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计算机辅助设计及工程分析范文1
关键词：计算机辅助设计；机械设计；应用探讨
中图分类号：TH122 文章编号：1009-797X(2016)06-0108-02
在信息科学技术高速发展的推动作用下，计算机辅助设计技术的发展为我国机械制造业的发展提供了一定的技术支持，同时也简化了机械设计行业的工作流程，为机械设计提供了巨大的方便。鉴于此，市场经济竞争日益激烈的大环境背景下，机械设计人员应增强时代认识，充分意识到计算机辅助设计技术在机械设计中的应用优势，摒弃传统的绘图方法，积极引进计算机辅助设计技术，设计高质量的机械产品。
1计算机辅助设计在机械设计中的应用优势
1.1保证了机械产品的质量
计算机辅助设计软件系统中的系统模型能够对机械产品的参数进行精确、精准的调整，为机械设计提供精确的设计基础。除外，计算机辅助设计软件还融合了结构系统和力学体系等物理内容，利用这种技术设计出来的机械产品不仅精确，而且承受力也能够得到科学保证。可见，通过计算机辅助设计在机械设计中的应用，能够有效保证机械产品的质量。
1.2缩短设计周期，提高工作效率
系统开发人员在计算机辅助设计软件中通过编程输入了相关的参数，机械设计工程师只需要在设计的过程中进行简单的选择，就可以找到有关参数。相比于传统的绘图方式，这种融入了计算机辅助设计技术的设计方式大大缩短了设计工程师的设计周期，机械设计的工程效率也获得了极大程度的提升。除此以外，计算机辅助设计软件开发人员还能够根据机械设计工程师的需要，把工程师的预想模型用编程的形式导入软件中，那么设计工程师在进行机械设计时，就能够快速找到所需模型，设计的工作效率也得到有效提高。
2计算机辅助设计在机械设计中的应用分析
一般来说，设计、建模、协同、集成、仿真是构成计算机辅助设计的五大要素。其中，计算机辅助设计还包括了优化设计、分析有限元、计算机仿真等内容。现阶段，计算机辅助设计在我国各大行业中的应用已日趋成熟，在计算机技术兴起的最初时期，计算机辅助设计技术还只是局限在计算机辅助绘图领域。在现代化科学技术与设计理念的不断升级与更新下，计算机辅助设计已逐步发展成为涵盖了概念设计、计算机仿真与分析、智能CAD等技术的新领域，并在机械设计行业中取得了突出的成绩。以下就计算机辅助设计在机械设计中的应用进行分析：
2.1在绘图中的应用
传统的机械设计绘图一般是由设计人员手绘完成，绘图效率及其质量可想而知。而利用计算机辅助设计技术配合使用专门的绘图软件，不仅能够存放一些使用率较高的符号、图形，以方便设计人员进行图形绘制时直接调用，还可以方便设计人员对设计图纸进行快速调整，绘图准确性及绘图效率都得到了大大的提高。再有，机械产品的零件构造较为复杂，有标准与非标准之分在设计的过程中一般会涉及到大量的数据、参数计算。譬如说，在开发参数化绘图软件、直线共轭内啮和齿轮泵轮设计时，往往会选用计算机辅助设计系统中的AutoCAD、VisualBasic平台，采用人机对话的方式，对零件中的参数进行修改设计，以提高齿轮泵轮、直线共轭内啮的性能。除外，机械设计工程师还可以利用软件中的一些工具对图像的尺寸进行设置，在计算机辅助设计软件的帮助下，设计出的图像尺寸将会跟家标准，而且绘图的速度也会大大提高。
2.2在三维造型中的应用
三维造型是机械设计的重点和难点，在机械设计中具有较高的应用率，尤其是实体造型设计，在机械设计中更为常见。在计算机辅助设计软件当中，三维建模技术是当前使用最为广泛和普遍的技术，特别是线框模型、表面模型以及实体模型。在机械设计工程中进行三维造型设计时，其最主要的理念就是对建模设计实现参数化和变量化的设计。传统的三维造型设计中，难以实现对建模技术的三维化处理，而利用计算机辅助技术可方便的对实体造型进行处理。机械设计工程师可以根据设计的需要，把实体造型进行相应的分解和组装，并利用计算机辅助技术软件对这些实体进行三维处理，以勾勒出实体造型的三维模型，最终把设计当中的误差降到最低。
