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[摘 要]简述数字化设计在制造业中的重要性，阐明数字化设计技术内涵，分析机械制造数字化设计的发展历程。[关键词]机械技术；数字化设计；计算机；CAD。
中图分类号：F416.44文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0084-01
1、引言
随着全球经济一体化的进程加快以及信息技术的迅猛发展，现代制造业企业环境发生了重大的变化，其变化的主要特征为：产品生命周期缩短；交货期成为主要竞争因素；用户需求个性化，多品种小批量生产比例增大。与此同时，现代制造业随之出现了适应这种发展的新模式和新哲理，其核心在于：在制造企业中全面推行数字设计与机械技术，通过在产品全生命周期中的各个环节普及与深化计算机辅助技术，系统及集成技术的应用，使企业的设计、制造、管理技术水平全面提升，促进传统机械产业在各方面的技术革新，使企业在持续动态多变、不可预测的全球性市场竞争环境中生存发展并不断地扩大其竞争优势。
2、机械数字化设计的内涵
机械数字化设计与制造主要包括用于企业计算机辅助设计CAD数字化仿真及其相应文档的设计建立。机械数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程与优化等。归纳起来就是产品建立模块是基础，优化设计是主题，机械数据化技术是工具，数据管理是核心。
通过对CAM及其与CAD集成技术与机械工具的研究，制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠性获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得以解决，促使机械数字化制造技术得以迅速发展。
3、机械制造数字化设计的历史变革
从产品设计的发展来看，在各个发展过程中的重点是不同的，过去重视零件，重点放在机械开发和制造上；今天注重的是原型，重点放在产品的形成过程；将来注重的产品，重点放在产品全生命周期。
3.1 二维CAD技术发展
进入六十年代，CAD技术随着在计算机屏幕上绘制变为可行而开始迅速发展。人们借助此项技术来摆脱繁琐、费时、绘制精度低的传统手工绘画。这时CAD技术的出发点是用传统的三视图方法来表达零件，CAD的含义仅仅是图板的替代品，以二维绘图为主要目标的算法一直持续到七十年代末期。
3.2 曲面造型技术及三维CAD系统发展
六十年代出现的二维CAD系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系，由于缺乏形体的表面信息，CAM及CAE均无法实现。七十年代飞机和汽车工业的蓬勃发展给三维CAD带来良好的机遇，法国达索机械制造公司在二维绘图的基础上，开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出三维曲面造型系统CATIA，标志着计算机辅助设计技术从单纯的模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述机械产品零件的主要信息，同时也使CAM技术的开发有了现实的基础。曲面造型系统第一次为CAD技术带来革命。
3.3 实体造型技术与三维CAD系统发展
由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达机械零件的其它特征，如质量、重心、惯性矩等，美国NASA公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件，实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，有助于统一CAD
CAE、CAM的模型表达，给设计带来方便，代表着未来CAD的技术发展方向。
3.4 参数设计技术与三维CAD系统发展
进入八十年代中期，CV公司提出了一种比无约束自由造型更新颖的算法：参数化实体造型方法。其特点是：基于特征、全尺约束、全数据相关、尺寸驱动设计修正。但在参数化技术发展初期，参数化技术相对落后，因而被CV公司否决。该软件是第一个采用参数化技术的CAD软件，第一次实现了尺寸驱动零件设计修改。直到九十年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现其在許多通用机械零件、零部件设计上存在的简便易行的优势。
4、结语
数字化设计技术面世伊始，受到了发达工业国家、有关科研机构和大学、世界上许多著名大公司的极大重视。许多著名机械制造商立即将数字化设计技术引入各自的产品开发中，取得非常好的经济效益。我国机械制造与自动化领域“十五”计划及2015年远景计划也十分重视数字化设计技术的应用，将其列入今后攻关和推广的重点方向和关键技术之一。
参考文献
[1] 王丽娟，宁汝新.数字化制造中的PDM与CAPP集成技术[J].上海造船，2009，30（2）：10-13.
[2] 马长青，刘贤喜，瑞雪.三维CAD技术及其系统开发[J].机械，2009，31（3）：29-31.
