计算机辅助设计及制造技术精选(九篇)

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第1篇：计算机辅助设计及制造技术范文

关键词：计算机辅助技术；机械设计制造；重要作用；实践应用

1引言

现代社会高新技术的迅猛发展推动着计算机技术取得巨大的变革与创新，目前，我国的计算机辅助技术已经发展到了一个较为成熟的阶段，机械设计制造行业也在广泛地运用计算机辅助技术，其在提高机械设计制造工作效率的同时，有效地降低了人力投入成本，更从整体上改善了机械设计制造的设计质量和水准。由此可见，计算机辅助技术对于机械设计制造的发展有着不可替代的促进作用。

2计算机辅助技术对于机械设计制造的重要作用

2.1机械设计制造的主要内容

机械设计制造主要包括机械制造与机械设计两个方面。机械制造是指对各类机械、机床、仪器、仪表及其它机械设备进行生产制造的全过程。机械设计是指按照机械设备使用标准来对机械的工作原理、结构、力和运动传递方式、各构件的材料和形状尺寸、方法等进行合理的构思、分析和计算并优化，然后把其通过各类技术文件描述为机械制造提供科学的依据的整个过程。社会经济在这些年的不断变革和进步带动着我国机械设计制造领域完成了大规模的改革和创新。此外，科学技术的飞跃式进步促进机械设计制造不断实现自动化性能，机械设计制造的自动化发展主要包括虚拟化、数字化、绿色化和智能化四部分的内容。虚拟化技术通过利用计算机系统中多种先进的软件技术来模拟操作工作的流程，其现在是机械设计制造和自动化的重点建设工作之一。而计算机辅助技术作为机械设计制造虚拟化发展的关键内容，现在被大范围的运用在机械设计制造的各个方面。因此，在机械设计制造中实现计算机辅助技术的全面化运用是非常有意义的。

2.2有利于增强机械设计制造的工作效能

通过在机械设计制造行业使用计算机辅助技术能够实现机械设计图形的简单化、准确化，原先构成复杂的运算流程被计算机辅助技术变得精简化、易理解化，这样就为机械设计师节省了许多工作时间和精力，有效地增强机械设计制造的工作效能。除此之外，计算机辅助技术还可以帮助机械进行智能化的充足，推动新的机械零件的研究和制造。

2.3便于机械设计结构的调整

计算机辅助技术在机械设计制造过程中的合理运用，能够帮助设计在原先的电脑设计图形上进行灵活、精细的修改，设计师还可以在原有的机械结构的基础上开发设计新的零件，使机械设计能够通过一个较便捷的方式进行修改和完善，这不仅在很大程度上实现了机械设计的灵活化，也更加便于设计对局部错误的结构与零件进行重置和调整。

2.4改善机械制造成品的质量

计算机辅助技术自身所拥有的的设计优化等功能能够对人为设计的机械进行整体上的优化和调整，其所具备的精确计算能力能够确保机械设计的科学化、精确化。机械设计水平的提高对机械制造水平的提高有着直接的促进作用。

3计算机辅助技术在机械设计制造中的主要应用

3.1设计图形与符号的应用

由于机械设计师在设计机械的过程中，要运用到大量的图形和符号，机械设计的流程和机构都是较为复杂的。而在运用了计算机辅助技术之后，，机械设计师可以在编排组合好所要用到的图形与符号的基础上在进行机械的结构的设计，这样就能够有效地减少设计所要花费的时间，同时也可以促进机械设计师进行更加便捷、高效的设计。除此之外，计算机辅助设计技术能够防止机械设计师在进行设计时出现零件不一致的情况。

3.2绘图上的应用

计算机辅助技术在机械设计中的应用，能够实现机械设计绘图的智能化、精准化，在减少绘图时间、增强工作效能的同时，也大大改善了绘图的质量。

3.3三维造型的应用

机械设计制造师在设计机械的过程中，尤其是通过建立实体造型的方式来进行设计时，有效引入计算机辅助技术可以帮助机械设计师实现更为直观化、便捷化的设计，同时，计算机辅助技术对数据和结构的智能化分析和调整功能能够使三维造型更为细致、立体化地呈现出来。除此之外，其也在很大程度上增强了机械设计师的工作效能。当机械设计师在进行机械设计时遇到疑惑或困难的地方，也可以利用计算机辅助技术对这些问题进行解答和完善。

3.4机械零件与设备上的应用

机械设计师在进行机械零件的设计时要进行多次复杂的计算程序。而通过使用计算机辅助技术，设计师可以利用计算机进行智能计算，对相关零件的参数进行随时的修改，确保机械的应用性能得到最大程度上的发挥。机械设计模具是机械设计中需要用到的重要工具，全面掌握机械设计模具所需要用到的计算机辅助技术应用方法，能够在大幅度上提高机械设计制造产品的性能，同时也能够更好地控制目前的发展进程和预测未来的发展走向。除此之外，计算机辅助技术在机械冷却系统等零件部分设计中的应用也能促进机械设计往更加高效、便捷的方向发展。这里以汽车覆盖模具设计为例，来分析计算机辅助技术在机械设计制造中的应用。在汽车设计制造的整个过程中，，汽车覆盖件模具的设计有着举足轻重的作用。汽车覆盖件模具设计水平的高低对整个汽车设计制造的质量有着直接的影响。机械设计师设计汽车覆盖件模具时，经常会遇到所设计出的实物造型和工艺制造人员在实际施工过程中制造出的产品不一致的问题，当发生这种情况时，要重新返工进行制造，这样就大大提高了汽车覆盖件模具的设计成本，同时也在很大程度上耽误了原本规划的设定周期，进而延迟了产品的最终投入生产，因此，此类产品的生产企业的市场竞争力就会大大下降，最终就会影响企业的整体发展。要想彻底解决这一根源性问题，就需要科学地引入计算机辅助技术来进行汽车覆盖件模具的精细化、标准化设计，保证最终生产成品与汽车覆盖件模具的一致性。，促进汽车覆盖件模具生产厂家稳定、高效地发展。在具体的应用上，汽车覆盖件模具设计包括模具设计与制作图纸两个方面。在进行模具设计时，要确保其符合市场需求。在制作图纸的过程中，要首先掌握模具的热度、结构等特点。计算机辅助技术的合理应用能够及时地修改设计程序中出现的各类错误，防止后期由于生产与设计的不一致而出现的误工，增强了机械设计生产的整体效率。

4结语

到目前为止，计算机辅助技术在机械设计制造行业中得到了不断扩展的应用，其能够极大地增强机械设计的工作效能并提高机械设计水平。由此可见，计算机辅助设计技术今后还需要在机械设计行业进行更为广泛、深入的推广和应用。相关技术研究与设计人员需要结合实际应用需求，坚持不懈地对计算机辅助技术进行创新与升级，使之更加符合机械设计制造的发展需求，促进机械设计制造向更加高效、智能、便捷的方向发展。

参考文献：

[1]傅方波.计算机辅助设计技术在机械设计中的应用解析[J].科技传播.2014(6)

[2]潘桂根,敖四江,徐琳.计算机辅助技术在农业机械设计中的应用[J].南方农机.2011(6)

[3]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)

[4]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)

第2篇：计算机辅助设计及制造技术范文

随着计算机辅助设计技术日益成熟和发展，计算机辅助设计技术开始广泛应用于各行各业当中。特别是机械设计制造业，由于计算机辅助设计技术的应用而发生了翻天覆地的改变。不仅大大提升了工作效率，同时保障了机械设计的精准度。到了今天，计算机辅助设计技术已在机械设计领域当中有了广泛的应用，已成为了趋势，对机械制造业的发展有着无可替代的重要作用。笔者就通过论述机械设计中计算机辅助设计技术的应用，提出几点建议，希望可以为我国的机械制造业的进步提供帮助。

关键词：

计算机辅助设计技术；机械设计；信息技术；计算机；CAD

随着科技不断发展，人们的生活方方面面都发生了改变。计算机信息技术对人类的生产、生活都有着至关重要的影响。目前，随着各种计算机辅助技术的成熟，在各行各业当中都发挥了极高的应用价值。其中计算机辅助设计技术主要的工作原理是通过计算机技术的强大运算能力和图形生成能力辅助技术人员开展工作，最终达到提高工作效率和工作质量的目的。如今，在机械设计、航天航空、建筑与化工机械方面都有了广泛应用。计算机辅助技术的普及，不仅使工作机械的效率大大提升，同时也使工作质量有了明显的提高。本文通过对机械设计当中计算机辅助技术的应用进行讨论，希望可以为相关从业者提供帮助和参考。

