《数字化设计与制造》第03章

数字化设计与制造内容简介课程编号：B0200010C 课程名称：数字化设计与制造英文译名：Digital Design and Manufacturing适用学科：机械电子工程先修课程：机械工程专业相关硕士课程开课院（系）：机电工程学院现代生产技术中心任课教师：付宜利（教授），任秉银（教授）内容简介：数字化设计与制造在先进制造技术、医疗康复器械与生物工程等众多相关领域中占有越来越重要的地位。

本课程简介数字化设计与制造相关技术的研究现状、发展趋势及其应用领域和应用成果，介绍数字化设计与制造系统的构成，数字化装配关键技术，虚拟设计与虚拟制造关键技术，逆向工程的关键技术，快速原型制造技术等，给出若干典型应用实例。

主要教材：参考文献：1 陈定方、罗亚波，虚拟设计，机械工业出版社，2002年10月；2 肖田元等，虚拟制造，清华大学出版社，2004年8月；3 王广春、赵国群，快速成型与快速模具制造技术及其应用，机械工业出版社，2004年1月。

4 施普而、克劳舍，虚拟产品开发技术，机械工业出版社，2005.5。

数字化设计与制造教学大纲课程编号：B0200010C课程名称：数字化设计与制造开课院系：机电工程学院现代生产技术中心任课教师：付宜利（教授），任秉银（教授）先修课程：机械工程专业相关硕士课程适用学科范围：机械电子工程学时：36 学分：2开课学期：春开课形式：课堂授课课程目的和基本要求：（200字左右）数字化设计与制造技术在先进制造技术、医疗康复器械与生物工程等众多相关领域中占有越来越重要的地位。

本课程主要介绍数字化设计与制造领域中的数字化装配、虚拟设计与虚拟制造、逆向工程、快速原型制造、基于网络的数字化集成环境等关键技术的研究现状、发展趋势及其应用领域和应用成果，要求学生了解相关学术前沿和发展趋势，掌握数字化设计与制造的基本理论，为从事数字化设计与制造相关领域的研究奠定理论基础。

课程主要内容：第一章绪论（讲课2学时）简介本课程的研究对象与授课内容，数字化设计与制造相关技术的研究现状、发展趋势及其应用领域和应用成果。

数字化设计与制造技术第一篇：数字化设计与制造技术的发展数字化设计与制造技术已成为现代制造业的重要组成部分，它的出现改变了传统的制造方式和产品设计，极大地提高了生产效率和质量。

数字化设计与制造技术包括多个方面，如CAD、CAM、CAE等，它们的协同作用实现了制造业的数字化化、网络化、智能化。

数字化设计技术是指利用计算机和相关软、硬件进行产品设计的方法和技术，它将产品设计过程转化为数字化过程。

CAD（计算机辅助设计）是数字化设计技术的主要手段之一，它利用计算机软件来辅助人们完成产品的设计。

与手工设计相比，CAD具有快速、精确、易修改等优点，大大提高了产品设计的效率和准确性。

数字化制造技术是指利用计算机和相关软、硬件进行产品加工的方法和技术，它将产品制造过程转化为数字化过程。

CAM（计算机辅助制造）是数字化制造技术的主要手段之一，它通过对CAD模型的处理，生成数控程序，实现产品加工自动化。

数字化制造技术的应用，不仅提高了生产效率，而且还能保证产品的精度和一致性。

数字化仿真技术是指利用计算机对产品在使用过程中所受到的各种载荷和环境因素进行模拟，验证产品设计的可靠性和优化设计方案的方法和技术。

CAE（计算机辅助工程）是数字化仿真技术的主要手段之一，它能够对机械、电力、流体等各种领域的产品进行模拟仿真，辅助设计人员进行设计验证和优化，提高了产品设计的质量。

总之，数字化设计与制造技术是制造业数字化化的重要手段，它的应用将提高制造效率和质量，推动制造业向更高水平迈进。

第二篇：数字化设计与制造技术在制造业中的应用数字化设计与制造技术在制造业中得到广泛应用，改变了传统的制造方式，提高了生产效率和质量，具有重要的推动作用。

数字化设计与制造技术的应用领域包括机械加工、电子制造、航空航天等多个行业。

在机械加工领域，数字化设计与制造技术的应用可以实现机械加工过程的数字化化和自动化。

利用CAD软件，可以快速、精确地完成机械零部件的设计。

机械制造中的数字化设计与制造技术第一章引言数字化技术是近年来各个行业都在努力推进的领域之一。

在机械制造行业中，数字化技术的进步已经引领了行业的变革，让制造业实现了智能化生产。

数字化设计与制造技术是在数字化技术的基础上实现的，它们可以提高机械制造企业的生产效率和产品质量，使企业在激烈的市场竞争中可以立于不败之地。

本文将阐述数字化设计与制造技术在机械制造行业的应用，并探讨其在未来的发展趋势与前景。

第二章数字化设计技术在机械制造中的应用数字化设计技术广泛应用于机械制造的各个环节之中，其中最重要的应用领域是计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）。