2.3在机械设备中的应用
机械模具的设计是机械设计中最为重要的环节之一。计算机辅助设计技术的应用，能够帮助设计工程师了解注塑模具的特点，从而根据特点设计出适合的冷却系统、模具结构以及成型零件工件，增强模具设计的快捷性、准确性。同时，设计人员还可以利用计算机辅助设计技术，对机械模具造型进行论证与分析，及时发现模具造型设计中存在的不合理之处，针对性的加以改进，为后期机械产品的生产提供精确的参考。以汽车覆盖模具设计为例进行分析。汽车的覆盖模具设计质量的优劣程度对汽车的整体设计制造产生着极其严重的影响。倘若机械设计工程师所设计的汽车覆盖模具图纸与实体模型之间存在较大的差异，这不仅会引发返工问题，延长设计周期，还会增加机械制造成本，降低效益，从而降低企业在市场上的竞争力。针对这种情况，机械设计工程师可以把计算机辅助设计技术应用到机械模具的设计工作中，采用计算机辅助技术，对模具造型进行论证和分析，针对当中存在的错误参数进行有效的修改和完善，从而避免返工问题的出现，提升机械设计的工作效率。例如：在设计汽车的车门时，就可以采用计算机辅助设计技术建立一个三维立体模型，并对模型进行数据测量，根据测量所得的数据，对车门进行自动化控制和加工，从而提高产品的生产效率。
2.4在机械系统参数设计中的应用
机械系统参数是机械设计的内容之一。计算机辅助设计在机械设计中的应用，除了可以计算传统的牵引性能外，还可以计算液压系统的速度、刚度、参数校核、系统效率等等。譬如说：机械设计工程师在汽车的车身上做一些深入设计时，首先需要获取机身系统的几何模型，然后运用三坐标测量机对系统的机构进行分析，再使用特定的测量方法采集系统内部的数据，运用相关测量设备对数据进行参数校核，以迅速完成汽车车身的系统设计及加工。
2.5在设计二次开发中的应用
随着社会对机械设计要求的不断提高，现阶段单一的机械产品已难以满足社会的发展需要。为设计出更多满足社会生产的产品，有必要对机械设计进行二次开发。VBA、AutoLisp由于自身具备了使用方便、操作简单的优势，已成为了当前应用较为广泛的计算机辅助设计技术。然而，由于VBA、AutoLisp这两种设计工具的兼容性不强，设计人员在开发使应注意根据实际情况进行选择，以满足客户对机械设计的特殊要求，提高机械制造业的市场竞争力。
3结语
实践证明，通过计算机辅助设计在机械设计中的应用，能够很好的满足社会发展对机械设计行业的需求。为此，有关部门单位应增加对计算机辅助设计在机械设计中的应用研究，不断提高机械设计水平，以更好地为机械制造业及社会服务。
参考文献：
[1]孙凤.计算机辅助工程在机械设计中的应用[J].硅谷，2011年17期.
计算机辅助设计及工程分析范文2
近几年计算机技术的飞速发展使得它在各个领域中的地位越来越显著，应用越来越广泛，在机械设计过程中也逐渐地引入了计算机技术。在计算机技术中有一种单独的辅助设计技术用来辅助各种设计工作，计算机辅助设计技术使得机械设计更加简单高效。机械设计领域自从有了计算机技术的加入开发周期大大降低，企业的经济效益大幅度提高，本文简要介绍了计算机辅助设计技术对机械设计产生的重要作用及计算机辅助设计技术在机械设计中的广泛应用。
【关键词】
计算机辅助设计技术；机械设计；应用
1.计算机辅助设计技术对机械设计产生的巨大影响
计算机技术自从开发出来就引起了人们的极大关注，并且迅速占领市场，在世界上掀起了一场技术改革风暴，现在计算机技术已经悄然潜入人们生活的方方面面，成为人们日常生活中不可缺少的一部分。而计算机辅助设计技术是指通过程序员编程设计一些绘图软件，设计师们利用绘图软件进行设计工作。在机械设计中一个大型机械的设计往往需要画很多的设计图，传统的机械设计都是设计师手动绘制设计图纸，这不但要求设计师具有良好的绘图功底，并且需要消耗大量的时间和精力，如果设计思路中出现了一些误差，想要修改就要重新绘制图纸，极大地浪费了设计师的精力，而有了计算机辅助设计技术设计师只需要学习简单的软件操作就可以快速完成设计图纸的绘制，大大地缩短了图纸的绘制时间，减少了设计师的精力，使工作效率极大提高，并且设计师可以根据自己的思路调整及时地在软件上进行修改操作，有效提高设计产品的质量，并且设计师也可以通过软件模拟设计产品，及时发现产品设计中的不足，使设计产品更加合理。机械设计通常需要很多的步骤，传统的手绘图纸工作量很大，现在全部可以通过计算机辅助设计技术实现，极大地减少了工作量，提高了工作效率。计算机辅助设计技术经过多年实践已经相对成熟，在机械设计中大量应用，对机械设计产生了巨大影响。
