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设计企业论文 基于三维CAD的企业设计实现

导读:本论文可用于设计企业论文范文参考下载,设计企业相关论文写作参考研究。

近年来,随着市场经济的发展,用户对企业产品提等了越来越个性化的需求.企业在考虑产品成本的同时,必须提供多样化的产品来满足客户的需求,传统的大规模生产模式已经不能适应当今的市场i同时,在传统的企业竞争模式中是大鱼吃小鱼,而在信息时代则是快鱼吃慢鱼,产品开发速度和质量已成为企业的核心竞争力之一.在这一背景下,大规模论文范文生产模式应运而生,基于企业设计库的模块化设计逐渐被制造业企业接受和应用一

设计库是指设计中可复用设汁单元的信息集合,能方便设计人员进行设计信息的重用,提高企业设计开发效率.目前,制造业企业的CAD设计平台已经从传统的二维绘图逐步转向三维设计,基于三维CAD软件的参数化设计与二维绘图相比更能满足企业的设计要求,产品的三维模型可以更完整地定义和描述设计及制造信息,能够方便地将设计结果应用于有限元分析以及数控加工,三维CAD设计已成为发展的必然.SolidWorks以其强大的功能,易学易用的操作性,设计、验证、数据管理一体化的解决方案,在制造业企业得到了广泛的应用.1 企业设计库的框架构成

基于三维CAD的企业设计库包括了设计中经常用到的可复用设计单元,具体包括特征库、标准件库、通用零部件库、典型零部件库、外购件库、常用注释库等.1.1特征库

以S0lidWorks软件为代表的三维CAD实体建模中,特征是组成零件实体模型的基本元素,它体现了产品的功能要素和T程含义,是描述零部件信息的集合.特征是参数化的几何实体,通过改变特征尺寸参数,可以用有限的特征构造无限的零部件实体模型,同时利用参数化功能实现零部件的系列化..特征是特征设计和特征识别的关联,是CAD/CAM集成化发展的方向.1.2通用零部件库

根据产品功能模块可以将一套产品划分成多个组成部分,每一部分就是一个部件.:零件是组成产品的不呵拆分的单个制件,如轴套、轴瓦、曲轴,叶片、齿轮,凸轮、连杆体及连杆头等.将一些通用的零部件或者可以重复使用的部件建立成设计库,可大大缩短设计周期,提高设计质量.1.3典型零部件库

企业在开发新产品时,往往在原来的基本型号产品上加以改进,其结构变化并不大,而且产品中相似的零部件非常多、如某包装机械公司的所有型号的全自动覆面机都是从F-M2-1260这个型号派生出来,半自动覆面机都是从FMB-1300A这个型号派生出来.企业所有产品(零部件)分类的基本型号产品(零部件)就构成了典型零部件库.1.4外购件库

制造业企业的外购件一般包括标准件、法兰、电机、气动元件、液压元件、机床夹具等.企业建立自己的三维外购件库是必须的,设计时可直接调用,可以有效降低外购件种类及采*范文.1.5常用注释库

常用注释库包括经常被使用的注释,比如焊接符号、技术要求等;标准图形和图表等;齿轮参数表、标题栏等.创建二维工程图时,可以直接从库里拖放到1:程图指定的位置,以此来提高出图的速度.2企业设计库的组建方法

设计库强调的是工程数据的可重用性、数据的组织以及管理.设计库的重点是对可复用设计单元进行标准化、系列化、规范化建立,并对其进行分类,建立综合检索机制.面对浩大、繁杂的设计数据,企业要在短时间内进行标准化和规范化是不现实的.企业设计库的建立应该分阶段、分步骤实施,其具体过程包括对企业进行需求调研,建立事物特征表,形成可复用设计单元命名规则、分类规则,形成企业设计库需求调研报告、建设指导书、维护使用制度文件等.2.1 需求调研

需求调研是企业设计库建设是否成功的关键.这一过程中应充分调动设计、一r艺、采购及生产等不同部门的专业人员共同参与.对企业自制件、标准件及外购件等零部件信息进行收集,进行全面的分析,包括关键零部件、关键特征、关键尺寸等,形成企业设计库需求调研报告.2.2建立事物特征表

通过对零部件几何特征和功能特征等参数的分析,找出零部件的事物特征参数(包括几何特征、功能特征及补充特征等),建立事物特征一览表.事物特征表是一个包括所有对象特征的表格,零部件的每一个变型相当于事物特征表中的一行数据,并具有唯一的标识号.在进行规范化时也必须严格审查每一个变型是否已经完全覆盖了客户的所有需求.2.3可复用设计单元命名

对可复用设计单元进行名称分析,包括特征名称、标准件名称、通用零部件名称、典型零部件名称、外购件名称等,形成企业零件命名汇编,建立统一的、无冗余的可复用设计单元名称字典,是企业标准化的重点.因为如果每一位设计人员都可以随心所欲地“发明”新的名称,那么就可能发生名称数量无节制增长状况.比如说,一个板状零件可以被称为平板、面板和支撑板等.可复用设计单元名称的不一致,就很难使设计员在短时间内找到所需查找的对象,其后果是设计单元复用率低下,企业的设计库就很有可能用不起来.这样根据企业设计特点和管理需求,建立可复用设计单元名称汇编手册,对于企业设计库建设至关重要.2.4可复用设计单元分类

设计单元的标准化和规范化主要表现在设计单元分类的分类上.以零部件为例,企业分类的方式有许多种,可以从零部件的功能出发,对企业零部件进行分组:也可以利用零件几何形状分析建立零件族.分类的最终目的是支持陕速有效的检索,缩短零件查找时间.2.5形成企业设计库建设指导书

经过上述步骤最终要制定出企业设计库建设指导书,规范出企业设计库维护使用制度文件,主要包括企业设计库可复用设计单元命名规范、可复用设计单元分类规范、企业设计库管理规范、企业设计库使用规范、通用零部件设计规范、典型零部件设计规范、普通零部件设计规范等.2.6企业设计库的维护和使用

形成企业设计库制度文件后,企业相关部门应对此制度的执行进行监管.比如,工程师在建立三维模型时,需要在分析设计意图的基础上,根据事物特征表建立零件模型;还必须注意所选基准、所用参考是否符合后期的设计复用的要求;考虑零件在装配体中的可装配性等.另外,基于三维CAD的企业设计库给工程师设计工作带来了极大的方便性,工程师也乐于将可复用设计单元应用于产品设计.