1计算机辅助技术在机械设计当中的应用

计算机辅助设计技术一般被称作CAD，是用来辅助设计人员完成工作的计算机技术以及设备，其中包括了五个方面，即设计、建模、方针、协作、集成五部分。在这里面还包括了一些细化的内容，例如优化设计、概念设计、计算机辅助图画、计算机方针技术管理等。其中计算机辅助绘图技术是CAD中应用最为成熟、广泛的领域。最初计算机辅助设计技术仅仅局限在计算机辅助图形绘画领域，后来随着计算机技术的发展，逐渐得到了广泛应用。特别是近几年，计算机辅助技术已是机械工程当中的重中之重，是开展机械工程工作的基础和前提。不管是图形优化、编辑设计还是数据的存储分析，如今都离不开计算机辅助设计技术，下面就计算机辅助设计技术在机械设计当中的实际应用进行分析探讨。

1.1计算机辅助设计技术在机械系统参数分析中的应用

在机械设计当中，机械系统毫无疑问是十分重要的一环。一般情况下，可以采用VB6.0平台应用计算机辅助设计技术。例如，一般在分析全液压推土机的各种系统参数时，往往采用的方法是用系统计算牵引性能、液压系统速度、校正和效能等数据。

1.2计算机辅助设计技术在机械零件的制造过程中的应用

机械工程当中，零件，毋庸置疑是一切的基础、基石、根基。因此，在机械工程当中，往往需要设计大量繁杂和不同的零件。而这些零件则需要非常庞大的计算量，需要十分长的工时才能完成。而应用计算机辅助技术，只需要采用autoCAD、VisualBasic等平台来开发作图绘画，利用计算机强大的运算功能直接优化和修改零件。可以大大提升工作效率和零件的精准度，一般性的机械零件往往都是采用这种方法。

1.3计算机辅助设计技术在机械设备中的应用

在机械设计当中，需要大量计算量的还有机械模具的设计，应用计算机辅助设计技术可以完美解决。首先了解注塑模具的设计特点，通过计算机辅助设计技术了解注塑模具性质、功能和各项指标。通过计算机技术来解决设计模具当中的问题，让机械设备的模具设计变得便捷、准确。

1.4计算机辅助设计技术在机械制造中的应用

计算机辅助设计技术在机械制造当中的应用，还包括了三维模型的构建、图形符号和绘图。由于大部分机械设计过程往往比较复杂，需要应用很多符号和图形，这就必须依靠计算机辅助设计技术来完成，除了可以让设计人员的工作变得简单快捷之外，还可以消除设计当中的一些错误和问题，从而让机械设计的设计结果精确度大大提升。而计算机辅助设计技术应用于绘图工作当中，为机械设计提供了极大的帮助，缩短了绘图时间，提高了工作效率，也提高了工作质量。计算机辅助设计技术还可以应用于机械设计当中的三维立体模型构建。应用计算机辅助设计技术将设计产品立体地展示在人们面前，有利于进行更准确的信息分析。将设计结果形象、直观地呈现出来，一方面提高了现代机械设计的精确度，另外一方面可以解决在机械设计过程当中产生的各种其他问题。

2计算机辅助设计技术在实际的机械设计中的实践应用

在汽车的制造过程当中，汽车覆盖模具是影响整辆车质量的一个重要因素，在工艺上对于汽车覆盖模具的要求十分严格，特别是对于汽车覆盖模具的设计图纸与实体模型的一致性要求较高。如果说实际的模具和设计图纸存在一定差距，就属于不合格的汽车覆盖模具，需要不断返工，这样就会降低工作效率、增加工作成本，甚至对于产品在市场当中的反馈和影响也不好。但应用计算机辅助设计技术，就可以根据具体的情况修正和改进图纸的相关参数，可以及时完善实体模具的结构，极大保证了设计图纸与实体模型之间的高度一致性，避开了返工之类的现象，节省了资源，提高了工作质量与工作效率。

3计算机辅助技术在机械设计当中的优势

随着计算机辅助设计技术的广泛应用，各行各业都因为计算机辅助设计技术的应用而得到了飞速前进。如今，计算机辅助设计技术已成为了人们日常生活中、生产当中必不可少的工具。而在机械设计当中，计算机辅助设计技术的优势充分展现出来。

3.1计算机辅助设计技术与人脑思维相互适应

在设计过程中，一般都是先进行大脑的构思，在脑中产生一个立体的想法，然后再表达出来。而计算机辅助设计技术所使用的三维实体技术，可以真实、直观地将产品呈现出来。利用设计人员的思维表达，让设计人员有更多的时间去致力于产品研发和设计，而不是费力去思考、构建一个产品的形象表达，实现了产品设计的连续性，更提高了设计师的创新思维能力和想象力。计算机辅助设计技术所构架的三维立体图让设计变得更深入、思维更广泛、交流更简单。

3.2计算机辅助设计技术便于提升机械设计中整体质量

随着机械技术的不断发展，计算机辅助设计技术已逐渐与机械产品产生有机结合。首先，计算机辅助设计技术实现了装配环境下的零件设计，确保了相邻零件之间的完美结合，减少不匹配和单独设计的情况发生，让整个过程变得方便、快捷。同时在需要修改零件时，可通过计算机辅助设计技术将零件修正的全过程用动画或者平面的方式呈现出来，提高了过程的透明度，让整个修改过程十分方便。新技术的应用不仅大大提高产品的设计水平，还可以通过对机械设计中对象的形状描述、大小和位置信息的确定，将设计对象的几何形状和工作环境表达出来，能够大大提高产品质量。

3.3计算机辅助设计技术便于提高机械设计的效率

通过计算机辅助设计技术中三维机械设计技术的应用，可以更直观和迅捷地解决复杂的几何造型问题。通过计算机辅助设计技术利用简单的几何体就能计算出复杂的几何体，降低了工作强度，缩短了整个设计周期。而在进行全新的机械设计时，只需要重新设计和制造其中的部分零件就能够完成任务，大部分的零件依旧按照以往的情况使用，极高提升了设计工作效率，降低了设计工作的难度。

4结语

科技日新月异，各行各业都发生了巨大的变化。对于机械领域来说也一样，计算机辅助设计技术在机械设计中的应用为机械行业带来了巨大的变革，在未来已成为一种趋势。本文通过各个方面描述了机械设计当中计算机辅助技术的应用，希望可以通过这篇文章，为我国的机械行业发展带来帮助。

参考文献

[1]厉勇.浅谈计算机辅助设计软件在机械设计中的应用[J].中国科技纵横,2014(7):64.

[2]张胜文,吴永麟.成组技术在船用柴油机零件工艺设计中的应用研究[J].现代制造工程,1996(1):21-23.

[3]郑长松,谢昱北,郭军.SOLIDWORKS2006中文版机械设计高级应用实例(附光盘)[M].北京:机械工业出版社,2006.

第3篇：计算机辅助设计及制造技术范文

关键词：计算机辅助设计；软件；建设

中图分类号：G633文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)06-11736-03

1 引言

所谓的计算机的计算机辅助设计，就是计算机辅助设计人员进行产品或者工程的设计。在设计过程中，设计人员处于主导地位，而计算机处于辅助地位。在生活和生产中的诸多领域，计算机辅助设计已经得到广泛的应用。随之出现了很多设计软件和设计方法技术，只有不断的学习，才能更好的掌握进而为工作提供便利。

2 CAD定义

计算机辅助设计(CAD)――是在计算机硬件与软件的支撑下，通过对产品的描述、造型、系统分析、优化、仿真和图形处理的研究，使计算机辅助技术师完成产品的全部设计过程，最后输出满意的设计结果和产品图形。

3 CAD技术在产品开发设计中的应用

随着人们物质生活和文化艺术水平的提高，对工业产品要求也越来越高，从家庭日用品、家用电器、家具等，到各类生产设备、仪器仪表、办公用品及各类交通工具、公共设施等，要拥有良好的外观形态、宜人的色彩、舒适的表面质感，可以美化人们的生活和生产环境，丰富人们的精神要求。因此，作为工程技术与美学艺术相结合的一门新科学――CAD产品造型设计，是现代工业产品设计中的一种现代设计方法。合理美观的造型设计可以在市场竞争中吸引更多的用户，争取市场的占有率，创造更多的经济价值。

计算机辅助技术和手段用于产品设计，具体体现在以下几个方面：

(1)设计表现展示向“无纸笔化”转变

计算机辅助产品设计，不需要各种各样的尺、规、笔、纸等传统工具，电脑的操作平台提供了用之不尽的空间，表现的实施过程就是鼠标的点击与键盘的操作，复制、修改等从前繁杂的工作瞬间即可完成，而且干净、简单、高效。

