機械產(chǎn)品設(shè)計中三維建模技術(shù)分析范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了機械產(chǎn)品設(shè)計中三維建模技術(shù)分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要

隨著軟件工業(yè)的發(fā)展，我國的機械產(chǎn)品設(shè)計工程開發(fā)技術(shù)逐漸成熟。使用CAD/CAM/CAE等三維建模技術(shù)，開展機械產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計，有利于提高我國產(chǎn)品設(shè)計制造領(lǐng)域的機械使用壽命。我國目前正在走“資源節(jié)約型”和“環(huán)境友好型”的能源發(fā)展道路，推行高性能機械設(shè)計技術(shù)的研究，有利于提高機械的生產(chǎn)效率，促進(jìn)節(jié)能減排活動工業(yè)創(chuàng)新模式的開展。本文根據(jù)三維建模技術(shù)的設(shè)計特點展開討論，提出幾點有利于機械產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)提高的可行性措施。

關(guān)鍵詞

機械產(chǎn)品；三維建模；技術(shù)運用；效果分析

使用三維建模技術(shù)指導(dǎo)于機械創(chuàng)新設(shè)計，要求設(shè)計者在機械設(shè)計的過程中兼顧設(shè)計的新穎性、創(chuàng)造性，使其更加符合動力學(xué)中能耗利用的相關(guān)要求。運用新技術(shù)，體現(xiàn)機械產(chǎn)品制作發(fā)明的實用性，開發(fā)更多符合市場需要的機械功能。為了提高機械產(chǎn)品三維建模設(shè)計的效能，技術(shù)人員應(yīng)該做好數(shù)據(jù)控制與知識熔接工作，將產(chǎn)品性能的管控體現(xiàn)到設(shè)計質(zhì)量的檢測活動中去。在工業(yè)項目的機械產(chǎn)品綠色創(chuàng)新設(shè)計活動中，相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)該安排一些具有生產(chǎn)經(jīng)驗的工人參與到設(shè)計活動中去，針對機械產(chǎn)品運行中最容易出現(xiàn)損耗的部分進(jìn)行分析，設(shè)計出一套保護(hù)機械產(chǎn)品核心零部件的可行性方案。

1開展機械產(chǎn)品設(shè)計三維建模技術(shù)開發(fā)的基本原則

基于三維建模技術(shù)運用中的機械產(chǎn)品設(shè)計活動，不僅僅是針對機械產(chǎn)品的某一個零部件進(jìn)行設(shè)計，而是應(yīng)該立足于全局機械產(chǎn)品整體使用功能的優(yōu)化設(shè)計。針對機械產(chǎn)品的設(shè)計與創(chuàng)新活動，我們應(yīng)該對設(shè)計圖紙進(jìn)行創(chuàng)新性思考，盡可能采用新技術(shù)來開展機械制造的活動。同時，工作人員還應(yīng)該重視機械產(chǎn)品的理論性研究，在基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)下，提高機械設(shè)計制造中的技能水平。在概念設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)該從工業(yè)設(shè)計的角度出發(fā)，使用三維技術(shù)對零部件參數(shù)進(jìn)行多次調(diào)整，從而找到最佳的設(shè)計方案。從結(jié)構(gòu)分析的角度入手，設(shè)計人員應(yīng)該從新型的建模技術(shù)中找到動態(tài)仿真中的關(guān)鍵細(xì)節(jié)特點，對傳統(tǒng)機械設(shè)計中不足的部分進(jìn)行針對性的改進(jìn)。使用新技術(shù)和新材料，對機械零件的安裝與調(diào)配方法進(jìn)行改進(jìn)。

