优秀研究生学位论文题录展示面向中小企业的数控车床虚拟设计方法研究专　业: 机械制造及其自动化关键词: 数控车床 设计方法 虚拟设计 自动装配分类号: TG519.1　
TP391.9形　态: 共 100 页　约 65,500 个字　约 3.133 M内容阅　读: 内容摘要传统机床产品开发研制一般遵循串行模式，存在着高成本、长周期和低效率的问题，已经成为影响机床制造业发展的瓶颈。大型机床生产企业依托雄厚的实力，在技术革新、产品开发研制方面有自己的优势，而我国中小机床企业在资金和人才不足的情况下，如何在产业竞争中经受挑战，成为中小机床企业生存的关键。
我国中小机床企业要赢得竞争，只有利用自身优点和基础，结合CAD\CAE\CAM的综合技术，利用先进设计技术方法为产品的设计和验证提供支持手段，例如借助机床产品的虚拟设计技术，提高产品的设计质量，缩短产品开发周期，并且降低产品开发成本，从而在激烈的市场竞争中争得一席之地。
本文结合我国中小机床企业的现实情况，以数控车床的开发为研究对象，结合虚拟设计技术，在Solidworks三维软件的平台上，通过对软件二次开发，创新性的提出构建数控车床虚拟设计平台，实现中小企业数控车床的虚拟设计过程。本文针对数控车床虚拟设计平台构建及其设计方法，主要研究了以下内容：
（1）数控车床虚拟设计平台的总体构思和初步搭建。为设计平台规划了各个专业模块，模块之间相互关联并前后衔接。
（2）车床布局方案的设计研究。车床布局设计就是根据客户和市场的要求，快速实施设计方案，结合专家系统的判断机制，提供设计参考，是带有全局性的一个重要工作。
（3）总体结构设计及零件库的开发。根据数控车床各个专用零件的特点，采取不同的建库方式。第一，建立非标件零件库。第二，建立标准件及外购件零件库。最后把这两个子零件库集合成数控车床零件库。
（4）总体结构设计虚拟自动装配技术。研究自动化装配理论；在Solidworks平台中，采用二次开发技术，利用自动化装配技术实现数控车床整机的自动装配，且装配的模型是可以直接用于有限元分析。
（5）结构设计过程中的有限元分析与仿真。研究了参数化零部件模型以及自动化装配后的模型进行有限元分析的正确性：在Cosmosworks有限元分析平台下，进行数控车床关键零件的有限元分析，重点阐述车床床身的有限元优化方法；在设计平台实现数控车床整机的动静态分析。
（6）基于宣传目的的数控车床虚拟设计。进行Photoworks渲染及Animator动画的应用基础研究；利用Photoworks渲染及Animator动画对数控车床进行实例解析。
本课题的数控车床虚拟设计方法研究是基于所建立的虚拟设计平台，目前在国内没有查阅到开展数控车床虚拟设计平台方面的工作，因此具有一定的现实意义。经过本项目的研究探索，对于今后开发研究类似平台有指导性意义..……全文目录文摘英文文摘第一章 绪论1.1课题研究背景与意义1.1.1课题研究的背景1.1.2课题研究的意义1.2国内外研究现状与应用1.2.1国外研究现状及应用1.2.2国内研究现状及应用1.3本课题虚拟设计平台的系统结构1.3.1平台的总体结构1.3.2布局方案设计模块1.3.3总体结构设计模块1.3.4零部件设计模块1.3.5虚拟样机1.4课题研究的方法及实现目标1.4.1课题研究的方法1.4.2课题研究将实现的目标第二章 数控车床布局方案设计2.1车床的分类2.2车床布局的影响因素2.3车床布局方案设计方法2.4布局方案设计系统2.4.1数控车床布局设计专家系统2.5小结第三章
总体结构设计中零件库的开发3.1 零件库开发软件的选择及其二次开发3.1.1三维设计软件的选择3.1.2二次开发的概念3.1.3二次开发工具的选择3.1.4 Solidworks二次开发技术3.2零件的参数化3.2.1参数化的提出3.2.2参数化模型3.2.3基于Solidworks的参数化设计方法3.3数控车床模板库的建立及零件特征3.3.1数控车床模板库的建立3.3.2零件库的零件特征3.4非标零件库3.4.1基于Solidworks非标零件参数化设计的一般步骤3.4.2数控车床床身三维模型的参数化设计方案3.4.3阶梯床身的参数化设计3.4.4复杂零件参数化方法研究3.4.5设计实例3.5标准件库3.5.1通用标准件的选取和调用3.5.2齿轮库3.5.3专用标准件库的构建3.6小结第四章
