三维特征建模在机械设计与制造的应用

三维特征建模在机械设计与制造的应用

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

1.1线框建模(WirefiameModel)

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(SurfaceModel)

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(SolidModel)

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(PaiarneterModel)

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(FeatureModel)

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.

[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.

作者:赵显日 单位:辽宁石化职业技术学院机械技术系