2.机械设计中主要应用计算机辅助设计技术的方面
2.1计算机辅助设计技术可以有效进行二维绘图
机械设计中经常会用到绘图，图纸在设计中占有重要地位，计算机辅助设计技术可以让设计师使用一些绘图软件绘制图纸，比如PROE、CAD等软件都可以有效绘图，这样就使得图纸绘制的时间大大减少，图纸的质量也可以保证，设计师的工作效率也能得到提高。
2.2使用计算机辅助设计技术进行建模
建立一个渐开线直齿圆柱齿轮参数化模型要经过一下步骤：（1）渐开线直齿圆柱齿轮参数化模型通常采用的是.prt文件，但是.prt文件有很多模版，不同的行业使用的不一样，因为不同模版的单位、参数和出图格式不一样，因此必须选择合适的模版；（2）设置模型参数，主要是齿轮厚度、齿数、变位系数、齿根圆角半径、压力角和模数，这些参数都有一个初始值；（3）根据基圆、节圆和齿根圆等建立一个模型；（4）使用ProE软件使用方程画出渐近线。
2.3图形和符号使用更方便
机械设计通常会使用到大量的符号，设计师需要牢记这些符号，在实际使用过程中还是容易混淆，但是有了计算机辅助设计技术的帮助，我们可以把这些符号编成符号库储存在电脑中，使用起来非常方便。并且我们也可以把一些经常使用的标准化零件编入一个库中储存起来，绘图时候稍加调整就可以使用了。
2.4计算机辅助设计技术也可以用在三维造型和工程分析中
传统手工绘制图纸的三维立体效果很差，但是计算机处理出来的实体造型效果明显，立体感觉很强，设计师可以清晰的看出立体构型。计算机也可以进行辅助分析，这样分析起来更加方便，通常可以制成报表和文档等方便查看。
3.在机械设计中计算机辅助设计技术的优势
3.1计算机辅助设计技术大大缩短了机械设计的周期
以前设计一个机械往往要花费设计师大量的时间，特别是一些机械零件的几何结构非常的复杂，用手工绘制图纸的时候难度很大。计算机辅助技术可以很好地解决这个问题，因为使用计算机软件可以使用简单地几何体组合成复杂的结构，这样机械设计的速度就能大大提高。
3.2计算机辅助设计技术可以更加方便地设计和修改零件
有时候设计出的零件不能满足实际情况，因此需要调整零件设计，传统设计方法修改起来非常麻烦，需要重新进行图纸绘制，而在计算机软件中修改非常方便，可以提前试验零件，确保零件可以满足实际需要。并且通过计算机软件我们能够看到零件设计的过程，可以很容易地看到出现问题的部位，再根据问题进行修改。
3.3计算机辅助设计技术可以看出零件装配过程
相同的零件经过不同的装配过程会产生不同的效果，计算机辅助可以把零件装配后的效果演示出来，可以及时调整错误的装配流程。计算机辅助技术还可以展示出零件的运动，这样就可以及时地调整其中不合理的部分，使得零件的安装和调配更加合理，最后提高机械设计的质量。并且计算机辅助设计技术还可以与其他先进技术结合设计出更加完善的作品。
4.结语
综上所述，计算机辅助设计技术作用巨大，在生活中很多领域都有应用，而在机械设计中的作用也非常突出。计算机辅助设计技术自从应用在机械设计中，极大地提高了设计师们的工作效率，大大减少了设计周期，并且设计出来的作品也更加完善。
作者：寻耿 单位：湖南省浏阳第一中学
参考文献
计算机辅助设计及工程分析范文3
关键词：计算机辅助设计；案例法教学；AutoCAD；工业工程
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0156-02
一、引言