总体结构设计中的虚拟自动装配技术4.1 虚拟自动装配简介4.2基于Solidworks的自动装配二次开发4.2.1 Solidworks装配的定义4.2.2矩阵转换4.2.3 Solidworks实现自动装配的步骤4.3数控车床自动装配4.3.1手动装配的实现与局限性4.3.2虚拟自动装配4.3.3自动装配的数控车床模型4.4小结第五章
总体结构设计中的有限元分析与仿真5.1有限元分析的概述5.2有限元分析理论5.2.1有限元分析步骤5.2.2模态分析理论5.3设计、装配及其分析的协同验证5.3.1设计与分析协同验证5.3.2装配与分析协同验证5.4有限元分析在数控车床虚拟设计中的应用实例5.4.1车床床身的优化5.4.2装配体有限元分析的优化实例5.5 Cosmosmotion仿真的应用5.5.1 Cosmosmotion仿真的步骤5.5.2 Cosmosmotion仿真实例5.6小结第六章 基于宣传目的的数控车床虚拟设计6.1虚拟设计技术中产品宣传的重要性及软件选择6.2数控车床虚拟动画6.2.1 Animator概述6.2.2 Animator动画关键技术研究6.2.3 Animator动画实例6.3数控车床的渲染6.3.1 Photoworks概述6.3.2 Photoworks渲染关键技术研究6.3.3数控车床渲染的研究6.3.4数控车床渲染实例6.4小结总结与展望参考文献附录相似论文,61
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> TG519.1 > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 车削加工及车床（旋床）其他分类:
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& 2012 book.基于SOLIDWORKS 的激光设备研制企业三维设计标准体系的建立
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摘要: 摘要
三维设计正在逐步成为激光设备行业的主要设计手段。相比传统的二维CAD设计，在应用三维软件进行产品设计时，让工程师具有了更多的方法和途径实现设计意图，提高了设计效率和设计质量。但三维设计工具应用之初
1.背景简述
随着计算机科学技术的迅猛发展，世界制造业已经进入数字化设计与制造时代【1】。先进的和制造方式正在迅速、全面地被采用。三维CAD是数字化设计、验证、制造与管理的基础，是现代化产品创新的基本工具。而法国达索（Dassault Systemes S.A）旗下的 软件正是这样一款集设计/验证/发布/（）/制造于一体的实用工具，以其易学易用性兼具功能强大为广大设计人员所熟知并广泛采用。
武汉华工激光工程有限责任公司（"华工激光"）于1997年由激光加工国家工程研究中心转制而成，是国内第一家以激光为主业的上市公司--华工科技产业股份有限公司的核心子公司。依托华中科技大学，以激光技术国家重点实验室为技术源头，基于其高集成度和高度模块化设计，国际化的标准体系，以及其产品在汽车、冶金、电子、轻工、医疗等领域广泛而长期的应用，华工激光一直处于中国激光技术研究及应用的最前沿。企业近三十年致力于激光加工中关键技术和共性技术的研究开发，是中国重点科技攻关计划"激光技术"项目的牵头单位和主要承担单位。企业从2009年开始探索三维设计平台的统一与设计环境、产出标准化管理，于2012年与Dassault Systemes SOLIDWORKS 达成合作，全面开始SOLIDWORKS 三维设计标准化的推广，经过一年多的时间初见成效。
2.激光行业企业三维设计标准化面临的主要挑战
近些年激光设备行业向着客户定制、小批量的方向发展。行业竞争的激烈也让成本控制水平、团队设计效率、创新设计能力成为企业设计研发能力提升的核心内容【1】。来自各方面的挑战主要包括如下内容：
