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CAD建模技术经历了从线框建模、实体/曲面建模到特征建模，如今更是出现了同步技术、直接建模等多种先进建模技术并存的状态，技术上发展已经非常成熟。但在应用上，虽然三维CAD在企业已普及多年，大部分企业也都从最初的二维制图转向了CAD的三维应用，企业之间的应用效果却参差不齐，差异很大，很多企业只停留在进行简单的产品建模上。三维CAD模型数据信息在工艺设计、制造环节，并没有被有效利用。如何提高三维模型的利用率，深化CAD的应用成为很多企业开始关注并思考的问题。 目前，大部分企业都是采用二三维CAD混用模式，在三维CAD中进行产品功能结构设计，工程图还是在原来的二维CAD中进行，存档文件依旧采用二维图档。由于通过三维CAD直接生成的工程图并不符合相应的标准和规范，工程师还需要对二维图进行修改和完善，与此同时，不同的软件之间还存在兼容性问题，这使得很多企业应用三维CAD后，设计效率并没有显著提高，应用效果也没有凸显。是什么阻碍了三维CAD进入深化应用的步伐？ 首先，三维模型缺乏相应的标准和规范，无法作为技术文件存档。在三维CAD之前，技术文件的存档都是二维图档，大部分制造企业也制定了非常详细的二维图样标准，二维设计标准已经相当成熟和完善。然而，企业在运用三维CAD后，对三维模型文件并没有制定存档规范，三维模型标准缺失，这使得设计工程师在进行三维建模时缺乏相应的标准约束，不同的设计师建立的三维模型质量差异大，一旦这些没有规范的模型文件存档，将会影响到后续的制造、装配等。 其次，在三维CAD中，无法实现二三维图形的同步修改。由于缺乏相应的三维设计标准，再加上大部分三维软件生成的二维工程图不符合国家标准，企业在进行了三维设计后，还是得转到二维CAD中出工程图以指导后续的生产制造，而后续的修改常常因为情况紧急，仅仅修改了二维图档，造成生产中实际使用的图档和原始的三维设计不符，产品文档的技术状态失控。当然，原有的二维存档文件在使用三维CAD后无法借用，也是一方面的原因。 第三，三维CAD无法清晰地展示零件各尺寸。在三维模型环境中如果不通过测量，很难直观地看出某两者之间的距离，在三维尺寸标注方面还有待加强。 第四，企业购买了三维CAD软件产品，但没有购买服务，不具备二次开发能力，缺乏有效的技术支持。同时，大部分企业只是应用了三维CAD的基本功能，没有很好地掌握三维CAD的应用技巧，对于三维CAD具备的运动仿真等高级专业功能并没有涉及，因此，应用效果不明显。 第五，企业三维CAD的应用并没有与其它应用充分结合，设计人员在进行产品设计时，没有考虑产品的加工工艺，没有考虑可制造性，造成后续制造中出现问题。 三维CAD设计的应用是一个从形到数再从数到形的过程。全三维设计标志首先体现在产品设计必须是三维，其次设计过程中的数据一定是独立的、稳定的、可管理的、可重用的，模型中包含的数据信息能在工艺、制造环节有效传递，生产制造包括后续的过程都高度自动化，实现数字样机和物理样机中间各个环节的通路，这才是真正的全三维设计。企业要实现全三维设计，需要从以下方面入手。 首先，在进行三维建模时应该做好以下工作的规范化： ●三维设计不要用简单的体素特征堆砌，必须采用相关特征建模； ●要充分运用具有几何约束的草图特征，以方便零件的变型修改； ●要充分利用部件间参数进行互配零件的相关设计； ●对模型的重要参数应按规则进行变量命名，不要采用系统的缺省变量名； ●不要采用绝对坐标进行装配定位，要使用配对条件把装配件关联起来； ●在设计完成的三维模型文件中不要保留无关、冗余的几何元素； ●严格按图层分类管理进行不同几何类型元素的操作； ●以主模型为基础开展2D制图、工程分析、数控编程、模具设计。 其次，3D应用推广的思路要清晰。要从现有的修改设计、新的研发设计和典型零部件系列化设计三个方面入手，对于不同类型的设计，采用不同的思路。在现有的修改设计上，关键部件必须3D造型与预装（数字化样机），干涉检查，避免废品和返修，解决质量、成本、工时、交货期问题；对于新的设计研发，必须从3D建模开始，3D造型与预装，数字化样机，直接出2D图，3D模型与2D图纸关联，做到修改3D模型，2D工程图自动修改，快速出图；而典型零部件系列化设计，3D参量化建模，3D模型变量化驱动，快速出工程图，提高设计效率和质量。 第三，要保证3D应用推广的基础支撑。比如，要建立一定规模的外购件3D模型库、特殊外购标准件3D模型库、企业通用部件的3D模型库以及具有快速查询3D模型库的工具等。 第四，对3D模型文件的管理要到位。同2D设计图纸一样，最终3D模型肯定要纳入到PDM平台下统一管理，包括模型版本管理，轻量化模型的自动生成，流程审批与发布等。 |