计算机辅助设计技术越来越深入地影响到每个社会生产制造领域，在建筑业、制造业、煤矿生产企业等各领域中发挥着越来越重要的作用。其中由AutoDesk公司开发的AutoCAD软件由于其强大的绘图功能以及应用的广泛性，而在各高校得到了普遍的推广学习。我校在矿业学院、安全学院、机电学院等的相关专业均开设AutoCAD软件的教学课程，在提高学生的实践动手能力，计算机应用水平，更好地将个人技能与社会需求相结合等方面发挥了重要的作用。我院的工业工程专业在学生培养上注重提高学生的创新能力和实践能力，注重理论与实践相结合的综合能力培养。由于各类生产企业对人员的计算机辅助设计能力要求日益普遍，AutoCAD已经成为个人工作中必需的基础技能，因此，从专业培养的角度而言，加强对AutoCAD教学方法的研究，提高学生在计算机辅助设计方面的综合能力也就变得愈加重要。
二、研究现状
AutoCAD软件绘图功能强大，特别是在二维图形精确绘制方面，绘图优雅，操作灵活多变，掌握合适的绘图技巧后，可以极大地提高工作效率，从而为各领域的工作人员所青睐。与此相对，该软件也存在命令繁多、知识点零碎、使用不同绘图思路对绘图效率影响大等困难。特别是对新接触计算机绘图的学生，形成使用计算机辅助设计的思维也存在不同程度的困难。
在计算机辅助设计的教学中经常会出现上课时讲授效果很好，但由于知识点零散，学生又无法实时地进行操作练习，所以，会导致两种情况：一是，仅在思维理解上明白如何绘制以及能实现何种绘制效果，但在上机实际操作时很生疏，无法成功的绘制图形；二是，学生对各零散的绘图知识点可以熟练掌握，但无法将这些知识点进行融会贯通，即缺乏从宏观上分析图形，再综合使用各知识点的能力锻炼。
目前，许多教学人员对计算机辅助设计的课程教学进行了各个方面的探讨和尝试。鲁泳等[1]针对计算机辅助设计课程教学过程中实时互动不足、难以实施针对性的个性化教学等困难，提出了利用网络教学辅助传统教学方式的有益尝试。张鹏等[2]结合计算机辅助设计教学的实际特点，探讨了计算机辅助设计课程教学中的建构主义教学模式。建构主义教学模式中注重问题情景的创建，强调学生的自主学习和协作，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。
也有很多教学人员将案例教学方法引入计算机辅助设计的课程教学中。案例教学法中，通过提供经典案例，使学员处于决策者般的情景中，进行审视、分析并拟定个案的处理方针，该方法在管理类课程的教学中被广泛使用。当然，该方法的实际应用也存在许多困难，一方面因为一幅图的绘制并不一定是按教学顺序可以完成，另外就是图形的整体性较强时，可能使得图形的内部耦合度较高，如果前期绘制存在问题，可能直接导致后面的绘图无法进行。本文认为，可以针对部分章节构造案例，以提高案例设计的灵活性。
计算机辅助教学需要求将课堂教学和上机操作相结合，以培养学生的实际操作能力，杨青[3]将PBL（Problem Based Learning）教学法引入计算机辅助设计的教学，强调以学生为中心，以问题为基础，在教师的启发指导下，以自学和小组讨论的形式进行授课。结合这一思路，在上机教学时，我们采用分组教学的方式对学生在上机过程中存在的问题进行处理，有效地提高了上机效率。
三、结合专业应用的AutoCAD课程教学的实施
根据前面的讨论，可以看到在计算机辅助教学过程中存在多方面的困难，首先是软件本身操作上复杂灵活，再者不同的教学方法的选择会对教学效果产生很大影响，最后在教学目标上需要让学生把理论和实践结合起来，将其作为一项技能来掌握而不仅仅是知识点的记忆，这样就对教和学提出更高的要求。将计算机辅助设计作为一项技能来掌握不仅仅需要学会使用计算机进行辅助绘图，而且需要将计算机辅助设计与专业技术知识结合起来掌握。显然软件技术不是孤立存在的，而是需要依赖于某一专业领域知识，才能发挥其作用。因此，在计算机辅助设计技术课程教学中，我们不但通过设计情景案例将知识点贯穿起来，而且在案例选取时要注重与专业知识的结合。根据以上思路，在计算机辅助设计技术的课程教学中，从教学案例选择，再到课堂讲授，最后到上机练习，具体实施起来，包括如下方面：