CAD技术是指采用计算机辅助软件完成各种机械产品的绘图、设计和仿真的技术。

CAD技术可以大幅度提高设计效率和精度，使得产品研发周期和成本得到很大程度的降低。

CAD技术的应用广泛，可以应用于机械零部件、模具、工装等各种产品的设计中。

CAM技术则是指采用计算机辅助软件实现机械产品加工的技术。

CAM技术可以将CAD技术图纸中的信息直接转换为机床程序，并传递给加工设备完成加工工作。

CAM技术可以提高加工精度和效率，缩短生产周期，降低人工成本，提高产品的质量稳定性。

CAM技术的应用范围比较广泛，可以应用于铣床、车床、钻床、激光加工等各种机械加工领域。

数字化设计技术的应用不仅可以提高生产效率，还可以实现更加精细化的产品设计和制造。

例如，数字化设计技术可以实现机器人的级联控制和路径规划，从而提高机器人的灵活性和精度。

数字化设计技术还可以实现多通道加工的控制，快速、高效地完成多种加工工艺的自动转换。

第三章数字化制造技术在机械制造中的应用数字化制造技术是机械制造行业中另一个重要的发展方向，它包括全数字化制造技术和数字化化智能制造技术两个方面。

全数字化制造技术是指生产线和工厂的数字化化，它可以将生产线和工厂中所有的物理实体数字化，以增强生产过程的灵活性、精确度和质量稳定性。

数字化设计与制造数字化设计与制造数字化设计与制造是指借助计算机技术和数学方法来完成产品设计和生产制造的一种技术手段。

它实现了设计与生产环节的无缝对接，从而可以实现快速、高效、精确的产品设计和生产制造。

数字化设计与制造在现代工业生产中已经得到广泛应用，它不仅能够提高生产制造效率，还能够提高产品质量和降低生产成本。

数字化设计与制造的发展历程数字化设计与制造起源于20世纪70年代，当时计算机技术的发展还很初期。

那时的设计和制造过程主要是手工作业，大量的人工操作和繁琐的测量是不可避免的。

到了20世纪80年代后期，计算机技术开始成熟，三维建模软件和计算机辅助制造（CAM）系统开始应用于设计和制造过程中。

到了21世纪，数字化设计与制造技术得到了快速的发展，随着计算机技术的不断进步和互联网的普及，数字化设计与制造技术的应用范围越来越广泛，从最初的机械设计到后来的电子产品设计、建筑设计等，涉及的领域不断扩大，技术也不断升级。

数字化设计与制造技术的发展推动了现代工业的快速发展。

数字化设计与制造的优势数字化设计与制造的优势主要是体现在以下几个方面：1. 可以实现快速设计：传统的设计方法需要手工制图和测量，非常耗时费力，而数字化设计可以使用CAD软件等计算机辅助工具快速完成设计，提高设计效率。

2. 可以提高产品质量：数字化设计可以借助计算机进行仿真分析，帮助设计师更好地了解产品的性能和质量状况，从而进行优化设计。

3. 可以提高生产效率：数字化制造可以使用CAM系统完成生产加工，避免了手工加工的低效率和高误差率，提高了生产效率。

4. 可以降低生产成本：数字化制造可以精确控制加工过程，避免浪费资源和材料，从而降低生产成本，并提高生产效益。

数字化设计与制造的发展趋势数字化设计与制造技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：1. 智能化：数字化设计与制造技术在未来可能会发展成为智能设计和智能制造，借助人工智能、机器人技术等，实现更加智能化、高效化的设计和制造。

数字化设计与制造第一章1.1数字化设计制造是现代产品研制的基本手段。

1.2先进制造技术的特征：(1)先进制造技术是制造技术的最新发展阶段；(2)先进制造技术贯穿了制造全过程以至产品的整个生命周期；(3)先进制造技术注重技术与管理的结合；(4)先进制造技术是面向工业应用的技术。

1.3设计制造技术主要表现在全球化、网络化、虚拟化、智能化和绿色化等几个方面。

1.4任何一种产品的研制过程从大的方面可以划分为设计与制造两部分。

1.5可以将产品的制造过程的基本要素抽象为产品（product）、工艺过程（process）、制造资源（resource），即PPR模型，实际的过程是三个要素相互耦合作用的结果。

1.6串行设计与并行设计：(1)串行设计的组织模式是递阶结构，各个阶段的活动是按时间顺序进行的，一个阶段的活动完成后，下一个阶段的活动才开始，各个阶段依次排列，都有自己的输入和输出。

(2)并行设计的工作模式是在产品设计的同时就考虑后续阶段的相关工作，包括加工工艺、装配、检验等，在并行设计中产品开发过程各个阶段的工作是交叉进行的。

1.7数字化设计制造基本概念：(1)数字化是利用数字技术对传统的技术内容和体系进行改造的进程。

(2)数字化设计就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于计算机技术、网络信息技术，支持产品开发与生产全过程的设计方法。

数字化设计制造的内涵是支持产品开发全过程、支持产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数据管理是核心。

(3)数字化制造是指对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果，也使制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。

(4)数字化设计制造本质上是产品设计制造信息的数字化，它将产品的结构特征、材料特征、制造特征和功能特征统一起来。