(2)设计程序灵活高效，产品开发周期缩短。

产品的创意可以通过三维建模、渲染等功能随时调整形体、形态、色彩、肌理等方面变化；工作效率的提高使产品开发周期明显缩短，计算机辅助制造使样机的制作周期也大大缩短。

(3)设计成果仿真，设计检验可靠

利用CAD系统的三维图形功能，设计师可在计算机屏幕上快速地模拟出所设计产品的外形状态；而且在新产品试投产前，就可以对其制造过程中的结构、加工、装配、装饰和动态特征做到恰如其分的分析和检验，从而提高了产品设计的一次成性。

(4)设计与制造的紧密结合

CAD的设计数据直接用于产品零配件的加工，即计算机辅助制造(CAM)，从而可以完成从设计到加工程序的转换。

4 两类CAD设计师

产品的造型设计是一种与艺术、人文、历史、及自然等相结合的设计，这种设计宜用专门的图像设计类的软件，如CorelDRAW，PhotoShop，Painter，3DSMAX，ALIAS等。这类软件通常是无太多的数据限制，比较自由、随意。产品造型设计一般由艺术类的造型设计师来承担。

产品的结构设计是一种严谨的设计。它要求数据准确，符合国家或国际标准，产品的每个尺寸及公差都是以数据为基础，不可差之毫厘。这种设计是采用专门用于产品结构设计类的软件，如：AutoCAD，UG，Solidedge，Pro/ENGINEER，SolidWork等来完成。尽管目前一些高端的设计软件，已经具备了产品复杂造型的设计与渲染功能，但要艺术类的设计师掌握并运用这类软件，至今还不是一件容易的事。所以从事结构设计的设计师们大都是机械工程师出身，设计的思维与方式完全不同于造型设计师，他们思维是一种完全符合机械设计标准的设计思维方式。

5 CAD设计流程

(1)方案设计：由造型设计师进行概念草绘，可用二维平面软件进行方案效果图绘制。

(2)三维造型设计：方案确定后，由设计师利用CAD进行立体造型设计。

(3)三维造型设计确认：将CAD里面的模型直接转入CNC(数控加工)，或RP做出实物模型进行造型检验。

(4)结构设计：在CAD中进行细节结构设计。

(5)结构设计确认：进行装配和结构模拟分析，确认结构。

(6)模具设计：将CAD里的产品传递给模具厂进行数控编程。

(7)生产：将三维图转化为二维工程图，进行工艺设计，进行生产。

6 中等职业学校CAD专业定位

现在许多大专院校开设CAD专业，都以造就产品造型设计师、产品结构设计师作为培养目标；而我们职技校，学生文化水平和学习能力相对较低，学习艺术设计或深奥的机械设计有困难，那么如果开设CAD专业，培养目标该如何确定?

我觉得必须做到以下几个方面：

(1)能协助产品造型设计师将设计创意转化为CAD效果图或数学模型。

(2)能协助产品结构设计师将设计方案转化为CAD零件装配模型。

(3)能将CAD三维图形转化为二维图形，进行工艺设计和生产。

(4)懂得CAD模型转化到CAM中进行数控加工。

因此，本专业在培养要求上，要以各类产品为主要研究对象，以计算机为主要设计辅助工具，注重美学品质的工业化手段。要求学生树立“以人为本”的设计思想，能处理在特定条件下工业产品的结构与功能、结构与外形、结构与材料等的关系，并能创造性地将这些关系协调地表现在产品的结构造型上，协助设计师开发出具有时代特征的现代工业产品。

7 中等职业学校CAD专业课程设置

按中职计算机辅助专业培养目标要求，充分考虑目前市场需求，将其学习内容分为四个层次：

(1)计算机应用能力――计算机硬件结构、WINDOWS操作系统、常用工具软件及病毒知识、文字处理WORD和电子表格EXCEL、INTERNET，互联网应用、PHOTOSHOP图像处理、网页制作等。

(2)计算机辅助工程制图――机械制图、公差配合与技术测量、机械基础、AUTOCAD、零件测绘和金工实习等。

(3)CAD三维造型设计――CAD三维软件、3DMAX、造型材料与工艺、人机工程学、CAD/CAM技术等。

(4)产品设计美学――色彩构成、产品表现技法、工业摄影等。

8 CAD软件的选择

目前流行的CAD软件包有：

(1)Unigraphics(UG)

UG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品。它集成了美国航空航天、汽车工业的经验，成为机械集成化CAD/CAE/CAM主流软件之一。主要应用在航空航天、汽车、通用机械、模具、家电等领域。采用基于约束的特征建模和传统的几何建模为一体的复合建模技术，在曲面造型、数控加工方面是强项。Unigraphics提供给公司一个从设计、分析到制造的完全的数字的产品模型。

(2)Pro/Engineer

Pro/Engineer系统是美国参数技术公司(ParametricTechnology

Corporation，简称PTC)的产品。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/Engineer软件，采用全参数化造型技术，能将设计至生产全过程集成到一起，比较适于零件相对简单，部件结构比较复杂的产品设计。

(3)SOLIDEDGE

来自EDS公司的Solid Edge是一个功能强大的三维计算机辅助设计(CAD)软件，是真正Windows软件。它不是将工作站软件生硬地搬到Windows平台上，而是充分利用windows基于组件对象模型(COM)的先进技术重写代码。SOLIDEDGE与Microsoft 0ffice兼容，与windows的0LE技术兼容，这使得设计师们在使用CAD系统时，能够进行windows下字处理、电子报表、数据库操作等。SOLIDEDGE是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统，它是为设计人员专门开发的，易于理解和操作的实体造型系统。目前应用最多的领域是钣金设计，虽然它只是EDS公司中低端产品，但它强大和专业的钣金设计功能也是相当有特色。现在中国图学会正在推广Solidedge软件。

(4)SolidWorks

SolidWorks软件是世界上第一个基于windows开发的三维CAD系统，是生信国际有限公司推出的机械设计软件。其是以windows为平台，以SolidWorks为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等，为中国企业提供了梦寐以求的解决方案。功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks的三大特点。现在中国机械工业学会正在推广Solidworks软件。

(5)Cimatron

Cimatron公司的Cimatron是基于CAD/CAM/PDM的产品，这套软件的针对性较强，被更多的应用到模具开发设计中，该软件能够给应用者提供一套全面的标准模架库，方便于使用者进行模具设计中的分型面、抽芯等工作，而且在操作过程中都能进行动态的检查，可以说该软件在模具设计领域是非常出色的，国内南方的一些模具企业都在使用这套软件。

(6)AutoCAD和MDT

AutoCAD是Autodesk公司的主导产品，是当今最流行的二维绘图软件，拥有全球最多的用户群，也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。MDT是Autodesk公司在PC平台上开发的三维机械CAD系统。它以三维设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体；为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。

(7)CAXA电子图板和CAXA-ME制造工程师

CAXA电子图板和CAXA-ME制造工程师软件的开发与销售单位是北京北航海尔软件有限公司。CAXA电子图板是一套高效、方便、智能化的通用中文设计绘图软件，可帮助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计，适合所有需要二维绘图的场合，CAXA-ME是面向机械制造业的自主开发的、中文界面、三维复杂形面CAD/CAM软件。

以上介绍的种种软件都是笔者个人认为比较成熟的、比较可靠的软件，当然由于篇幅限制，很多的软件不能一一详细的介绍到。选择CAD软件教学，要跟实际情况结合起来。我个人比较偏好UG或Solidworks软件。

9 CAD专业的软硬件建设

(1)软件建设：由于技术的更新，知识结构发生了变化，专业教师原来的知识水平显得落后，而且目前职业学校的专业教师大都缺乏企业实践，因此，我们要有计划地安排教师参加技能培训，并定期下企业实习；要鼓励教师开展科技制作和技术革新，在实践中学习运用先进实用技术；要引导教师走理论实践一体化的道路，争取成为本专业的教学专家和技术专家。

(2)硬件建设：建立计算机辅助设计实验室，购买一批高配置的计算机，安装相应的CAD软件，同时还要购买投影仪和扩音系统，实现了现代化多媒体交互式教学，提高了教学的科学性和先进性，使学生在掌握理论知识的同时，提高了实际操作能力。

10 结束语

CAD技术的飞速发展是制造业一场技术革命，需要大量的设计专业人才。工欲善其事，先必利其器。让我们为培养未来CAD复合型人才一起努力吧!

参考文献：

[1]李学志.计算机辅助设计与绘图[M].清华大学出版社,2002,8,1-3.