1.体现整体性，将各知识点贯穿于AutoCAD教学案例中。由于AutoCAD软件命令繁多，并且使用灵活，同一绘图效果常常有多种操作可以实现。这样在教学中经常会陷入各个零碎知识点以及绘图技巧的介绍。学生在学习时很可能会出现只见树木，不见森林的情况，并且操作命令众多，命令间无相关性，使得记忆困难，到上机操作时无从下手。鉴于此，我们根据各章节内容的知识点设计能够包含大多数知识点的案例，形成一条线，将各知识点贯穿起来，有利于学生对知识点的统一把握。
2.与所学专业知识结合起来设置AutoCAD教学案例。在教学案例的设计上，应该从学生所学的专业知识出发进行设计。在皮亚杰的“认识结构说”基础上发展起来的建构主义学习理论认为，学习的过程是知识建构的过程，学生通过主动建构知识的意义来完成认知结构的变化。对于工业程专业的计算机辅助设计教学而言，将学生置于其熟悉的工业工程相关的应用情景下，会更有利于其在已有认识结构上同化新的知识。
3.知识点讲解与案例的综合练习相结合。将案例准备完成后，接下来需要在课堂教学中进行讲授。显然，案例不能完全代替知识点的讲解，因为，一个图形通常无法完全覆盖所有的知识点，所以在课堂教学时，应该在详细讲解各知识点的情况下，用案例串联起来各知识点，以利于学生对知识点的整体记忆和应用。
4.实行分组教学。由于不同的学生对于绘图的理解能力、操作能力不同，各人的学习进度也存在较大差别。所以，在上机时经常出现同一个知识点需要反复讲解演示的问题。为了提高上机效率，可以根据上机的场地将学生分为不同组，当存在操作问题时，先在组内解决，如果组内无法解决再教师统一对该组进行讲解。
四、实施举例
以讲授光栅图像部分为例，该部分的邻近章节内容包括多线命令、多段线命令以及样条曲线命令的使用。因此在案例选择时，尽量包括这些主要的知识点。同时，将该案例与工业工程专业知识相结合以让学生在熟悉的情景中记忆和绘制图形。以设施规划与设计部分讲述欧式距离和折线距离的图形[4]并进行适当修改为案例。
在课堂讲授时，从光栅图像的使用、多线建立及编辑、结合线型使用多段线、样条曲线的使用、文字的添加等各个知识点进行讲解，最后使用跟踪描绘法完成图形的绘制。在讲解具体的知识点时，不仅仅针对案例进行讲解，而是覆盖该知识点所有绘图技巧及相关命令。各部分所涉及知识点为，多线部分：多线命令的调用、编辑多线样式以及多线编辑工具的使用；多段线部分：多段线命令调用、多段线绘制、多段线编辑以及线形设置；样条曲线：命令调用、切向确定以及样条曲线编辑；文字：单行文字及多行文字的调用、文字样式设置以及文字编辑；光栅图像：插入光栅图像、光栅图像的调平以及编辑光栅图像。
在上机操作时，学生以绘制该案例为主线，当涉及某个知识点的使用时，再完成该知识点其他绘图技巧的复习。显然，上机时学生操作只涉及部分知识点。如多段线编辑在AutoCAD2010中提供12种编辑方式，而在案例中主要使用十字闭合以及T形闭合。另外在文字使用方面，也只涉及文字高度设置、旋转操作以及字体设置等。但通过案例的整合，可以使得学生对知识点的零散记忆整合在一起，在以后的相关知识点的使用时，举一反三即可。并且这种记忆结合了工业工程的专业知识，会和以后的专业课程学习形成互补作用。
五、结语
计算机辅助设计技术应用的广泛要求我们在CAD教学过程中加强对学生理论联系实践的综合能力的培养，以使学生的能力更加适应社会生产的需要。由于计算机辅助设计软件本身在使用上较为灵活，相关的知识点零碎，因此我们结合当前教学工作者尝试使用的案例教学法、建构主义教学法以及PBL教学法等的特点，对案例选择、课堂讲授以及上机操作等整个教学流程进行分析和设计。通过从工业工程的专业环境中寻找设计案例，并使用案例将知识点综合起来，有效地提高了学生对零碎知识点的记忆和综合应用能力。
参考文献：
[1]鲁泳，李光荣，袁新芳.基于网络平台的《计算机辅助设计》课程教学研究[J].中国科技信息，2012，（24）：209+212.
[2]张鹏，张运九，刘旭涛.基于建构主义的计算机辅助设计教学模式探讨[J].农业网络信息，2012，（03）：124-126.
