈现出作品的全貌，设计师必须在三维的计算机模型中进行构思、设计、修改和完善，这不仅能更客观更全面的了解设计进度和设计效果，还能进一步激发设计师的创作思维，不断深化设计。
最后，作品通过3D打印技术和后期的手工艺相结合，完美的展现在观众面前。
（四）参数化
这款动物造型麦片碗（图6）是由法国Bernardaud公司的女性设计师Geraldine de Beco所设计的，作品乍看之下除了带有艺术气息的螺旋内部结构似乎和动物造型扯不上关系（图7），但将牛奶倒入碗中后，牛奶的形状就显现出动物造型，这是一个十分有趣的设计创意。同样，这个作品离不开计算机的辅助设计，首先，根据最后想要显现的动物图案进行参数设制，通过滑动结构控制参数条调节控制点来动态控制图形界面中的动物轮廓线，然后运用软件运算建立动物形状到圆形底部的连接曲面，生成后的曲面可以通过调节曲面结构线来达到理想的艺术形态。如果没有计算机的辅助，仅凭设计师的抽象思维，很难准确地将设计创意表现出来。
四、结语
计算机辅助设计在日用陶瓷设计中的运用和普及是设计发展的必然趋势，它在日用陶瓷设计中的不断探索，促使着陶瓷产品造型的创新与完善。时代的变革赋予了设计师新的使命，他们既要具备较强的造型艺术表现能力和审美能力，又要了解当代计算机科技领域新动向，掌握现代计算机辅助陶瓷产品设计的基础知识和操作，打破艺术与技术的界限。
计算机辅助设计通过和3D打印技术的有效结合，使日用陶瓷设计展现出更加丰富的表现形式，满足人们生活中的多元化需求，将设计师从繁复、缓慢和重复性的劳动中解放出来，使他们可以大胆的想象、假设和创作更多丰富而有趣的陶瓷产品。计算机所带来的新的造型语言，促使人们去不断的探索和创造更为理想的形式表现，更好的将科学与艺术融为一体，促进日用陶瓷产业发展。
参考文献：
[1]隋盈盈，余勇.虚拟设计在现代陶瓷设计中的应用[J].江苏陶瓷，2010，（01）.
[2]吴冷杰.计算机辅助设计是现代陶瓷产品设计发展的必然趋势[J].中国陶瓷，2005，（01）.
[3]刘惠芬.数字媒体应用教程[M].北京：机械工业出版社，2008.
[4]杨志.试论计算机辅助设计在陶瓷艺术设计中的优越性[J].景德镇陶瓷，2002，（03）.
购物车(0)