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三维建模在机械设计与制造中的应用

KYY (快易优) 2018/4/4 14:15:49

随着科技的发展和社会的进步, 人们对机械设计与制造的关注程度越来越高。众所周知, 我国现在以制造业为主, 机械设计与制造技术对制造业有着至关重要的影响。在新的社会环境下, 三维特征建模的出现给机械设计与制造带来了新的发展机会。本文就三维特征建模在机械设计与制造中的应用展开分析, 旨在提高我国机械设计与制造技术的水平。

关键词:参数化建模; 特征; 建模;

在传统的机械设计与制造过程中, 机械产品的设计通过二维设计方法实现, 比如, 图纸设计。随着科技的发展, 计算机技术的出现给机械设计与制造带来了机遇。计算机技术改变了机械产品的设计方法, 通过计算机技术, 设计师可以使用三维设计方法设计机械产品。目前, 三维设计得到了许多设计师的青睐。三维设计, 让设计师能够更直观的了解产品的情况。在此社会背景之下, 许多计算机软件都包含了三维设计。设计师可以根据自己的喜好选择合适的软件。三维设计方法缩短了机械设计与制造的时间。提高了机械设计与制造的水平。俗话说, 万变不离其宗。三维设计技术的形式多种多样, 总结来说, 大致可以分为以下三种建模方法。接下来, 本文将详细论述三维设计技术建模的方法。

1.三维建模的基本方式

1.1 线框建模 (Wirefiame Model)

线框建模, 顾名思义, 就是利用线框建模。线框是主要建模对象, 这种建模方式能够代替手工绘图, 缩短设计时间, 这种建模以点到线, 操作比较简单。这种三维建模方式是一种基本的建模方式。

1.2 表面建模 (Surface Model)

这种建模方式以点到面, 覆盖范围广, 在实际生活中, 这种建模方式能够构建复杂的模型。提高了设计的精度。这种建模方式存在一个比较大的问题, 就是设计师无法确定产品的表面是在体内还是体外, 不利于机械产品的切割。

1.3 实体建模 (Solid Model)

实体建模是目前最为完善的一种建模方式, 也是大部分人使用的一种建模方式。这种建模方式构建的模型信息详细, 精度比较高, 为机械切割等提供了详细的信息。实体建模是三维建模中主要的建模技术。

2.参数化建模 (Paiarneter Model)

参数化建模, 就是利用几何关系对模型进行约束, 从而建立正确的模型。这种建模方式要注重约束关系的建立。参数化建模应该如何使用呢?首先, 设计师需要根据实际需求建立模型的几何约束关系, 一般来说, 这种约束关系是数学表达式。然后, 改变自变量的大小, 通过约束关系改变模型。这种建模方式能够得到多种模型。设计师在确定约束关系时, 要考虑多方面的因素。因为, 约束关系的确定对参数化建模有着至关重要的影响。通常, 在满足约束条件的情况下, 设计师可以得到多个模型。每当设计师改变一个参数时, 模型的其他参数也会随之改变。因此, 这种建模方式也是一种动态的建模方式。参数化建模也可以因约束关系分类。参数化建模可以分为尺寸驱动建模和变量设计建模。第一种建模关注模型的大小, 模型的几何关系是主要的建模约束条件。这种建模方式也存在一定的弊端。就是没有考虑模型的其他要求, 设计出的模型可能与实际需求有所偏差。变量设计模型则考虑了所有的约束条件, 在设计的时候, 设计师对所有的约束条件进行建模, 设计出的模型更加符合实际需求。当然, 这种建模方法的操作难度也会有所增加。在这种模型设计过程中, 设计师还需要在改变模型参数的同时,分析参数改变对模型设计的影响。

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3.特征建模 (Feature Model)

在模型建立的过程中, 不同阶段的模型有不一样的特征。特征建模就是根据模型在不同阶段的特征建立模型。这种建模方式考虑模型的实际需求。设计师需要对模型的特征加以分析, 才能建立合适的模型。特征建模技术将模型在不同阶段的特征分为不同的作业单位, 从而根据特征建立模型。

在几何建模的过程中, 模型的几何参数是重要的关注对象, 在模型不同阶段的需求有所欠缺。在机械设计与制造过程中, 建立不同阶段的模型有利于机械制造。特征建模比几何建模更加全面, 实用性更强。但是, 特征建模的难度也更大。近年来, 特征建模技术得到了社会大众的关注, 发展迅速。在比较特征建模与其他建模方法之后, 我们发现, 特征建模有以下三个方面的特点:

(1) 特征建模有产品生产过程中完整的信息, 覆盖面广。不同阶段的特征建立不同模型, 有利于机械制造和加工。在特征建模的过程中, 对模型的特征有一个比较全面的描述。建立出的模型准确, 提高了模型建立的精度。

(2) 特征建模是以几何模型为基础。几何模型的数据比较准确, 模型精度比较高。特征建模在几何模型的基础之上进行建模, 精度高。

(3) 特征建模根据模型在不同阶段的特征进行建模, 有利于机械加工的各个部门根据部门的要求选择合适的加工参数。加强了各部门之间的交流。

4. 结语

三维特征建模技术对机械设计与制造有重要的意义。三维特征建模技术能够根据机械产品在生产周期中的特征建立模型。让整个生产过程更加简单, 提高了模型建立的精度。在新的社会环境之下, 机械设计与制造要抓住时代发展的机遇, 将三维特征建模技术应用与机械设计与制造中, 提高机械设计与制造技术的水平。

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