基于逆向工程的工业设计及制造的发展趋势与方向*

工作报告 |

时间:

2021-09-04 10:44:51

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摘要:现代工业的发展使各行各业的产品更新速度加快,对产品(机械)的需求量加大,向着信息化、数字化等方向发展。产品设计及制造需要以企业产品实际生产过程为主线,以先进制造技术为核心,基于逆向工程构建“精密检测与产品快速数字化设计与制造”的三维立体创新设计与制作平台。

关键词:工业发展;逆向工程;先进制造技术

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1671-0568(2014)05-0039-02

基金项目:本文系广东省高等学校教学质量与教学改革工程项目课题 “机电类专业实践能力培养关键节点资源配置与质量控制的探索与实践”(编号:20120202050)的科研成果。职业教育发展于工业革命所带来的产业结构调整需求,一个国家或地区的经济发展模式和水平、市场理性化程度、产业与企业结构、劳动力市场模式,都会直接影响职业教育的模式、规模、课程。当前,职业教育已成为现代国民教育体系的重要组成部分,也是经济社会发展的重要基础。结合产业发展需要,设置科学、合理的职业培训体系是人才培养的关键,职业培训体系的建设不是简单地采购实训设备,而是包含了专业开设、课程设置、教材选编、实训中心建设、师资培养、校企合作等环节及其体系建设中获得一定技术支持与服务的整体系统工程。

一、工业设计及制造现状

机械制造是我国的重要支柱产业,已被国家正式确定为基础产业,并在“十五”规划中列为重点扶持产业。现代工业的发展使各行各业的产品更新速度加快,对产品(机械)的需求量加大。要振兴装备制造业,改变产品结构,都需要发展机械。同时,国内汽车工业、电子信息产业、家电和建材行业及机械工业的高速发展为产品(机械)提供了广阔市场。

“十五”期间,我国机械制造业年均增长率15%,机械制造总产量占全世界总量的8%左右。“十一五”期间,机械行业年增长率在12%~15%。随着汽车、IT、航空灯相关行业领域高速发展,机械行业日新月异、高技术含量机械成为“十二五”的发展重点。2013年增长率保持在15%左右,我国已成为机械生产大国,进入世界领先行列。精密机械已使机械行业成为一个与高新技术产品互为依托产业。

机械行业目前正面临前所未有的发展机遇,已进入由量变转向质变、产业加速升级的关键时期,而信息技术则成为提升机械制造技术水平、推动机械技术进步的关键因素。CAD\CAE\CAM一体化技术应用,快速原型制造技术应用,使机械设计制造技术发生了重大变革。

我国机械行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿和多功能方向发展,工件生产将向信息化、数字化、精密化、无图纸、自动化方向发展,机械企业将向技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。

二、高职院校机械专业教育需求

职业技术教育是现代国民教育体系的重要组成部分,也是经济社会发展的重要基础。大力发展职业技术教育,是落实科教兴市战略、加快广州市经济结构优化升级和经济增长方式转变的重要途径,是加快社会主义建设、推进劳动力转移就业的重要举措,是构建终身教育体系、提高劳动者职业能力、促进充分就业、建设和谐广州和现代化大都市的必然要求。

由于产品(机械)种类繁多,传统与现代机械企业并存,现代技术的应用程序相差很大。在传统的大中型企业中,高职生大多在机械制造、装配、调试等第一线岗位。但现代企业的大型工具软件集成化程度较高,高职生可从事机械设计、成型工艺与机械制造工艺。目前,在民营小型机械企业,高职生可从事机械设计、成型工艺及制造全程的各个岗位。就业的首选岗位主要有四个:机械设计员——从事机械设计、机械工艺员——从事机械制造工艺编制、数控机床操作工——从事机械零件的加工、机械装调工——从事机械装配调试工作。

高职院校产品(机械)设计与制造专业要想提高人才培养质量,关键是要对人才培养目标进行准确定位。这是一个系统工程,要解决的是“培养什么样的人”和“怎样培养”的问题。为满足社会需要、适应企业生产需求、更好地为企业提供技能型人才,学校必须通过改革开设新的内容,培养贴近企业生产、服务、技术和管理等一线岗位要求的高素质技能型人才,缩短企业培训时间甚至直接上岗,为企业带来更好的经济效益。笔者建议统一安排,针对制造业行业结构变化及时调整专业方向和课程设置,培养适合行业发展的高素质实用型人才。

三、建设思路

1.发展基础。①技术人才需求量大,高新科技产业的发展需要更多高素质的机械人才;②努力打造现代化机械专业,培养新型技能人才,避免与其他院校在传统机械专业上的激烈竞争;③新型产品(机械)设计、检测实训条件已为现代机械专业建设打下一定基础。

2.主要思路。①夯实传统机械类专业建设基础,发展特色;②努力打造先进制造技术专业,开拓新领域;③发展工业设计专业,提升新技能;④结合机械制造专业基础,构建强大的机械专业集群。以企业产品实际生产过程为主线,以先进制造技术为核心,构建“精密检测与产品快速数字化设计与制造”的三维立体创新设计与制作平台,开展对专业群内各模块的指导建设及帮助,促进机械专业建设的系统化大发展。构建从工业产品设计(产品造型设计、逆向工程、快速原型)——机械设计(分模、模流分析、结构设计)——备料(材料性能检测、切割)——产品加工(数控加工、特种加工)——产品检测(精度检测)——装配——成型流程中相关打磨、抛光、修模等工序完整的设计与制造教学与培训体系。

四、综述

目前的逆向工程技术在职业院校专业教学中几乎处于空白,可构建以逆向工程技术、快速原型技术为基础的机械造型设计与快速制造技术模块的课程教学体系,促使高速扫描及数字化系统在逆向工程中发挥更大的作用。目前,高速扫描机和机械扫模系统已在我国得到广泛引用,并取得良好的效果,该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了机械的研制周期。有些快速扫描系统可安装在已有的数控铣床及加工中心上,高速扫描机的扫描速度最高可达3m/min。扫描系统已成功应用在汽车、摩托车、家电等行业,相信在“十二五”期间将发挥更大的作用,而逆向工程和并行工程将在今后的机械生产中发挥越来越重要的作用。

随着计算机技术、激光成形技术的发展和新材料的研发,快速原型制造(RPM)已成为应用广泛的全新制造技术,它基于新颖的离散/堆积(即材料累加)成形思想,能根据零件CAD模型快速自动完成复杂的三维实体制造。RPM是集精密机械制造、计算机、NC技术、激光成形技术和材料科学最新发展于一体的高科技技术,运用RPM技术只需传统加工方法所需时间的1/3、成本的1/4。因此,逆向工程技术与快速制模技术、快速原型制造技术相结合,将是传统机械设计及制造技术的发展趋势。

参考文献:

[1]邵健等.基于特征技术的注塑模具型腔设计制造系统[J].浙江大学学报(工学版),2006,(3).

[2]朱贺等.塑料模具制品快速创新再设计与逆向工程[J].装备制造技术,2008,(12).

[3]刘洋等.快速逆向工程技术及应用[J].机械,2009,(5).

[4]张国智.精密与特种加工技术[M].武汉:华中科技大学出版社,2008.

[5]张建华.精密与特种加工技术[M].北京:机械工业出版社,2013.

(编辑:易继斌)

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