企业设计库不是一成不变的,它随着使用过程不断地完善和改进,这个过程要严格遵循企业设计库维护使用制度.3企业设计库的具体实现3.1 建立SolidWorks设计规范

i维CAD设计规范是企业进行规范化、系列化、标准化三维设计的基础,是实施、应用企业设计库项目的重要前提.SolidWorks设计规范具体包括以下4点.

(1)建立企业标准的SolidWorks设计环境,即零件和装配体模板

零件和装配体模板的设置,需要在“选项”对话框中的“文档属性”中设定,包括颜色、精度、单位及尺寸注释等,如图l.

(2)建立企业标准的Soli(IWorks T:程详图模板

SolidWorks T程详图模板的设定分两步,第一步是进行工程图文档属性设定:第二部是根据企业标准制定图框、标题栏、明细表等.另外,_厂.程师可以通过SolidWorks Design Checker制定工程详图企业标准,检查工程详图是否符合此标准.

(3)建立企业标准没计流程

(4)建立企业典型产品、零部件的标准Solid-Works设计方法3.2 企业设计库总体设置

在服务器硬盘上创建“企业设计库”文件夹,根据需要按层次创建多个子文件夹,文件目录树结构如图2所示,将此文件夹共享,并针对不同用户设置读写使用权限.文件目录结构创建完毕后,在SolidWorks软件中,点击“工具一选项”菜单,弹出“选项”对话框,在“系统选项”页选择“文件位置”项,在“显示下项的文件夹”列表框里,选择“设计库”.点击“添加”命令,把服务器上的“企业设计库”文件夹位置添加到列表里即可,如图3所示.3.3设置特征库

(1)设置方法

根据企业设计库建设指导书,在图1中的“特征库”,按层次创建多个子库,即子文件夹,如图4.打开相应的SolidWorks模型,修改相应的参数,选择需要的特征或特征组,单击“文件一另存为”菜单,在保存“文件类型”选项选择“Lib Feat Part(*.sldl-prt)”格式,把库特征保存在图4相应的文件夹中?

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(2)使用方法

在设计零件时,在特征库中选择需要的库特征,把它从特征库内拖拽到图形窗口中零件的相应位置,选择相应的参考,修改相应的参数,生成相应的特征,如图5所示.3.4设置通用零件库

(1)设置方法

根据企业设计库建设指导书,在图l巾的“通用零件库”,按层次创建多个子库,如图6.然后,将相应的企业通用零件拷贝到对应的文件夹中.

(2)使用方法

打开需要添加标准件或常用件的装配体,打开SolidWorks的设计库,选择需要的零部件,直接把它拖人到装配体内,根据需要添加配合关系即可.3.5设置通用部件库

通用部件库的设置方法和使用方法类似于通用零件库,另外有一点需要设置,在SolidWorks中打开设计库,选择“通用部件库”文件夹,在右键快捷键中把它设置为装配体文件夹,这样可以屏蔽不需要的零件而只显示装配体文件.如图7所示.3.6设置外购件库

外购件库的设置方法和使用方法类似于通用零件库,图8是外购件库结构图.

另外,3D Content.Cencral是SolidWorks公司提供的一个免费的在线资源,用于查找、配置、下载被标准零部件制造商认可的几百万种标准零部件、行业通用件的三维模型和二维T程图.3D Content-Central使1二程师省去了标准零部件、行业通用件的绘制过程.企业也可以通过3D ContentCentral采购需要的外购件,也可以将自己的产品模型上传到这个平台上,供其它制造业企业选用.3D ContentCen-tral中文网站如图9.3.7设置常用注释库

在创建工程图时,有部分注释经常被使用,比如焊接符号、技术要求等:有时需要特定的标准图形和图表,比如齿轮参数表、标题栏等.

(1)设置方法

根据企业设计库建设指导书,在图l中的“常用注释库”,按层次创建多个子库,如图10.然后,在SolidWorks中选择调整好的注释,使用鼠标右键,选择“添加到设计库”命令,指定相应的类别(即子文件夹)和注释名称,保存到注释库中.如图11所示.

二维图块的设置步骤是,首先在丁-程图里创建相应的图表和注释,然后选中全部的线段和注释,单击“工具一块一制作”菜单,设置块的相关参数,制作成块,使用“保存到文件”命令,保存到图10所示的相应文件夹中.

(2)使用方法

在创建工程图时,打开常用注释库,拖动需要的注释放置到指定的位置,必要时作相应修改.4结束语

面向设计的三维CAD软件代替面向绘图的二维CAD软件,是制造业企业产品设计的趋势.基于三维CAD的企业设计库的建设,是实现模块化设计的基础,可以避免产品设计中的大量重复劳动,提高设计的效率和质量.同时,基于三维CAD的企业设计库的建设是一项长期工程,需要长期不断地进行修改完善、标准化、规范化.本文希望能够抛砖引玉,引发各制造业企业、i维CAD厂商对基于三维CAD的企业设计库的讨论.

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