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摘要: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
液压机cad图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。
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。
参考文献
[1]李强, 任宏旭, 眭海刚, 宋志娜.基于三维特征的遥感影像震害房屋损毁评估[J/OL]地理空间信息, 2017, (10) :63-66+69.
液压机cad图[2]张涛.基于三维特征建模的液压机CAD系统[J]重庆科技学院学报 (自然科学版) , 2011, 13 (05) :130-132.
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