计算机辅助设计和制造

一种计算机技术

电子计算机、图形显示工作站、数据库和数控设备综合应用于飞行器设计和制造，借以加快研制进度，提高飞行器性能的技术，又称设计制造一体化。它是飞行器设计和制造的有力工具。

发展过程

在飞行器设计中，起初电子计算机仅用于复杂的工程分析计算，如飞行器表面流场的计算，复杂结构的应力分析等。大型数控绘图机和通用绘图软件以及交互图形显示器的出现，使设计人员可以用光笔在图形显示器的荧光屏上生成和修改图形，实现人机对话式的操作，从而把人的思维、判断能力与计算机的高速运算和记忆能力结合起来，形成计算机辅助设计。与此同时，数控加工技术也在不断发展。70年代以后逐步形成了完整的计算机辅助设计和制造系统，这种系统利用数据库和网络通信直接传输飞行器有关数字信息，可以把设计与制造过程紧密联系起来，使飞行器设计和制造发生重大的变化。

作用

应用计算机辅助设计和制造系统，通过数据库数据的存取达到设计信息向制造部门直接传递，使图纸和文件的发放工作简化和加快。系统在很短的时间内能进行大量的复杂运算，有可能对很多方案进行快速的分析和评价，从中选出最优的设计方案。这在手工计算中是不可能做到的。

应用系统的图形工作站完成飞行器的总体布置、外形设计、结构打样、系统安装和完成各种生产图纸。各个设计组可以平行作业，对设计方案进行反复的检查、协调和修改。其工作的灵活性、速度和准确性远远超过绘图板、计算尺和丁字尺之类的绘图工具。

在飞行器制造阶段，计算机辅助设计和制造系统能够运用已有的设计信息设计零件的制造工艺过程，设计成形、加工、装配和检验的全套工艺装备，快速生成数控加工和数控测量的控制带。这样就能减少工艺准备时间，并使制造中的互换协调要求得到保证。

技术基础

计算机辅助设计和制造的技术基础有4个方面。

应用计算机辅助设计和制造技术时，飞行器部件的几何外形要用数学表达式来表示，称为外形数学模型。为适应电子计算机计算和探索适用的外形数学模型，建立了计算几何学学科。常用的描述外形的数学方法有分段二次曲线、参考样条曲线和曲面、孔斯曲面、贝齐埃曲面和 B－样条曲面等。

包括图形显示的硬件技术、基本软件和各种算法。它们是实现交互式设计的必备工具。可以生成各种图形和字符，将图形放大、缩小、平移、旋转、修改、消除隐藏线、产生明暗度和色调等。

在飞行器的设计和制造过程中，用户在数据库中存取信息，实现数据的统一管理和传递。数据库系统除计算机外存贮器（磁盘、磁带）中的大量相互关联的数据外，还包括处理数据的软件以及支持这些软件的硬件。数据库的管理系统是数据库系统软件的核心部分。

应用数控技术可直接调用设计阶段形成的数字信息，经过处理后用来控制机床和其他加工设备，加工出所需的零件。数控技术不仅用于加工，也用于绘图、测量、弯管、钻孔和铆接等。

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