[2]刘明,李录明,李薇.计算机辅助立体构成表现技法[M].人民邮电出版社, 2002,8,3-9.

[3]李平.计算机辅助设计与制造[M].华中科技大学出版社,2005,34-39.

[4]郑子罕.计算机辅助设计基础[M].人民邮电出版社,2001,9,12-19.

第4篇：计算机辅助设计及制造技术范文

关键词：计算机辅助设计；实践教学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）06-0019-02

一、引言

随着计算机技术的高速发展和普及，计算机应用现在已经进入到各个领域，其在机械、电子、建筑等行业中的应用尤为广泛。在高校教学中，《计算机辅助设计》是近些年来发展非常迅速的一门课程，它已经发展成为重要的专业基础课，但是，计算机辅助设计不能只讲理论，应该配有大量实践才能使学生既能学习理论，又能掌握实践操作能力。鉴于此，本校对计算机辅助设计进行了改革，将计算机辅助设计课程分为三大部分进行教学，并安排在不同的实践段学习，起到了很好的效果，其中计算机辅助设计实践教学是其中重要的一部分。

二、计算机辅助设计实践教学内容

计算机辅助设计实践教学主要的教学软件包括二维软件Autocad、CAXA等，三维软件Solidworks、Pro/E、UG、CATIA等。计算机辅助设计实践教学多数院校主要教授Autocad，教学过程中包括了基本的二维图形绘制和三维图形绘制入门教程。随着三维软件的发展，目前也有很多学校选择了三维软件，放弃了二维软件的教学，但是，目前很多企业仍然在使用二维软件进行设计，二维软件还有很强的生命力，放弃二维软件的教学会对学生的知识结构造成缺陷，对学生的就业造成影响。我校将计算机辅助设计课程分为“计算机绘图”、“计算机辅助设计与制造”、“计算机辅助设计实习”三门课程，“计算机绘图”主要讲授二维绘图AutoCAD软件的操作，“计算机辅助设计与制造”主要讲授计算机辅助设计基本原理，“计算机辅助设计实习”主要讲授三维软件Solidworks。计算机绘图课程的内容基本可以满足学生进行二维绘制和三维设计的需要。但是课堂除了教授基础知识和基本的操作内容以外，在教学中还应当增加点深度和应用的范围，例如AutoCAD的高级应用部分中的动态块、用户界面自定义以及二次开发的相关内容，这些内容只需要学生了解，在学生今后的学习工作中遇到这些问题，懂得运用哪块知识，知道如何解决即可。我校除了以上课程外，针对机械专业特色，还开设了UG、Pro/E、CATIA、ANSYS、ADAMS等软件使用操作的公共选修课，使学生在学有余力的情况下学习和掌握这些软件，提高学生的就业竞争力。

三、计算机辅助设计实践教学方法改革应用

1.采用启发式教学。许多年以来，计算机辅助设计课程的教学一直都是沿用老传统的固定教学方法。课堂教学从开始直到结束，都是将教科书上的内容原原本本地按照各种命令的种类复述一遍，有些难点只是大致讲解一下，随即进行上机对刚刚所学的命令操作一遍。这整个教学过程乍看起来似乎没有什么大的问题。但是，这个整套过程偏离了作为一体的模型，把原来本应该结合起来使用的命令拆开了。随之而来的严重问题出现了：当把所有课程内容全部讲授完，给学生布置较大型的作业时，学生却不知道该如何下手，不知该运用哪些命令来完成哪些绘图操作，在作业中碰到的许多问题，也不能自主的灵活解决，无法做到活学活用。引入启发式教学是根据情境教学理论进行的，需要创设一个与学生原有知识体系相关的问题情境，把学生吸引进来，从而引起学生学习的兴趣。结合机械专业的特色和学生特点，设置与机械设计相关的问题情境及案例，使学生能身临其境地进行设计，提高设计效率。

2.差异式教学。差异式教学的思想主要在于因人而异，满足各个层次的学生的不同学习需求并且要有计划、有目的地进行教学。它是在“计算机辅助设计”教学课程的指导思想下，预先制订教学目标、教学内容、教授方式方法和最终的成绩评定等方面根据学生现在具有的知识水平和能力，有效地考虑到学生之间的差异，实施差异式教学。现代教育理念主要是将学生的可持续发展放到教学的关键部位，而每位学生之间既具有发展的共同性特征，又表现出较大的个体差异，由于各种因素的影响，在“计算机辅助设计”教学上表现出的差异性尤为明显。教师在“计算机辅助设计”教学中对学生进行差异式教学，尤其是在上机操作题目安排中，应多设计一些具有创新意义的题目，例如在结合机构设计课程内容，要求设计应用在输送物料的间歇结构，在其实验指导书里仅对使用的条件进行阐述，并没有给出具体的结构及尺寸，然后让学生设计一个较完整的系统，要求根据装配关系定下主要零件的尺寸，通过进行零部件之间的拆装仿真，从而查看干涉情况等，像这些类型的题目的答案不是唯一的，它是多样化的，所以学生可根据自己对设计的理解程度，自由发挥个人能力，找出一种最佳的方案。通过差异式教学，较大、较快地提高了学生使用三维软件建模和分析的能力，进一步培养了学生计算机辅助软件的操作能力、科研创新和设计能力。

3.驱动式教学。在“计算机辅助设计”教学课程中应当积极采用“教师主导、学生主体”的现代化教学模式，从而实现师生互动的驱动式教学，能够形成学生当堂提出疑问、教师进行答疑的学习模式；广泛地开展自主性、探索性和开放性的实践活动，致力于培养学生的科技创新意识和创新能力，让学生在实践过程中能自主地发现问题、分析问题，且在这个过程中教师随时随地能帮助学生解答各种专业性较强的棘手的问题。通过这种有效的学习模式，来培养学生自主积极地探索新知、主动地建构知识体系的能力，从而大大提高了学生的自主学习能力和科研创新能力，不断地增强学生学习的主动性和积极性。驱动式教学方法不但能起到活跃课堂气氛、提高学生学习本课程兴趣的效果，而且还能非常有效地培养和历练学生提出问题、探索问题和解决问题的能力。

4.课堂教学与网络教学相结合。在教学过程中，由于课堂教学时数的限制，不可能有大量时间对操作进行详细的讲解，但是不进行详细的讲解，学生有可能误操作或使用不恰当的方法进行设计，既浪费时间而且也达不到好的效果。鉴于此，我们将软件的操作录制成视频并建立网站，学生在任何时候都可以下载观摩学习，节省了课堂教学时间，同时由于视频具有可重复性和独占性，学生可以根据自己的情况选择全部或部分观看、快进或慢进等，大大提高了学生的软件操作水平。

计算机辅助设计实践课程的教学改革是一个长期的课题，随着信息技术的快速发展及CAD软件的不断升级，教学方式和教学应用手段需要不断地去改革，教学观念和培养学生的实践创新能力，是改革的重要方面。

参考文献：

[1]殷玥.浅谈计算机辅助教学的应用与思考[J].佳木斯教育学院学报，2010，6（102）：265

[2]张鹏，张运九，刘旭涛.计算机辅助设计实践教学改革研究[J].农业网络信息，2011，（3）：139-143.

[3]王丰斌，龙意忠，何勇.高职高专院校计算机辅助设计实践课程改革实践[J].实践与探索，2010，（19）：230.

[4]王云明，刘立芳，宋建民，等.差异教学在高等农林院校物理教学中的实施[J].河北农业大学学报（农林教育版），2007，（4）：98-100.

[5]张伏，付三玲，杨欣.“计算机辅助设计实践”教学中学生可持续发展能力的培养[J].中国电力教育，2009，4（135）：72-73.