计算机辅助设计及工程分析范文4
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
计算机辅助设计及工程分析范文5
关键词：典型工作；计算机辅助设计与制造；课程体系；构建
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）05-0102-02
计算机辅助设计与制造（以下简称计辅）是近年来发展非常迅速的先进制造技术。由于该技术的应用大大加快了机电制造业的发展，使生产速度成倍地增长，产品设计和生产周期大大缩短。《珠海市国民经济和社会发展十一五规划纲要》提出在“十一五”期间，努力构建广东省重要的高新技术产业、重化工业和先进制造业基地。做强现代制造业，引导现有制造业由加工装配向零部件设计、制造和研发延伸，实现“珠海加工”向“珠海制造”、“珠海创造”的转变。珠海产业结构的升级和转型，迫切需要一大批计辅方面的高技能人才。可见，本专业的发展和建设具有良好的行业背景和区域产业优势。
计算机辅助设计与制造专业职业岗位群分析
根据学院的办学定位，首先确定了计辅专业服务于先进制造业和区域经济。然后经过广泛的行业人才需求调查，对生产过程中具有逻辑关系的岗位职业进行分析，并对所需要的共同知识、技能和态度进行合并，形成一种建立在职业分析基础上适合学历教育的岗位群：（1）模具设计师；（2）数控编程员；（3）产品设计师；（4）模具钳工；（5）数控机床操作工。其主要工作岗位对应的职业能力见表1。
计算机辅助设计与制造专业培养目标
人才培养目标定位主要依据四个方面：第一，按照国家教育方针确定的培养人才的总体要求；第二，按《高等教育法》和《职业教育法》确定的学业标准；第三，按职业资格标准及职业技能鉴定标准确定的作业规范与职业道德；第四，按专业面向的岗位群业务规格要求确定职业知识、职业能力、职业素质结构。本专业以服务珠海和广东省经济社会发展为宗旨，面向现代制造业，培养德、智、体、美全面发展，具有良好的综合素质，掌握冷冲压工艺、塑料成型工艺、数控技术的基本理论方法及技术，具有冷冲模、塑料模的设计与制造，模具制造设备的安装、调试、使用和维护能力的高素质技能型专门人才。要求学生至少具有计算机辅助设计绘图员、计算机辅助制造程序员、数控车、数控铣、加工中心操作工、助理模具设计师等中高级职业资格证书之一。
基于工作过程的课程体系改革与实践
根据学生由简单到复杂的认知规律，从单项技能到综合能力，从技术员到助理工程师、工程师的职业成长规律，分析知识和技能的递进关系，构建课程体系。课程体系中的各类课程均以职业能力培养为主线，从职业认知、职业兴趣到单项能力（ 技能）培养，再到复杂、综合职业能力（ 技能） 培养。参照相关的职业资格标准来确定教学内容，保持教学内容与实际工作的一致性，并将职业技能考核内容课程化。这种以职业能力分析为起点，以工作过程为主线，与职业资格证书相结合的系统化课程体系，可充分体现系统性和职业性。
课程体系构建的具体实施步骤如下：（1）根据专业培养目标，分解落实课程教学目标；（2）遵循职业成长规律和教育规律，以工作过程导向重构课程结构和知识序列，设计学习情境，选择能实现课程目标的载体。构建好的课程体系框架如图1所示。
为了使学生更好地掌握知识和技能，需设计选择各种载体，将每个学习领域转化成学习情境。学习情境的导出，既是对具体岗位工作子任务转化的结果，也是对学习领域的进一步分解，最终成为教学的基本单元。笔者拟以主讲的“模具结构单元综合实训”为例，来分析这一过程。
首先要给课程定位。该课程是计算机辅助设计与制造专业（模具方向）的核心技能课程。通过本课程的学习、实训，使学生能掌握中等复杂程度注塑模设计、制造的能力，达到助理模具设计师（注塑类国家职业资格三级）要求，具备从事该岗位所需的基本职业素质。
课程设计思路：在对模具设计师职业岗位能力分析的基础上，课程教学“以工作过程为导向，以产品任务为驱动”，通过对一些生产案例进行造型、模具设计，以实际产品开发流程为学习主线，任务驱动贯穿于整个教学过程中。将现代模具设计与制造过程所涉及的设计知识、模具装配知识及设计软件应用知识等必需的知识进行融合，以工厂典型产品模具开发的技术流程为中心组织课程内容。