2提高機械產(chǎn)品設(shè)計中三維建模技術(shù)開發(fā)效果的措施

2.1開發(fā)機械設(shè)計師的核心創(chuàng)新能力為了培養(yǎng)機械設(shè)計師的核心創(chuàng)新能力，必須要機械師加強設(shè)計方面的理念創(chuàng)新工作。基礎(chǔ)信息工作人員應(yīng)該建立起完善的綠色設(shè)計資源數(shù)據(jù)庫，對于各個設(shè)計環(huán)節(jié)的環(huán)保細(xì)節(jié)和排放標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫儲存。機械設(shè)計師在進(jìn)行新產(chǎn)品的三維技術(shù)開發(fā)時，可以根據(jù)此類型產(chǎn)品中的經(jīng)典2D模型設(shè)計方法為藍(lán)本，吸收傳統(tǒng)設(shè)計活動中的優(yōu)秀理念，進(jìn)一步推行傳統(tǒng)產(chǎn)品中的3D模型裝配方法創(chuàng)新，在虛擬樣機的設(shè)計中體現(xiàn)出對于新技術(shù)的探索和革新運用。機械設(shè)計師在設(shè)計的過程中，一定要認(rèn)真參考規(guī)范設(shè)計的細(xì)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)問題，保證設(shè)計機械產(chǎn)品符合國家相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)機械產(chǎn)品的節(jié)能、環(huán)保和生產(chǎn)高效。在機械產(chǎn)品設(shè)計的三維建模技術(shù)運用中，技術(shù)人員首先要對樣品的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行深入分析，使用3D點數(shù)據(jù)測量的方法，對虛擬樣機的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行前期開發(fā)。參考同類型產(chǎn)品的設(shè)計優(yōu)勢，對采集的點數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確保產(chǎn)品設(shè)計過程中的各項零件大小、硬度符合規(guī)定。使用CAD曲面構(gòu)造的方式，創(chuàng)建后期的全面造型。為了保證機械產(chǎn)品設(shè)計中的零件組合方式的科學(xué)合理，還需要構(gòu)造人員使用CAD軟件生成NC程序，對機械的各個零件標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行后期優(yōu)化，對前期的CAD制作參數(shù)進(jìn)行整理，生成ATL文件，并且將其拆分成單個設(shè)計板塊，將文字和設(shè)計圖片進(jìn)行對應(yīng)存檔。如果后期生產(chǎn)活動中存在技術(shù)問題，可以及時調(diào)取單個板塊的原始設(shè)計參數(shù)，作出有益的修正，確保機械產(chǎn)品使用性能的提高。

2.2由零部件三維模型轉(zhuǎn)化為工程圖使用模具NC加工的方式，保證建模產(chǎn)品的快速成型制造。對成型模具進(jìn)行前期的技術(shù)測試，在保證生產(chǎn)模具符合設(shè)計的強度需要之后，才能夠開展大批量的生產(chǎn)復(fù)制活動，從而將產(chǎn)品設(shè)計活動中的耗損率降低到較小水平。在產(chǎn)品的工藝裝配活動中，工作人員需要對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)計流程進(jìn)行優(yōu)化，對于工模具設(shè)計的方法，應(yīng)該融入新型的理念。推行標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品生產(chǎn)，降低標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)過程中的單個產(chǎn)品差異，從而吸引投資商進(jìn)行外購件的采購。對于建模產(chǎn)品的制造執(zhí)行與參數(shù)更改，設(shè)計人員應(yīng)該考慮到機械三維設(shè)計模型與實體轉(zhuǎn)化之間的差異，集合公司的設(shè)計人員對參數(shù)更改的方案進(jìn)行探討，最終對產(chǎn)品外觀設(shè)計的更改計劃進(jìn)行審慎安排。在產(chǎn)品生產(chǎn)尺寸控制的過程中，應(yīng)該對零部件數(shù)控加工代碼進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，確保CAX集成數(shù)據(jù)收集成功。在PRO等三維設(shè)計軟件的使用過程中，設(shè)計人員需要使用鑄造工藝CAD接口軟件，對機械產(chǎn)品的前期設(shè)計進(jìn)行測試。對于機械產(chǎn)品三維設(shè)計的前期工作來說，技術(shù)人員應(yīng)該首先對數(shù)據(jù)的讀取與轉(zhuǎn)化模塊進(jìn)行性能調(diào)試。在DXF文件讀取過程中，進(jìn)行設(shè)計參數(shù)與三維圖形的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，根據(jù)軟件的編程對數(shù)據(jù)交互方式進(jìn)行定義。在節(jié)點、軸線及其實體生成模塊上，進(jìn)行節(jié)點生產(chǎn)方法的捕捉。在三維軸線生成過程中，技術(shù)人員除了應(yīng)該利用計算機進(jìn)行零部件投影捕捉，還應(yīng)該加強同期檢測，防止自動投影捕捉過程中出現(xiàn)影像疊加導(dǎo)致建模缺陷的問題。