第5篇：计算机辅助设计及制造技术范文

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

第6篇：计算机辅助设计及制造技术范文

关键词 机械制造；一体化；CAD

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-006-2

经过二十世纪计算机科学技术的高速发展，机电一体化在机械制造行业内开始广泛应用，计算机辅助几何设计（CAD）技术依靠强有力的计算速度和高效率的图形处理能力，在工程界辅助机械设计和制造师进行高效率和极具创新性的工程和产品设计。可以说，在未来的几十年来，一体化技术和计算机辅助几何设计的水平会成为影响一个国家工业水平的关键因素。

1 CAD技术的发展

CAD技术在20世纪50年代兴起，随着计算机绘图技术的进步而发展。传统的CAD技术出发点是用通俗的三视图技术（即我们熟知的前视图，左视图，俯视图）来表达零件结构，最初的二维计算机几何设计技术就是通过二维图纸来交流技术与产品，但还不能完全表达三维实体，主要是通过较简单的线框造型来表示三维结构，但是这种初期的造型技术只能表达基础的结构信息，无法清楚表达其几何结构之间的拓扑关系，更无法实现CAM（计算机辅助制造）与CAE（计算机辅助计算），如图1。

随着计算机图形算法的进步，人们开始能够在计算机上操作曲线与曲面问题，以表面造型为特点的自由曲面建模方法成为事实，并推出了著名的三维曲面造型系统CATIA。CATIA的出现带来了CAD技术的一次革新，标志着计算机辅助设计技术已经摆脱原始工程图纸的三视图模式，能够实现通过计算机来描述产品零件的主要信息，并为CAM技术的开发奠定了基础。

为了进一步的探索计算机辅助设计与计算机辅助计算的一体化技术，在1979年SDRC公司开发了世界上第一全基于实体造型技术并集成计算机辅助设计与计算机辅助计算功能的软件——I-DEAS。实体造型技术相比曲面造型系统能更加准确体现产品的结构信息，终于在理论上实现了CAD、CAM、CAE的统一模型表达，很大程度提高了机械设计的工作效率。实体造型技术的发展与应用也为计算机辅助设计历史翻开了新的一页。但是由于实体造型技术需要耗用海量的计算机内存来进行数据处理，受计算机硬件发展的限制，实体造型技术未能迅速在整个行业广泛应用。

到了20世纪80年代中期，计算机辅助设计技术出现了参数化实体造型这一新的方向。其主要的特征在于：基于特征、全尺寸约束等。随着计算机技术的快速发展，计算机硬件成本大度下降，CAD技术也广泛在中小企业内应用，参数化技术进一步发展与完善，使得其在通用零部件设计上的特点得到了充分体现。

在参数化技术的基础上，变量化技术在继承其主要优点的同时，进行了更进一步的优化与创新。变量化技术的应用为CAD技术的发展带来了更大空间和机遇。目前的CAD技术基础理论主要是以PRO/E（即目前的CERO前身）为代表的参数化造型技术和SDRC公司的I-DEAS为代表的变量化造型理论，这两大技术都是基于实体造型技术的计算机辅助几何设计技术。

CAD技术的优点在于：

1）能够有效减少机械设计人员的绘图工作量。

2）减少技术人员各工序间的协调与技术交流时间。

3）减少直接设计费用。

4）提高设计和制造精度。

5）便于企业的内部管理和对外技术交流与联系。

7）能够更加广泛应用标准和标准设计，建立标准库。

2 CAD系统组成与常用CAD软件

CAD系统是以计算机硬件上运行，主要由系统和支撑软件组成，并以应用软件为主的面向设计问题的数据处理系统。

CAD的基本功能包括快速数据运算与几何建模功能、信息存储和快速检索及处理能力等。

系统软件主要是用于计算机的正常运行、操作和计算机程序的翻译与运行，包括windows 7，UNIX以及语言编译系统VB、C++等，支撑软件则是为CAD/CAE而开发的通用软件，计算机分析软件ANSYS/ABAQUS/MARC等，图形支撑软件AutoCAD/Catia等。

世界现在的主流CAD软件如图2。其中CATIA是美国达索公司开发的世界一流CAD/CAM软件。其形成了产品生命周期的CAD/CAM/CAE/PDM的一体化体系，为数字化企业提供电子商务的完整工具，完成了产品从初步设计到售后服务的全过程仿真。能够为机械设计制造及生物能源等各行各业提供各类完整的解决手段。

美国参数技术公司（PTC）的PRO/E的特点是面向对象的参数化建模方法，具有统一的数据库管理功能，其集成了产品设计制造与装配、模具设计与加工、逆向开发与钣金模具制造、产品数据信息处理等模块。且带有多种图形文件接口。其主要是用于机械设计与制造加工企业。

Solidworks也是达索公司推出的针对机械设计与制造加工行业的图形设计软件，其具有操作简单，界面使用方便，菜单可读性强等特点，具有各类数据接口且各类格式通用转换，装配体设计技术采用自上而下的装配方法。

此外，UG的CAM模块，AutoCAD在二维CAD绘图领域都各具特色。

3 结论

CAD技术是计算机信息科学与工程设计相结合形成的新兴科技，作为工程中最有影响的技术之一，在航空航天，机械工程、车辆工程、船舶工程、土木建筑等各行业内广泛应用。在未来，计算机辅助几何设计未来的发展趋势主要体现在智能化，集成化，标准化，协同化/网络化这四个方面。

智能化：通过人工智能理论，将人工智能技术与CAD结合，使计算机学会人类的思考模式和智能决策行为。

协同化/网络化：借助网络技术，进行异地与异时的协同工作与交流，缩短产品设计周期。

集成化：系统内部各模块高度集成。

参考文献

第7篇：计算机辅助设计及制造技术范文

论文摘要：艺术设计领域计算机辅助设计应运而生，计算机辅助艺术设计对现代教育教学即产生了巨大的推动作用，这便促使高校将计算机辅助设计提高到一个重要的位置。但高科技的介入也从另一方面阻碍并制约了现在艺术设计教育教学的发展。

当今社会，随着计算机各项技术的发展，计算机辅助设计得到了社会各界广泛的重视和运用。在艺术设计领域计算机辅助设计也应运而生。所谓视觉艺术，是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。计算机辅助设计软件帮助设计者将作品意图得到充分表现，同样也使用这种先进手段使受众达到精神的审美愉悦。随着人们的生活物质水平的提高，人们的精神水平也在不断提高，视觉品味也随之升高。这都得益于计算机技术的发展推动了人们审美观念的进步，所以计算机技术的发展对于社会和艺术设计产生了不可低估的强大作用。例如在平面设计中标志设计、招贴设计、版式设计、字体设计使用电脑制图辅助设计比比皆是。在环境艺术设计中室内空间设计、景观设计、家具陈设等大都也都是利用计算机设计方案。

1 计算机辅助设计对现代艺术教育教学的推动

计算机辅助设计是计算机技术与艺术设计相结合的边缘学科。它在设计的艺术创造规律、形式美法则等方面与先前传统的艺术设计是一样的。只是在完成途径与传统教学大不相同。并且得到的作品效果较从前的传统教学相比大有提高，教学效果从理解专业课程的角度来讲，效果较从前要好。

以三大构成学科为例，在三大构成设计中：①平面构成的训练基本可以分为重复、近似、发射、渐变、特异、密集、肌理等几个大类。以重复和特异为典型例子，大量相同单元形的重复出现可以体现出整体感、秩序感、节奏感和韵律感，从而制造出强烈的视觉效果。在传统的基础训练中，手绘是唯一办法。但耗时不短，以有作用骨骼和绝对重复为基本条件，以基本可以形成规模的单元形数量来训练，想要达到理想效果并突显其构成特点，一般要花上好几个小时。而这只是平面构成中一个小的单元，所以考虑到学生的手绘能力与程度，一般在作业中省去几个单元，只挑选相对重点的单元进行手绘练习。在练习过程中很多学生有畏难情绪，很多好的想法被复杂的形式所打断，不再考虑。②再有就是在色彩构成明度训练中的九调训练。九个调子要分别调色组合表达以达到某一种效果，从而理解色彩之间的关系和实际应用效果。在这个训练中，几种颜色的分阶段渐变以及画面中的平涂效果都将会影响学生对色彩关系的理解。颜料脱胶、调配、绘画功底都将在很大程度上制约着画面质量，从而影响学生的理解程度。③在立体构成训练中，点线面体块的练习必不可少。材料的寻找以及制作对于高职学生有一定的难度。这也阻碍了学生在形式上的发挥，影响作业效果，也影响对立体构成设计的的理解。

计算机辅助设计介入到三大构成教育教学中后，上述情况得以改观。首先，作业可以较从前多布置一些草图，让学生多几种想法，在很多种设计方案中选取几幅作为作业。这样可以得到最好的设计结果，使学生从大量的手工作业中摆脱出来，而且不用再考虑手绘功底给作业带来的影响。其次，使学生将重点放在设计想法上，用更多的时间来拓宽自己的设计思路，锻炼自己的设计思维。最后，在修改作业方面，用计算机软件制作的构成作业也体现出巨大的优越性。随时可以修改画面效果，其灵活性可塑性都是手绘作业所不能比拟的。