[3] 郑立，李志忠，等.先进制造技术与数字化制造[J].机械制造，2008（7）：5-8.
中图分类号：F416.44文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0084-01
1、引言
随着全球经济一体化的进程加快以及信息技术的迅猛发展，现代制造业企业环境发生了重大的变化，其变化的主要特征为：产品生命周期缩短；交货期成为主要竞争因素；用户需求个性化，多品种小批量生产比例增大。与此同时，现代制造业随之出现了适应这种发展的新模式和新哲理，其核心在于：在制造企业中全面推行数字设计与机械技术，通过在产品全生命周期中的各个环节普及与深化计算机辅助技术，系统及集成技术的应用，使企业的设计、制造、管理技术水平全面提升，促进传统机械产业在各方面的技术革新，使企业在持续动态多变、不可预测的全球性市场竞争环境中生存发展并不断地扩大其竞争优势。
2、机械数字化设计的内涵
机械数字化设计与制造主要包括用于企业计算机辅助设计CAD数字化仿真及其相应文档的设计建立。机械数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程与优化等。归纳起来就是产品建立模块是基础，优化设计是主题，机械数据化技术是工具，数据管理是核心。
通过对CAM及其与CAD集成技术与机械工具的研究，制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠性获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得以解决，促使机械数字化制造技术得以迅速发展。
3、机械制造数字化设计的历史变革
从产品设计的发展来看，在各个发展过程中的重点是不同的，过去重视零件，重点放在机械开发和制造上；今天注重的是原型，重点放在产品的形成过程；将来注重的产品，重点放在产品全生命周期。
3.1 二维CAD技术发展
进入六十年代，CAD技术随着在计算机屏幕上绘制变为可行而开始迅速发展。人们借助此项技术来摆脱繁琐、费时、绘制精度低的传统手工绘画。这时CAD技术的出发点是用传统的三视图方法来表达零件，CAD的含义仅仅是图板的替代品，以二维绘图为主要目标的算法一直持续到七十年代末期。
3.2 曲面造型技术及三维CAD系统发展
六十年代出现的二维CAD系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系，由于缺乏形体的表面信息，CAM及CAE均无法实现。七十年代飞机和汽车工业的蓬勃发展给三维CAD带来良好的机遇，法国达索机械制造公司在二维绘图的基础上，开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出三维曲面造型系统CATIA，标志着计算机辅助设计技术从单纯的模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述机械产品零件的主要信息，同时也使CAM技术的开发有了现实的基础。曲面造型系统第一次为CAD技术带来革命。
3.3 实体造型技术与三维CAD系统发展
由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达机械零件的其它特征，如质量、重心、惯性矩等，美国NASA公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件，实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，有助于统一CAD
CAE、CAM的模型表达，给设计带来方便，代表着未来CAD的技术发展方向。
3.4 参数设计技术与三维CAD系统发展
进入八十年代中期，CV公司提出了一种比无约束自由造型更新颖的算法：参数化实体造型方法。其特点是：基于特征、全尺约束、全数据相关、尺寸驱动设计修正。但在参数化技术发展初期，参数化技术相对落后，因而被CV公司否决。该软件是第一个采用参数化技术的CAD软件，第一次实现了尺寸驱动零件设计修改。直到九十年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现其在許多通用机械零件、零部件设计上存在的简便易行的优势。
4、结语
数字化设计技术面世伊始，受到了发达工业国家、有关科研机构和大学、世界上许多著名大公司的极大重视。许多著名机械制造商立即将数字化设计技术引入各自的产品开发中，取得非常好的经济效益。我国机械制造与自动化领域“十五”计划及2015年远景计划也十分重视数字化设计技术的应用，将其列入今后攻关和推广的重点方向和关键技术之一。
参考文献
[1] 王丽娟，宁汝新.数字化制造中的PDM与CAPP集成技术[J].上海造船，2009，30（2）：10-13.
[2] 马长青，刘贤喜，瑞雪.三维CAD技术及其系统开发[J].机械，2009，31（3）：29-31.
[3] 郑立，李志忠，等.先进制造技术与数字化制造[J].机械制造，2008（7）：5-8.