教学模式创新：以工作过程为导向，采用单元模块化教学，根据注塑模具结构将本课程分为5个学习情境（见表2）。每个学习单元使用精心选择的产品作为载体，依托这些教学情境开展教学做一体化活动。通过对案例进行模具设计，使学生在工作过程中熟悉模具设计结构，掌握模具设计的要点。在模具设计完成经过确认后，让学生出工程图纸并编制加工工艺进行加工，完成后装配成实物模具。使设计制造一体化。
效果评价
基于工作过程的计辅专业课程体系的构建，进一步提高了人才培养质量，取得了一系列的专业成绩。2006年，我院参加广东省高校数控技能大赛获得团体二等奖和一项数控车床个人三等奖；2009年，我院参加珠海市第三届“天威杯”打印耗材创新设计与专利大赛，获得一项银奖和两项鼓励奖；2010年，我院参加全国二维/三维CAD技能竞赛分别获得全国第二和全国第十的好成绩。自2008年以来，毕业生“双证率”一直保持100%，其中，获得高级职业资格证书的达55.6%。另外，计辅专业2010年被评为广东省省级示范性专业，《模具结构综合实训》课程于2008年被评为校级精品课程。
实践证明，以工作过程为导向的计算机辅助设计与制造专业课程体系的构建与课程开发，可完全改变长期以来学习与工作两部分割裂的状态，让学生在校期间不但获得必要的专业知识和操作技能，更重要的是学会工作。工学结合课程让学生亲身经历结构完整的工作过程，并完成一些在所学专业（职业）中最具典型意义的综合性工作任务，确保学生的职业素质与职业能力的系统培养。
参考文献：
[1]朱红建.以逆向工程项目为驱动的专业建设模式探讨――高职计算机辅助设计与制造专业建设的改革与实践[J]. 职教论坛，2009，（6）：39-40.
[2]李学锋.高职模具专业人才培养目标准确定位的典型案例研究――以成都航空职业技术学院为例[J].成都航空职业技术学院学报，2010，26（4）：5-7.
[3]贾颖莲，何世松.行动体系下的高职模具设计与制造专业课程改革研究[J].职业教育研究，2010，（12）：41-42.
[4]赵志群.对工作过程的认识[J].交通职业教育，2009，（1）：1.
计算机辅助设计及工程分析范文6
【关键词】武器类专业；计算机辅助设计；案例教学法；设计创新
0 引言
计算机辅助设计简称CAD，是用硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法和技术，是在计算机环境下完成产品的创造、分析和修改，以达到预期设计目标的过程[1]。目前CAD软件众多，如常用的二维软件AutoCAD，三维软件UG、ProE、Solidworks等[2]。《计算机辅助设计》课程是武器发射工程专业的必修课程之一，是面向学院各专业的专业基础课，主要通过AutoCAD、ProE等软件的学习，使学生了解CAD技术，培养其图形绘制、结构设计、机构运动仿真等技能。武器发射工程专业学生重在培养其对常规武器的系统设计和实践方面的能力。利用计算机进行武器结构设计和机构仿真等，可以实时进行修改，在减少了设计人员工作量的同时也提高了工作效率。因此，计算机辅助设计在武器的设计开发方面起着发挥
着非常重要的作用。
1 计算机辅助设计课程的教学现状
在以往《计算机辅助设计》课程的教学中，学生会学习几种工程设计软件。但在实际的教学过程中我们发现了些问题。比如以往的软件教学理论内容较多，多是介绍软件而忽略了软件的应用，再加之学生上机操作的时间较少，就更不能很好的进行实际操作，学生设计能力得不到锻炼。通常介绍好几种软件，由于教学课时有限，每种软件只介绍了个大概，而没有系统的理解和应用。理论与实践环节结合较少，教师多采用填鸭式教学法，使学生学习起来较为枯燥，更谈不上设计的创新。选择的计算机辅助设计软件过于陈旧，几年内都采用同一个软件或同一个软件的一个版本，没有及时的更新软件，如对于武器的构造来说，多是复杂的、不对称的结构，因此在用设计软件建模时适合采用三维软件而不是二维绘图功能强大的AutoCAD作为主要的软件平台。教学内容过于程式化，计算机辅助设计被作为一门孤立的课程开设，没有考虑专业特点融合专业内容，脱离了实际的专业需求，针对性和可操作性不强。这些教学过程中的问题没有得到合理地解决，都影响了教学效果。
2 武器发射工程专业计算机辅助设计课程的改革探索
2.1 更新教学内容
