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CAD建模技術(shù)經(jīng)歷了從線框建模、實體/曲面建模到特征建模，如今更是出現(xiàn)了同步技術(shù)、直接建模等多種先進(jìn)建模技術(shù)并存的狀態(tài)，技術(shù)上發(fā)展已經(jīng)非常成熟。但在應(yīng)用上，雖然三維CAD在企業(yè)已普及多年，大部分企業(yè)也都從最初的二維制圖轉(zhuǎn)向了CAD的三維應(yīng)用，企業(yè)之間的應(yīng)用效果卻參差不齊，差異很大，很多企業(yè)只停留在進(jìn)行簡單的產(chǎn)品建模上。三維CAD模型數(shù)據(jù)信息在工藝設(shè)計、制造環(huán)節(jié)，并沒有被有效利用。如何提高三維模型的利用率，深化CAD的應(yīng)用成為很多企業(yè)開始關(guān)注并思考的問題。 目前，大部分企業(yè)都是采用二三維CAD混用模式，在三維CAD中進(jìn)行產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)設(shè)計，工程圖還是在原來的二維CAD中進(jìn)行，存檔文件依舊采用二維圖檔。由于通過三維CAD直接生成的工程圖并不符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，工程師還需要對二維圖進(jìn)行修改和完善，與此同時，不同的軟件之間還存在兼容性問題，這使得很多企業(yè)應(yīng)用三維CAD后，設(shè)計效率并沒有顯著提高，應(yīng)用效果也沒有凸顯。是什么阻礙了三維CAD進(jìn)入深化應(yīng)用的步伐？ 首先，三維模型缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，無法作為技術(shù)文件存檔。在三維CAD之前，技術(shù)文件的存檔都是二維圖檔，大部分制造企業(yè)也制定了非常詳細(xì)的二維圖樣標(biāo)準(zhǔn)，二維設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)相當(dāng)成熟和完善。然而，企業(yè)在運(yùn)用三維CAD后，對三維模型文件并沒有制定存檔規(guī)范，三維模型標(biāo)準(zhǔn)缺失，這使得設(shè)計工程師在進(jìn)行三維建模時缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)約束，不同的設(shè)計師建立的三維模型質(zhì)量差異大，一旦這些沒有規(guī)范的模型文件存檔，將會影響到后續(xù)的制造、裝配等。 其次，在三維CAD中，無法實現(xiàn)二三維圖形的同步修改。由于缺乏相應(yīng)的三維設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，再加上大部分三維軟件生成的二維工程圖不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)在進(jìn)行了三維設(shè)計后，還是得轉(zhuǎn)到二維CAD中出工程圖以指導(dǎo)后續(xù)的生產(chǎn)制造，而后續(xù)的修改常常因為情況緊急，僅僅修改了二維圖檔，造成生產(chǎn)中實際使用的圖檔和原始的三維設(shè)計不符，產(chǎn)品文檔的技術(shù)狀態(tài)失控。當(dāng)然，原有的二維存檔文件在使用三維CAD后無法借用，也是一方面的原因。 第三，三維CAD無法清晰地展示零件各尺寸。在三維模型環(huán)境中如果不通過測量，很難直觀地看出某兩者之間的距離，在三維尺寸標(biāo)注方面還有待加強(qiáng)。 第四，企業(yè)購買了三維CAD軟件產(chǎn)品，但沒有購買服務(wù)，不具備二次開發(fā)能力，缺乏有效的技術(shù)支持。同時，大部分企業(yè)只是應(yīng)用了三維CAD的基本功能，沒有很好地掌握三維CAD的應(yīng)用技巧，對于三維CAD具備的運(yùn)動仿真等高級專業(yè)功能并沒有涉及，因此，應(yīng)用效果不明顯。 第五，企業(yè)三維CAD的應(yīng)用并沒有與其它應(yīng)用充分結(jié)合，設(shè)計人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，沒有考慮產(chǎn)品的加工工藝，沒有考慮可制造性，造成后續(xù)制造中出現(xiàn)問題。 三維CAD設(shè)計的應(yīng)用是一個從形到數(shù)再從數(shù)到形的過程。全三維設(shè)計標(biāo)志首先體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計必須是三維，其次設(shè)計過程中的數(shù)據(jù)一定是獨立的、穩(wěn)定的、可管理的、可重用的，模型中包含的數(shù)據(jù)信息能在工藝、制造環(huán)節(jié)有效傳遞，生產(chǎn)制造包括后續(xù)的過程都高度自動化，實現(xiàn)數(shù)字樣機(jī)和物理樣機(jī)中間各個環(huán)節(jié)的通路，這才是真正的全三維設(shè)計。企業(yè)要實現(xiàn)全三維設(shè)計，需要從以下方面入手。 首先，在進(jìn)行三維建模時應(yīng)該做好以下工作的規(guī)范化： ●三維設(shè)計不要用簡單的體素特征堆砌，必須采用相關(guān)特征建模； ●要充分運(yùn)用具有幾何約束的草圖特征，以方便零件的變型修改； ●要充分利用部件間參數(shù)進(jìn)行互配零件的相關(guān)設(shè)計； ●對模型的重要參數(shù)應(yīng)按規(guī)則進(jìn)行變量命名，不要采用系統(tǒng)的缺省變量名； ●不要采用絕對坐標(biāo)進(jìn)行裝配定位，要使用配對條件把裝配件關(guān)聯(lián)起來； ●在設(shè)計完成的三維模型文件中不要保留無關(guān)、冗余的幾何元素； ●嚴(yán)格按圖層分類管理進(jìn)行不同幾何類型元素的操作； ●以主模型為基礎(chǔ)開展2D制圖、工程分析、數(shù)控編程、模具設(shè)計。 其次，3D應(yīng)用推廣的思路要清晰。要從現(xiàn)有的修改設(shè)計、新的研發(fā)設(shè)計和典型零部件系列化設(shè)計三個方面入手，對于不同類型的設(shè)計，采用不同的思路。在現(xiàn)有的修改設(shè)計上，關(guān)鍵部件必須3D造型與預(yù)裝（數(shù)字化樣機(jī)），干涉檢查，避免廢品和返修，解決質(zhì)量、成本、工時、交貨期問題；對于新的設(shè)計研發(fā)，必須從3D建模開始，3D造型與預(yù)裝，數(shù)字化樣機(jī)，直接出2D圖，3D模型與2D圖紙關(guān)聯(lián)，做到修改3D模型，2D工程圖自動修改，快速出圖；而典型零部件系列化設(shè)計，3D參量化建模，3D模型變量化驅(qū)動，快速出工程圖，提高設(shè)計效率和質(zhì)量。 第三，要保證3D應(yīng)用推廣的基礎(chǔ)支撐。比如，要建立一定規(guī)模的外購件3D模型庫、特殊外購標(biāo)準(zhǔn)件3D模型庫、企業(yè)通用部件的3D模型庫以及具有快速查詢3D模型庫的工具等。 第四，對3D模型文件的管理要到位。同2D設(shè)計圖紙一樣，最終3D模型肯定要納入到PDM平臺下統(tǒng)一管理，包括模型版本管理，輕量化模型的自動生成，流程審批與發(fā)布等。 |