再以建筑环境艺术设计为例。第一、手绘的室内外空间设计效果单一，真实感差，与设计出的实体有很大的差距，而设计师的目标正是使效果图具有和最终场景相同或接近的真实感，能够模拟和演示即将成型的空间设计的最后效果，具有非常高的参考价值。在实际教学中就是学生要以效果图来表达自己的想法和多种设计方案，要将设计方案表现的淋漓尽致来提升自己设计理念与目的，从而完成教师布置的作业。由于绘画基础和表现技法以及工具的制约会使学生的设计效果大打折扣，也使自己的设计意图暗淡无光。第二、手绘效果图在速度上同使用计算机软件设计效果图也有很大差距。手绘效果图占用了大量时间，使学生将丰富多样的富有实际意义的想法因为时间原因而被搁浅。所以在教学中也不能满足学生提交多种方案的速度要求。第三、用手绘效果图由于数据的误差较大，作为实体的参考依据已不能满足现代社会对设计表现的要求。

从前在教学中手绘的建筑环艺的效果图主要以静态为主，以很多各个角度的场景做辅助，来了解设计单体之间的关系和相互之间的影响。这种方式只能给人一种片面的印象，而没有身临其境的感受。而学生则可以利用先进的计算机软件（主要是通过3DSMAX，Lightscape，Photoshop等计算机软件）创造出审美对象、设计方案，不仅可以制作出事物及场景的外观效果，还可以将筑物内部空间的效果让人一览无余，而且还可以让人们能够在即将设计出的未来建筑物中漫游（利用3DSMAX软件的三维动画功能）。在这里计算机软件制作的效果图以虚拟现实的技术实现了真是的三维的场景。这样便可以全方位、多角度的在场景中漫游，也使教师与学生可以从多个角度研究推敲设计方案，得到最客观的结果。

从环境艺术设计效果图的最终效果而言，计算机辅助设计帮助学生将图纸以最精美和最精确的一种方式呈现在教师和众多同学面前。而在设计过程中，在环境艺术的室内或室外的设计从一开始就能以可视的、动态的方式全方位展示设计实体所处的地理环境、实体外貌和各种附属设施以及实体内部空间的效果。计算机辅助设计最终成为设计方案及装修效果展示、教师对作品评价的有力工具。

2 计算机辅助艺术设计对现代教学的制约

现代艺术设计经过近百年的历程，虽然与计算机技术的相结合，得到了从内容到形式上的变化和发展，但是目前一些设计似乎走进了一个误区，好像电脑画面效果越精美就越能吸引人，越能体现其设计水平。很多学生在做平面设计类作业时忽略原创想法，只想借助高科技手段将美轮美奂的精美图片进行简单拼凑，以求得在设计视觉上的冲击，以此掩盖设计理念想法上的空洞，却不知这种片面追求画面效果不但是舍本逐末，而且近于无的放矢。将应该关注的内容放在了一边，以高科技为借口将设计想法掩埋在美丽的视觉效果下。学生正确方式应该将原本要学习内容理解消化，然后借助计算机辅助设计表达出自己的想法。因为一切技巧必须从内容出发，目的是为了传达设计所要表达的信息，技巧不过是一种比较先进的手段，是用来辅助制作最终效果的。

计算机辅助设计进入到设计教育领域，减少了一些由于小的误差而出现了多种设计方案的可能性。做过设计的人都知道，手绘草图虽然费时而且不太精准，但是正是由于这些原因也会为原本已经僵化的设计思路打开一条很偶然的通道。手绘的人为因素比较多，多种画笔的应用，会带来多种肌理效果，突然画歪的一个线条有可能就可以演变成另一个设计方案。在教育教学中，对于正在学习设计的学生来讲，这无疑可以为他们的设计思路多一种可能性而埋下伏笔。从而缓解肠思枯竭的学生们“憋不出”设计方案的状态。计算机辅助设计的出现加快了设计想法“成型”的速度，过程相对简单，这也不利于教学中学生对教学内容的理解。而手绘作业在绘制过程中可以控制其消化理解的节奏，在学生将设计想法付诸实现的过程中把课上所学的概念内容逐步消化理解。

在教育的大的指导方向上有很多高校似乎也进入到了一个误区。有很多设计课程被简单的加入到计算机专业中去，或是将艺术专业与计算机专业合并共同培养人才。这些都是高科技出现的弊端。社会对新型人才的需求，使高校中新的学科和课程急剧增设。例如：电脑广告设计、动漫设计、网页制做、数码影像设计等数码艺术课，但在增加的同时也要符合教育的内在规律。艺术教育教学由此走到了了一个模棱两可的地步，是培养计算机人才还是培养艺术人才？然而计算机的软件制作与艺术设计并不矛盾，只是要在艺术的前提下，利用先进手段提高设计的表现力。

3 总结

计算机辅助设计的出现推动了现代设计的教育教学，使学生在设计学习中进入到了一个非常先进的领域。计算机辅助设计的出现提高了学生的设计思维，拓宽了学生的设计思路，但同时也在很大程度上制约了艺术设计教育教学。所以，高科技的介入要在某个前提下有度的实施。但无论如何，计算机辅助设计最终会进入艺术设计教育领域，这无疑是历史的进步、艺术的拓展和教育革命的成果。我们在教育教学中更应不断地更新观念，接受新的高科技手段来服务于教育教学。

参考文献：

[1]电脑在平面设计中带来的革命《世界现代平面设计史》王受之.

[2]对数码技术的理性思考《数码设计》2001/3.

第8篇：计算机辅助设计及制造技术范文

（1.滁州城市职业学院，安徽 滁州 233100；2.湖南工业大学，湖南 株洲 412007）

摘 要：本文介绍了系统的包装设计教学模式，结合专业教学具体展示了“五维一体”计算机辅助包装设计教学模式的体系构建，并对“五维一体”教学模式的市场应用前景做出预测.

关键词 ：五维一体；计算机辅助设计；艺术设计专业

中图分类号：G642.4文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）08-0263-03

基金项目：该项目为2014年安徽省质量工程教学研究项目“艺术设计专业‘五维一体’式计算机辅助设计教学体系研究”的结题成果，项目编号为：2014jyxm520.也是2014年滁州城市职业学院院级质量工程教改项目“艺术设计专业‘五维一体’式计算机辅助设计教学体系研究”的结题成果（jy201402）

目前，包装设计中已有许多工作可由计算机辅助完成，如用AutoCAD等可完成包装的结构设计，用Photoshop、3DSMAX等可完成包装的平面装潢设计和造型设计，用 ANSYS等可进行复杂包装系统的受力分析和缓冲包装设计，用专用的包装CAD可完成包装设计的几方面的工作.但是用这些方法进行包装设计，往往要用到几种软件，而且学生在学习过程中眉毛胡子一把抓，没有侧重点.上述现象出现的根源在于计算机辅助包装设计的教学模式不完善.不管是设计院校还是计算机辅助设计培训机构都忽略了对包装设计专业基础知识以及与包装设计紧密相关的五大类软件的教学系统.从目前包装设计教育来说，学术界很少有专门针对包装设计方面计算机辅助设计教育的研究，因此应用“五维一体”计算机辅助设计教学模式，具有现实的指导意义.

1 “五维一体”式计算机辅助设计教学模式概述

“五维一体”式计算机辅助设计教学模式是专门针对包装设计专业，在整理、吸收、借鉴国内外研究成果的基础上，吸取各大软件的精髓，就包装设计专业师生的需要进行提取、归纳、总结，构建一个更加科学、合理、完整的教学体系.解决了传统的包装设计教学中的难题——包装产品门类繁多，变化迅速的特点，与日新月异的市场变化息息相关.在空间上横向跨度大，在时间上变化历程短.成为包装设计领域的一项新内容.

运用该教学模式进行教学及设计创作可使包装设计作品从包装外形的线架结构的制作到多角度的虚拟展示过程缩短.将设计作品五维空间演示后，可获得不同的效果，使客户有更多的选择，更有利于设计加工；同时，运用“五维一体”式计算机辅助设计教学模式可便捷快速地修改设计方案，可以按照设计意图进行修改，而不会看到任何修改的痕迹，提高了设计的效率，而且可以达到传统教学方法所无法达到的高效率、高清晰度，使设计效果图逼真丰富.通过“五维一体”式计算机辅助设计的处理，完成设想的空间造型和材质效果，取得更理想的效果，并可提供多方案.在实际的设计实践中，用“五维一体”式计算机辅助设计技术而获得形体，不需要过早地直接加工实际包装造型，可以压缩设计时间并节约物力成本.

2 “五维一体”式计算机辅助设计课程体系组构

根据包装设计的要求，在建立“五维一体”式计算机辅助设计教学模式之前，先分析进行包装设计的一般过程.虽然包装设计要考虑多项要求，设计中还涉及到技术和艺术两个领域，每个具体的设计也会因问题的侧重点不同而使设计过程有所变化，但一般都要经过以下五个教学模式.

