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机械产品开发三维CAD系统建模及关键技术应用研究
[摘要]随着经济全球化的不断深入,我国的科学技术得到了快速的发展,人类正在步入一个知识经济的时代。与此同时,传统的机械制造业正面临着巨大的挑战。三维CAD技术作为机械产品开发设计的重要技术,对于降低产品生产成本、研发新产品、缩短产品设备周期、提高企业的竞争力有非常重要的意义。本文主要介绍了对机械产品中三维CAD系统建模的探索以及关键技术的应用。
[关键词]机械产品三维CAD系统建模及关键技术
[中图分类号] TH128 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-109-1
传统机械制造业要想提高企业竞争力,就必须提高产品的创新能力,利用先进的技术代替传统的制造技术。将先进的三维CAD系统应用到机械产品的设计当中,对于产品的开发、工艺流程的设计等都有了很大的改进,而且很容易的就可以设计出三维机械产品的模型。
1机械产品中三维CAD系统建模的探索

目前国内外有许多关于三维CAD系统建模、设计及分析的方法,例如ARIS、PERA等,这些方法论从各个角度对系统进行分析和描述。
根据国内外三维CAD系统建模方法及理论的研究,针对我国目前建模方面在实图集成和系统实施模型等内容中存在的相关问题,我国的三维CAD软件专家提出了集成化建模的方法。集成化建模方法是根据相关项目的研究建立的建模体系结构,以产品的流程模型作为体系的核心,还包括了功能模型、组织模型、信息模型等,建立起了一套完整的企业模型。所有的模型构成了一个完成的生命周期,能够体现出企业产品不断的研发和更新的过程。

利用统一的三维CAD系统设计平台,能够帮助公司获得相关的工作流程及数据信息,及时将研究人员所需的资料传递过去,这样可以节约时间,提高工作效率,缩短了等待数据的时间。与此同时,三维CAD系统除了能够设计计算机模型、图纸外,还可以通过统一的系统平台进行仿真模拟实验、网络编程和流程管理,形成与企业相关的知识库数据,在有限的时间内,获取最合适的资料,提高研发的决策。统一的三维CAD系统设计平台的这种优势消除了非自动化、信息堵塞以及流程不足所造成的内在滞后。

目前大多数实施CIMS的企业,采用的都是IDEFO方法来建立功能模型。IDEFO主要是通过结构化分析方法来建模,该功能模型由许多的图形构成,它将复杂的整体分成许多的小部分,按照大小层次分解,采用图形的方式对三维CAD系统进行描述,称作三维CAD系统的模型。三维CAD系统建模仅仅处于概念性的阶段,是结构化进程的前半部分,系统工作的的主要内容是实施阶段,我们可以利用功能模型模型分析系统的组成和结构,还能够实现从模型到现实的转变。与此同时,应用IDEFO的方法对并行设计三维CAD支持系统功能,能够在三维CAD系统平台上完成制造、装配、特征建模的功能设计。
2机械产品中三维CAD关键应用技术
近年来,随着机械产品开发过程中新技术的应用,三维造型技术、虚拟技术等新的理论已经逐渐代替了传统的结构设计方法,所以将三维CAD技术功能与机械产品的开发相结合,在机械产品研发中建立CAD系统软件平台,采用先进的CAD系统软件技术有利于推动机械设计技术的发展,提高产品的质量、降低研发成本。

机械产品的设计就是产品模型的改变,各种模型相互映射,且受到各种条件的限制。在对产品进行评估时,必须以大量的工程实例为依据对产品的结构、性能以及工艺进行审查。在产品设计的过程中,由于产品设计的目的、对象和约束条件的不同,得到的产品设计模型也大不相同。因此,根据产品设计模型的不同,对产品的设计人员进行分配,由产品的总设计师给出机械产品设计的概念和功能模型,再由其他的设计人员对产品进行模型设计。在产品进行模型构造的各个时期,主特征模型作为产品设计中最重要的模型,是连接上游和下游设计的一个纽带。产品设计过程中的构思、概念、结构设计、制造工艺等每一个环节都需要设计人员进行详细的计算、分析和评价。而产品模型就是将产品的概念设计转变成产品结构、组成、制造工艺的一个真实表达。

机械产品的装配模型就是产品由理论设计到零件设计,而且还能够准确的完成不同机械产品装配体设计的参数、层次以及信息的产品模型。产品模型包含了产品零部件之间的的层次和装配关系,还包含了不同机械产品装配设计参数之间的相互约束以及传递关系。产品模型是机械产品设计的核心,是产品在设计和开发过程中的最有用的工具。
机械产品装配模型的目的主要有两个方面。第一,能够使三维C