产品数字化样机基于三维CAD全新的设计模式和开发体系遵义
发布时间:2022-08-30 19:44:09 来源:胜达五金网
产品数字化样机--基于三维CAD全新的设计模式和开发体系
产品数字化样机--基于三维CAD全新的设计模式和开发体系 2011年12月04日 来源: 一、为什么提出产品数字化样机历经“九五”期间CAD应用工程的推广,我国二维CAD的普及取得了明显的效益,但是,在三维CAD应用方面带仍然比较薄弱。在经济全球化的大环境下,提高我国制造业的国际竞争力是当务之急,尤其在加入WTO之后,传统的产品开发方式无法迅速响应日益变化的市场需求。特别是基于二维CAD的设计过程,只是甩掉了绘图板,对二维图形信息进行了处理,而不能直观地得到三维实体产品模型,进行产品的结构设计、强度设计、外形设计以及优化设计。CAD从二维绘图到三维设计,产生了质的飞跃,如何应用好三维CAD软件,如何处理好二维与三维的关系,不仅仅关系到设计方式的表达,还将决定企业产品开发模式。设计经验、设计资料、标准体系、设计规范基于二维还是三维积累,将直接关系到企业产品的系列化和可持续发展;变形设计(参数化、尺寸驱动)的能力,产品模型的建立,产品综合信息的管理模式,产品设计过程的控制方式等也不是简单的二维软件能够处理的,必须建立在三维实体造型基础之上。因此,从设计和管理两方面分析考虑,企业应通过产品设计手段与设计过程的数字化和智能化,缩短产品开发周期,促进产品的数字化,提高企业的产品创新能力。基于这种思想,一种全新的设计模式和开发体系也应运而生――产品数字化样机,它将二维图纸表达的设计构思演变成基于三维实体模型的虚拟产品(虚拟样机),建立起企业数字化设计平台。二、什么是产品数字化样机产品数字化样机即产品虚拟样机,是基于三维CAD的产物。与二维CAD相比,三维开发设计模式具有无与比拟的优势。1、 三维CAD可视化程度高、形象直观、设计效率高,能为企业数字化提供完整的设计、工艺和制造信息。2、 三维CAD可以更加准确地表达技术人员的设计意图,使设计过程更加符合设计习惯和思维方式,从而使技术人员更加专注于产品设计本身,而不是产品的图形表示。3、 三维CAD系统具有高级曲面造型工具,能够构造各种复杂的产品形状。4、 实现产品的装配设计,进行干涉检查、运动仿真。5、 进行产品结构分析和各种物理特性计算。6、 产品的三维模型可以直接通过投影自动生成二维工程图。各视图之间完全相关,当三维模型修改时,二维工程图可以自动完成更新;同时,设计结果也可以为后续设计模块,如工程分析、数控加工等应用,实现CAD/CAE/CAPP/CAM的集成。7、 携带产品综合信息。三维CAD是产品样机的基石,但产品样机绝不仅仅是计算机内部所有零部件的装配组合,一个完整的产品虚拟样机应包含如下几个内容:1、所有零部件的三维CAD模型及各级装配体。三维模型应参数化、适合于变形设计、适合于部件模块化。2、与三维CAD模型相关联的二维工程图。3、三维装配体适合运动结构分析、有限元分析、优化设计分析。4、形成基于三维CAD的PDM结构体系。5、从虚拟样机制作过程中摸索出定制产品的开发模式及所遵循的规律。6、虚拟样机的制作过程就是基于三维CAD的产品开发体系建立的过程。7、三维整机的检测与试验。三、如何建立产品数字化样机建立产品样机也就是建立以三维CAD为基础的设计开发体系,产品样机的建立过程是一个循序渐进的过程。初期:应以三维CAD(例如SolidEdge、UG等)为设计平台,建立典型产品的全参数化三维实体模型,进行干涉和碰撞检查、装配规划等。包括由三维模型转化建立完全关联的二维工程图;建立描述产品的物理数据,如基本属性、明细表信息等,为PDM管理提供基础数据。中期:建立基于三维模型的产品分析、加工及管理过程,进行产品的运动和动力学分析,了解运动构件工作时的运动协调关系、运动范围、可能的运动干涉、产品动力学性能、强度和刚度等;实现虚拟加工,对加工工艺进行模拟,以检验产品设计的合理性、可加工性,加工方法、机床和工艺参数的选用,以及加工过程中可能出现的加工缺陷,为CAM提供数据模型。并且通过PDM系统实现产品开发过程管理,在一个设计周期内跟踪所有设计事务和数据的活动,并为设计进程的自动管理提供必要的支持。远期:通过虚拟样机显示产品的外观、内部结构、装配和维修过程、使用方法、工作过程、工作性能等。有关人员可以浏览产品的图形与非图形数据,充分发挥三维模型的作用。如利用具有真实效果的产品结果显示和效果配置功能的效果图,可来探测、确定各类用户对产品规格、性能、外观等的需求,实现用户驱动、用户定制;在互连网上发布需要的配套零部件,获得供应商的电子数据,进行电子模装,验证产品的正确性;自动地在互连网上轻松地实现自助服务和主动服务等。此外,合作伙伴的选择也非常重要,依靠企业现有的资源力量,往往无法独立完成整个产品样机的建立工作。因此,可以选择一家技术雄厚、知识丰富、有类似项目经验的合作方,通过数字化虚拟样机的建立、实施,帮助企业能够建立起一套基于三维CAD的产品开发体系,实现设计模式的转变,提高产品创新能力,加快产品推向市场的周期。同时进行人才培养、技术储备,全面提升产品设计水平。
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