以上五个教学模式实际上就是包装设计的五个环节，每个环节都有工作要求，而且都会有相应的结果.因此可根据以上设计过程建立包装设计系统，建立一个由一维包装施工图的制作、二维包装装潢设计、三维包装造型设计、四维包装设计品的虚拟多媒体展示、五维网络交互等五大教学任务组成的计算机辅助包装设计教学系统.系统各部分相对独立，又互相连接，实现计算机辅助包装设计.下面就对该系统五个模块的功能、通过的技术手段、教育模式等进行探讨.

2.1 一维——包装施工图绘制中CAD的教学重点

Auto CAD是计算机辅助设计绘图软件，也是当今最流行的CAD软件之一.作为功能全面的CAD软件，Auto CAD具有完善的图形绘制功能和强大的图形编辑功能，有效地提高绘图效率，具有较强的数据交换能力.Auto CAD不仅有完整的一维包装容器外形的线架结构以及施工图的制作功能，二维功能，还具备三维功能.它具有功能完善、易于掌握、使用方便、体系结构开放等优点，在包装设计行业的应用十分广泛.在包装装演设计中，包装容器的造型设计，包装盒的结构设计都需要Auto CAD软件来辅助完成.下面我们侧重就它最强大的功能——包装容器外形的线架结构的绘制功能做具体介绍.

如在化妆品的包装设计中，使用CAD的一维功能，按照预先设计和计算好的尺寸绘制形体.形体的绘制一般比较简单，利用基本的绘图工具即可.盒盖、盒底的绘制略微复杂一些.但在Aut0CAD中，利用基本的绘图工具和编辑工具即可轻松完成.常用的盒盖、盒底结构可用AutoCAD的“写块(wblock)”操作保存起来，建立容器片零件库，以后绘制类似的结构时可调用零件库中的结构图.还可建立盒型库，将已绘制的结构展开图保存起来，在绘制相同结构、不同尺寸的容器时，从盒型库中选择所需的盒型略做修改即可.

2.2 二维——包装视觉传达设计中的计算机辅助设计教学重点

包装设计师在收到包装容器外形线架结构设计图的同时，可以开展包装外观设计工作.通常步骤为：用Coreldraw软件输入经过AutoCAD处理并存储的WMF格式矢量文件然后进行文字图片设计工作.其中图片处理工作由 Photoshop等图形处理软件进行加工，在包装外观图设计完成后需要对色彩进行处理，利用软件把图片处理成为后续印刷加工需要的CMYK色彩格式，从而实现从印前到印刷整个过程颜色输出的一致性.

下面就Photoshop和Coreldraw进行提取：

Photoshop是目前较流行的平面设计软件，以强大的图像处理功能见长.Photoshop的工作对象是像素，在自然界里，所有的颜色和图片的微小变化都可以用像素来实现.Photoshop可以支持多种图像格式和色彩模式，能同时进行多色层处理，它的图像变形功能可用来制造特殊的视觉效果.Photoshop具有开放式的结构，能接受广泛的图像输入设备，是高质量彩色桌面印刷系统、预印、多媒体、动画制作、数字摄影和着色技术的保证.它制作出来的图片效果可以达到以假乱真的程度，它的许多技术在现代广告、影视和三维动画制作以及包装装潢中都得到了广泛的应用.

Coreldraw软件集绘图与排版功能于一身，具有很强的兼容性，几乎支持所有的图形图像格式，而且完全支持电脑分色制版.另外，它操作简便、应用灵活的特性给设计者带来了极大的便利.Coreldraw是一个基于矢量的绘图工具软件，所谓矢量图形，也称为面向对象的图像或绘图图像.矢量文件中每个对象都是自成一体的实体，可以多次移动和改变它的属性，而不会影响图例中的其他对象.基于矢量的程序适用于设计制作新的图形，它们通常要求能创建和操作单个对象.基于矢量的绘图同分辨率无关，这意味着它们可以按最高分辨率显示到输出设备上，这就使得设计人员在进行简单或复杂的技术图例设计时得心应手.Coreldraw的加强形文字处理功能和写作工具亦不同凡响，可以使用户在编排大量文字版面时比以往任何时候都更加轻松自如.在食品包装装潢设计完成了主体图像之后，根据设计要求仍需要有一些装饰图形以及说明文字和图形的编排.这时，使用软件的贝塞尔曲线工具可以创建任意形状的装饰图形，并根据设计要求给图形配上合适的颜色.然后使用文字工具和编排功能，对外包装盒体上的文字和图像进行位置安排以及图形和文字的混合编排处理.这样，包装装潢设计的三要素（色彩、图形、文字）就基本完成.

2.3 三维——包装造型设计软件教学

传统的包装造型往往以石膏为原料来进行模拟设计，其缺点是显而易见的，费时费力且发现问题时也不便于修改.传统设计效果图的表现也往往以手绘的方式来完成，过程繁琐、周期漫长、修改困难，产品空间体量的关系、表面的肌理效果难以表达清楚，表现手法也受到很大限制.针对这些问题，“五维一体”式计算机辅助设计体系提出三维软件在包装设计中的应用这一模块，采用三维实体制作的方式来进行包装设计，实现三维空间任意角度的变换、各个视图快速切换、参数快速修改和灵活多样的材质模拟并能渲染获得包装设计的最终效果.与此同时，还可以在虚拟空间中进行造型的深入探讨、参数修改、场景创建、灯光效果、形体变化、动画演示等综合造型创造活动.三维包装效果图是通过较为直观、形象的方式传达设计者的设计意图和视觉美感，是设计者交流、探讨、研究设计方案的专业语言之一，也是和客户沟通的唯一视觉信息，运用3DMAX可以很方便地完成这一诉求.

在“五维一体”设计方法中，“三维”部分主要通过三维设计软件与一些专业的插件，进行包装容器的三维模型制作、材质贴图、灯光、渲染等几个方面的工作.因为包装容器造型设计较工业产品设计、动画设计、视频编辑来说非常简单，只需熟练掌握3DMAX或玛雅等三维设计软件的部分功能，便可以制作出非常专业的造型.

2.4 四维——包装设计品的虚拟多媒体展示教学模式

前面提到一维、二维以及三维包装设计，但是目前应用于包装设计中的软件大多停留在二维设计，设计出的产品不直观，难以让用户立刻欣赏到成型后的产品效果，这将极大地制约着变化多样、丰富多彩的包装设计.而已经开发出的三维包装设计软件，虽然克服了二维设计单调的缺点，但由于其设计开发周期长的缺点将难以适应迅速发展的包装设计的需求.而采用虚拟现实建模语言VRML (Virtual RealityModeling Language)不但可以生成逼真的三维包装设计，产生动画效果，让用户直接观看产品的成型效果，可以加大产品的交互性和灵活性，还由于生成的可执行文件很小，使得用户可以直接从网络便捷地观看到印刷包装企业提供的包装设计，大大地节省成本，提高了工作效率.在此笔者把包装虚拟展示设计定位成四维设计，把交互式设计定位成五维设计（这种界定有待探索）.虚拟现实技术将对包装设计提供更为广阔的天地.[1]

虚拟现实建模语言VRML是一种四维造型和渲染的图形描述语言，通过创建一个虚拟场景以达到现实中的效果，并且可以在网络中创建逼真的四维虚拟场景，改变了网络上2D画面的状态，实现了3D动画效果，特别是改变了网络与用户交互的局限性，使得人机交互更加灵活、方便，使得虚拟世界的真实性、交互性和动态性得到了更充分的体现.[2]

鉴于VRML完善的标准和技术的不断成熟，完全可以把VRML应用于包装设计工作中.虚拟现实技术与包装设计有机结合，为我们创造出了对传统媒介形式来说不可能显现的视觉效果，提供了一种全新的视觉经验，使得计算机数字技术与虚拟现实技术创造艺术的可能性得以实现，已远非其他设计手段所能比拟.虚拟现实技术与包装设计有机结合，创造出了一种有别于传统设计方法的全新的设计活动形式.运用虚拟现实技术设计的包装，不但可以达到商品的特殊性与艺术性的有机结合，而且可以把企业推向一个新的发展平台，迅速提高产品在国内外市场的占有率，使之在国内外激烈的市场竞争中永远立于不败之地.