针对专业需求能力，调整知识结构，更新教学软件，增加实践教学的比重。例如随着CAD技术的进步，掌握像AutoCAD这样的计算机辅助设计软件已远远达不到企业的要求，特别是武器作为复杂的结构体，AutoCAD不能满足其设计的要求，于是我们将目前企业中应用较广泛的三维设计软件Pro/E和有限元处理软件ANSYS更新、补充到教学内容之中。需要结合专业特点，利用CAD软件对武器进行从绘制到产品开发的全过程。课程内容主要包括三维软件和工程软件的学习，结合专业特点，重点介绍身管和炮架的建模、装配及工程分析等，让学生了解基于CAD进行产品设计的全过程。
2.2 改进教学方法
采用多种教学方法，提出新的教学模式，实行案例教学、课堂互动式教学、上机操作、设计创新比赛及参观兵器广场火炮实物等方式提高学生的应用技能和创新意识，强调学生的主动性，创造一个在教师指导下的学生自主式学习环境。探索多角度教学方法，可以从以下几个方面着手。
2.2.1 案例教学法
结合火炮典型结构进行实际产品的设计，用演示教学法即教师将课件中的例子用软件演示给学生，让学生掌握利用计算机进行设计武器的流程和方法，为进一步结构优化和创新奠定基础。结合军工专业特点，开发适合的CAD多媒体课件，并结合军工企业实际生产的武器产品进行教学。如用Pro/E软件对某火炮筒形摇架进行结构设计和装配，如图1所示。通过对实际的工程问题分析，培养学生解决实践问题的能力。
图1 火炮摇架的装配图
2.2.2 启发式教学模式
在课程中，运用启发式教学法，增加了课堂的趣味性、直观性、互动性。它不仅能充分调动学生的学习积极性和学习兴趣，培养学生解决实际问题的能力，而且还能全面培养学生创新思维能力，使教学收到最佳效果。改善当前教学手段，建立武器图形库，设计适合武器发射工程专业的CAD多媒体课件作为理论教学的依据和平台。教师将提问与讲解、讲述等方法配合课件使用，增强教学的启发性。因材施教，集中精力解决教学中的重点、难点。采用举一反三的办法，引导学生思考问题。通过设置一些问题，指出解决问题的思路，引发学生进行讨论，让学生充分发表自己的见解，从而增强课堂教学互动性，激发了学生创新的热情。
2.2.3 完善实践教学体系
在机房，通过上机操作的方式完成基础型实验部分，熟练掌握计算机辅助设计软件的相关内容。调整基础型实验和创新型实验的比例，使学生在完成基础型实验的基础上，在老师的指导和帮助下，尝试进行创新型实验部分。如对炮口制退器进行三维建模、实现火炮机构的运动仿真等，调动学生的积极性和创新能力。在课外，通过参观兵工企业和校内的武器实物的方式，并组织学生进行武器的创新设计竞赛。通过此方式，学生的应用能力得到了锻炼，也使学生了解了企业的发展方向和实际需求，为设计创新武器产品提供了理论依据。
2.2.4 组织学生设计竞赛，提高学生独立的设计创新能力
利用比赛，提高学生的实战能力。以火炮炮身机构运动仿真设计为例，结合仿真实验室的有利条件，如何利用三维软件实现炮身机构的设计，如何让炮身和炮架连接处按设计要求进行传动，这些都可为学生将学习到的技能发挥在作品中，既能提高对技能的锻炼也能达到创新的目的，更提高了学生的学习兴趣。
在上述新的课程教学模式下，构建了新模式的基本框架，并在最近两轮教学中进行实验，取得了较好的教学效果。课程新模式的基本框架如下图2所示。
2.3 改革考核方式
在教学考核中，很多学者提出了多种改革方案[3-5]。传统的闭卷考试不能全面的反映学生的学习情况，且考核方式单一，特别是本门课不适合用文字的形式考核。因此采用了多样灵活的考试形式，学生成绩主要由平时成绩、上机成绩和期末笔试成绩三部分组成，平时考勤和回答问题情况占10%；上机操作占40%；理论考核占50%。理论考核部分的知识覆盖面要宽，试题内容要考核学生对该课程基本知识及基本技能掌握的程度。上机操作部分通过上机课堂上完成规定题目和上交实验报告的方式给出相应的成绩。
图2 教学模式的基本框架图
3 结束语
目前计算机辅助设计在武器方面的设计正发挥着越来越重要的作用，所以计算机辅助设计课程是武器类教育体系中不可或缺的一部分。通过不断更新课程的教学内容、采用多种教学方法、改进成绩考核办法等方面，对课程进行教学改革，旨在激发学生兴趣，充分调动学生主观能动性，培养学生军工产品设计和创新的能力。
【参考文献】
[1]袁泽虎.计算机辅助设计[M].北京：清华大学出版社，2012.