2.3計算機上的三維實體建模分析三維實體建模的過程，就是設(shè)計人員在計算機上進(jìn)行產(chǎn)品制造、性能測試的過程。三三維實體構(gòu)思的過程中，設(shè)計人員需要使用計算機三維實體建模的方法，對產(chǎn)品的有限元進(jìn)行深入分析。在分析的過程中，技術(shù)人員需要將機械中的零部件進(jìn)行拆分，對比其設(shè)計尺寸與三維實體工藝編程之間的區(qū)別，最終調(diào)試出最佳的零部件組合方法。產(chǎn)品設(shè)計上在現(xiàn)代化的機械創(chuàng)新設(shè)計的應(yīng)用過程中，設(shè)計師運用多種機械設(shè)計和制作手段方面的創(chuàng)新，綠色理念指導(dǎo)下的機械設(shè)計工作，需要設(shè)計人員從全局性的設(shè)計思維出發(fā)，最終落實到大型機械制造的局部。大型機械的生產(chǎn)的過程中，很容易出現(xiàn)由于部分零件損害，導(dǎo)致了整個機械生產(chǎn)活動出現(xiàn)問題的情況。對于同一行業(yè)的不同品牌機械產(chǎn)品設(shè)計，相關(guān)部門一定要做好零配件產(chǎn)品的型號參數(shù)設(shè)計統(tǒng)一性設(shè)計。以三維鋼架結(jié)構(gòu)快速建模系統(tǒng)與生產(chǎn)為例，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)本公司的試驗臺設(shè)計參數(shù)為要求，確定初期的設(shè)計方案，對于機械產(chǎn)品中的零部件表達(dá)方法和數(shù)據(jù)規(guī)模進(jìn)行整合分析。確定了最終的設(shè)計方案和模塊導(dǎo)入框架之后，技術(shù)人員需要依據(jù)同類型的建模零件實體、以及機械相關(guān)知識和相關(guān)資料進(jìn)行工藝特征設(shè)定。在三維裝備體建模及其干涉檢查的過程中，對具體的物理參數(shù)設(shè)計工程進(jìn)行計算和分析，保證輸出部分的設(shè)計文件和圖紙三維轉(zhuǎn)化誤差降低至最低水平。

3結(jié)論

三維建模技術(shù)的廣泛使用和眾多商業(yè)三維設(shè)計軟件的不斷發(fā)展，推動了機械產(chǎn)品的傳統(tǒng)設(shè)計手段變革。在三維建模技術(shù)實體生成的環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)該對結(jié)構(gòu)的運動仿真效果進(jìn)行預(yù)判，從而保證機械實體生成與后期的機械運動不出現(xiàn)錯位。為了達(dá)到最佳的三維建模技術(shù)的運用效果，對實體編輯模塊進(jìn)行后期調(diào)試和必要修改。細(xì)節(jié)類型的修改應(yīng)該依據(jù)節(jié)點坐標(biāo)的采集分配來進(jìn)行，使機械三維模型的基本形狀和幾何特征符合產(chǎn)品三維表達(dá)模式的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]孫國棟.三維建模技術(shù)在機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用[J].電子制作，2015（12）：91.

[2]智晉寧，張洪.三維建模技術(shù)在機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].機械管理開發(fā)，2004（14）：71-72.DOI:10.3969.

[3]張健滔，王慧，劉正士，等.三維建模與工程制圖技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用——出口制冰機設(shè)計研制的實例介紹[J].現(xiàn)代機械，2011（1）：32-33.DOI:10.3969.

作者：支曉鵬 郭海南 徐昊遠(yuǎn) 單位：沈陽理工大學(xué)機械工程學(xué)院