2.5 五维——网络交互式教学模式

交互设计（Interaction Design），具体来说，就是指设计师对产品与它的使用者之间的互动机制进行分析，预测、定义、规划、描述和探索的过程，即设计和定义使用者如何使用一种产品达到其目标，完成某一任务的过程.交互设计是关于创建新的用户体验的问题，其目的是增强和扩充人们工作、通信及交流方式的应用范围.它是一项技术，更是一项设计工作.在这一工作中，设计师旨在提高所设计产品的可用性，从而使用户产生愉悦感，并且在这一过程中了解目标客户的需求.对于交互设计来说，是生产有用、易用和乐用的软件产品的过程，这就不得不提到工业设计和包装设计.工业设计从一开始就是建立在机械、人机工程、生产过程、市场和美学的综合的基础上的，这些原则同样可以被引入到软件工业.而包装设计作品是最直接与人眼接触的，但是它缺乏与人沟通的途径和整合工程约束的能力.所以，将两者结合交互软件以后，包装产品就像有了灵魂一样，通过交互的方式使包装设计的作品展现出来.

事实上，类似的交互设计已普遍使用.例如超市货品的条形码扫描，但条形码只能反映出实物的代号、名称、价格等简单信息，但对进货源，超市柜台的摆放位置、剩余数等信息却难以反馈.而将实物进行虚拟化后，就能在计算机中模拟出整个超市的虚拟平台，及时反映出缺货和囤积的情况，还可以反映出人流量分布、货品摆放时间等信息，以便于管理者及时做出相应的反映.此外，虚拟化还可以在机械工程、游戏产业、电子商务、辅助设计等方面得到较好的利用.[3]

3 结语

计算机辅助设计软件已经在包装设计中发挥越来重要的作用，给包装设计带来了新的设计方法和设计概念.当前的一些设计院校对计算机辅助包装设计的课程体系的设置，一般都还停留在学习掌握单个软件的水平.引入系统的概念，应用“五维一体”计算机辅助包装设计教学模式，研究出“五维一体”计算机辅助包装设计教学课程体系，才能使计算机辅助设计软件在包装设计中发挥更重要的作用.开发这样一个教学体系，需要从其他领域借鉴一些成熟技术，需要重新开发一些专用软件，需要建立相应的师资队伍，是一个庞大而复杂艰巨的工作.然而从市场角度考虑，“五维一体”的计算机辅助包装设计教学模式值得进一步开发和推广.

参考文献：

〔1〕陈定方，罗亚波.虚拟设计[M].北京:机械工业出版社，2002.2-5.

第9篇：计算机辅助设计及制造技术范文

引言

计算机辅助技术的发展和普及，带动着机械加工行业发生很大的变革，计算机辅助分析在机械加工中的应用已经成为一个企业竞争力水平的标志。就目前来看，机械产品的更新越来越快，实际生产中对产品的质量要求也在提高，除此，零件设计的形状也更加复杂多样。常规的加工手段已经难以满足其生产的要求，计算机辅助分析制造（cAM）便是最佳的解决方案。借助于计算机辅助分析，将加工工件的基本的信息输入到计算机软件中，计算机就能够自动的分析出该零件加工所需的最佳的制造工序和工艺配置，这样进一步如果和数控加工技术相结合会在很大程度上实现信息化、智能化的发展。计算机辅助分从另一个角度来说是可以起到连接设计和制造的作用，设计目标只能通过工艺过程分析才能生成制造产品，设计只能通过工艺分析才能与制造实现信息和功能的集成。

1.计算机辅助分析技术软件

机械加工中的计算机辅助分析有许多技术，其中应用最多的是辅助制造（CAM）和计算机辅助工艺过程设计（CAPP）。辅助制造（CAM），顾名思义就是通过计算机来帮助完成产品的生产制造的过程，涉及制造加工的工艺过程、工装设计、数控加工程序控制、制造控制以及质量检测等诸多方面。而计算机辅助工艺过程设计（CAPP）是指借助于计算机通过分析机电产品的设计信息和加工制造的工艺信息，来确定该产品最佳的加工方案。其中CAM也可以完成一部分这样的工作。

1.1辅助制造（cAM）

CAM是一种集成化的数控加工程序，在工件加工过程中帮助确定、细化、生成加工零件的加工参数设定、加工刀具的选择、刀具轨迹计算甚至自动的对加工过程模拟以帮助完成最优化的产品加工。通常该软件程序都不是单独使用的，而是和数控加工、CAD、CAPP等共同应用的。常用的制造类的软件有Master CAM，Art CAM，Cima tron等，一些平面绘图设计软件有时也能完成辅助制造的任务，如Auto CAD、CAXA、PR0/E、3DMax等等。

1.2计算机辅助工艺过程设计（CAPP）

CAPP是机械加工信息化发展的一个方面，实现机械加工中信息资源的共享。利用计算机技术建立零件信息的数据库系统和工艺参数数据库，便于加工工程师对信息的获取和使用。数据库的信息主要来源于以下：1）加工工艺设计工程师的信息记录；2）工程图纸中加工数据的采集；3）对加工零件标准化的加工信息的汇总收集。作为机械加工中一个重要的分析软件，可以提高企业标准化的加工制造，提升产品质量，是现代化制造发展的必须。

2.CAM的前置处理与后置处理

前置处理即是在加工的前期阶段对刀具选择、加工工艺配备、走刀路线进行一系列的计算来生成最优化的加工工艺。首先，对所要加工工件的信息进行必要的分析，生成数控加工的可行性程序；然后，对利用计算机软件进行模拟加工和造型设计；其次需要对CAM数据输入进行检验。一方面要检验能完整读取取不同CAM软件的输出数据；另一方面也是检验软件加工工艺可靠性。最后，是进行实际的批量化生产。

后置处理是CAM系统和机械加工中的链接桥梁，数控加工中是重要的一环。后置处理直接对加工零件的质量负责，直接作用于CAM的效果和加工零件的优劣，在一定程度上影响机床的工作效率。后置处理其本质是对数控加工机床和加工程序之间的优化，不同类型的数控加工机床对加工程序的格式和指令的要求不一样，而加工文件程序和代码也需要相应的机床来配合。现在一些CAM软件系统中都自带后置处理的部分，能够自动的将数控加工程序自动的生成数控机床识别的NG代码。

3.CAM计算机辅助分析与其他技术的结合

3.1 CAM与数控技术的结合

机械加工产品的最终还是要取决于数控技术的，数控加工阶段是产品的定型完成的中心环节。数控机床是机械制造中核心性的代表，是集多种学科技术于一身的综合性技术。通过微电子和计算机自动化来智能化、信息化的来对加工车床精细化的控制，这样制造的产品无论是质量还是精确度都能达到很高的要求。尤其是对形状复杂的零件的制造更具有优越性，并且数控加工的材料选择范围也不仅仅局限于金属材料，ABS、尼龙、透明亚克力等材料都能够利用数控车床进行加工。计算机辅助制造（CAM）在一定范围内也是对数控加工程序的编控。根据设计的工件的信息通过C/h～p的工艺生成细化的加工工艺程序流程，然后在CAM中进行模拟仿真的加工，在CAM阶段在转换生数控机床可以直接识别的NG程序代码，进一步的通过对数控机床的控制来指导实际的机电产品的生产制造。最终完成产品的过程还是要依赖于数控技术，数控机床是加工阶段的核心所在，CAM只有和数控技术的完美结合，相衔接才能够最终保证加工零件产品的质量。

3.2 CAM与CAD

CAD作为是产品设计的核心手段之一，其设计的零件的最终表达需要CAM的配套使用。CAM能够实现CAD与数控加工之间信息的交换和共享，CAD＼CAM集成系统则可实现两个系统直接最大化的链接，在CAD中可以实现设计产品的三维立体化的模拟，而在CAM中也可以通过调取零件参数来完成一部分产品的设计工作。而随着机械加工的发展，CAD和CAM集成化的发展开发机械加工软件系统的一个重要的方面，甚至于出现计算机集成制造系统（CIMS），直接的将产品的设计和产品的工艺加工制造融合到一套系统中，从而节省信息交换的过程，提高生产效率。

4.结语

在现今智能化的发展背景下，机械加工制造业迎来了智能化、集成化的发展。借助于计算机辅助技术大大提高机械产品的加工效率，提高产品的质量，增加企业的市场竞争力。这也可以为产品的设计过程提供很大的空间，在增加产品设计工艺的同时缩短产品的设计周期。这也是智能化加工制造发展的必要，谨希望笔者的研究能够为实际的机械产品制造提供指导。

参考文献

[1]刘劲威. 计算机辅助设计在机械设计中的应用分析[J]. 科技与企业，2013，02：98+i00.

[2]朱庆太，李伟，李志红.计算机辅助设计在机械加工中的应用[J].装备制造技术，2012，i0：50 51+57.