数字化技术的应用为现代工业创立了一个新的局面。设计过程的数字化是现代设计技术的发展趋势。现代产品设计中对换热器零部件设计的高效性、可靠性和节约性都有了更高的要求。通过运用CAE数字化仿真技术辅助设计可以提高产品质量、性能和可靠性,缩短产品研发周期,节约成本。因此,CAD/CAE数字化设计与制造技术在机组换热容器产品开发中的应用日益普及,为产品的快速、高效和绿色开发设计提供了可能。本文首先对中央空调制冷机组管壳式换热器CAD建模并进行了结构有限元应力分析,其次对应不同的制造工艺设计了三种水室结构,分别对其结构进行强度计算、仿真分析和方案优选,并论述了基于无模数控成形快速制造技术实现新型水室的绿色制造,主要包括以下三方面内容:(1)根据换热器相关行业标准及专业设计模块,基于SolidWorks三维设计软件包对中央空调用制冷机组的管壳式换热器结构零部件进行了 CAD建模并通过有限元方法对其受力情况进行了模拟受力分析。根据分析结果零件的变形和应力分布情况,进行零部件结构的详细设计,进而修改优化相关设计参数,完成产品的系列化、规格化设计。这种运用数字化仿真技术辅助设计的CAD/CAE一体化产品开发过程可以提高产品的质量、性能和可靠性,缩短产品设计及样机试验的时间,节约产品开发费用和成本。(2)基于SolidThinking Inspire工业设计软件进行了新型铸铁水室结构模型的拓扑优化分析,并进行了相应的形状尺寸优化设计和仿真分析,实现了对管壳式换热器水室零部件的结构轻量化设计,这一有益探索为类似的换热器零部件的结构优化设计和系列化设计提供了参考依据。通过合理选择结构参数可以进行结构优化,达到既提高零件力学性能和可靠性的目的,又能够更合理地利用材料,节约成本,实现绿色设计。(3)基于无模数控成形快速制造技术制造砂模,实现对新型铸铁水室的无模样铸造。这样的无模生产制造技术适用于单件铸件、小批量铸件和多品种铸件。由于机组换热器水室产品为单件、小批量、多品种产品,尺寸精度低,加工简单,所以尤其适合此种制造工艺。通过在三维CAD模型驱动下直接数控加工砂型,可以准确地按照设计三维模型进行产品样件制造。不需要木模,可以大大降低复杂铸件的开发时间和费用,因而具有广阔的应用前景。本文相关的研究实践工作为行业内产品轻量化设计,节能降成本改造及先进制造技术的推广应用等提供了很好的借鉴。