1.设计平台与设计环境不统一。
1）将导致设计效率低，工程师保持各自的软件使用习惯，不同三维的产出数据不方便交互借用。而且在一个工程师的一次设计工作中，需要用三维工具完成模型设计，再采用二维工具来出具工程图。重复的数据转换，导致设计效率大大降低。
2）也会引起设计重用率低。工程师按照自己对设计方法的理解和产品功能的理解进行产品设计，导致产出数据其他人无法修改并重用。企业设计团队中频繁出现同一个零件或部件，多个人重复工作设计出不同的版本。
3）与此同时，大多数激光行业企业中工程师的设计工具使用能力参差不齐，让设计平台统一、标准化推广非常困难。
&2．缺乏统一的平台与设计环境时，没法针对产品特点进行设计标准的定义。
3. 再者，没有统一环境的设计过程、统一格式的产出，企业的标准化管理，甚至由CAD设计数据向PDM（产品数据管理）、企业ERP管理端的数据传递都变得非常困难。
由此可见，设计平台、设计环境的统一是激光行业三维设计工具标准化应用推广的必经之路。
3.华工激光SOLIDWORKS三维设计标准体系的建立
虽然最新的国家标准GB/T《机械产品三维建模通用规则》已经出台，但具体到企业的实际生产管理情况，则会有许多的问题难以解决【2】。经过华工激光过去一年多的探索与实践，发现讨论并建立符合企业实际的三维标准体系能够为企业带来诸多的好处。这其中，工程师在产品设计过程中用到的各类基础数据库是否完备对产品的设计周期和其后的产品数据管理有着较大的影响。要建立企业的三维标准体系，三维设计环境的搭建是首当其冲的要务，具体包括以下几个方面。
3.1 设计环境与模板的发放与管理方式
设计环境与模板的发放与管理方式应该满足便于下发、统一更新与维护的基本原则。华工激光经过审慎考虑，决定选用Dassault Systemes SOLIDWORKS华中地区增值服务商-武汉高顿科技发展有限公司（简称“武汉高顿”）提供的设计环境与模板自动下发安装包。
工程师只需在安装了SOLIDWORKS 软件的操作系统双击该安装包便可自动完成原设计环境备份和新设计环境自行安装与配置的工作。企业需要修改或更新设计环境与模板等数据库时，只需将更新后的安装包下发统一即可。
对于本次部署SOLIDWORKS 三维设计平台的华工激光集团旗下华工激光精密事业部、武汉法利普纳泽切割系统有限公司分别定制了不同的设计环境与模板自动安装包。如图3-1示意。
图3-1 华工激光精密事业部设计环境&模板自动安装包
3.2 三维设计基础环境
在设计基础环境中，分别对三维模型设计过程中零件、装配体、工程图三种类型定义不同的设计环境，具体内容包括显示样式、绘图标准、设计单位制、尺寸标注样式、绘图线型等的标准定义，如图3-2所示。一旦定义完成后，将随自动安装的设计环境和模板一起自动发放安装，如图3-3所示。工程师在进行设计时将在统一的环境下进行，避免大量由于单位制不统一、显示样式不同等导致的信息沟通错误和设计效率降低。
图3-2 零件、装配体、工程图模板定制若干信息
图3-3 生成的零件、装配体、工程图模板
3.3 设计数据输出标准格式
在以二维CAD软件为主要设计工具的时代，企业均以产出的二维工程图格式作为设计数据标准化的主要对象。经过多年的积累，华工激光也在二维设计数据标准化管理上积累了丰富的经验，并且经过多年的验证，已经形成的设计数据产出标准确实能有效的将设计、工艺部门的产品设计信息传递至生产部门，最大程度让设计、工艺、生产部门人员采用基于同一种标准的表达方式进行沟通。当SOLIDWORKS引进时，需要将华工激光现有的先进标准化成果从原来的二维CAD平台移植到三维CAD环境，并做出一些适应三维设计模式特点的改进。
于是在定义设计数据输出格式模板时，将各种图幅的图纸图框标题栏（如图3-4以A3图幅示意）、BOM清单模板（如图3-5）、切割清单模板、标注样式等全部进行了统一的定义。
图3-5 A3图幅材料明细表模板
工程师在进行工程图创建时，只需要调用相应的模板、标注样式块便可完成设计，将大大节省工作量，并让企业标准化审核与管理的工作量降到最低。
3.4 设计流程跟踪
使用三维设计后，产品数据格式和文件类型都发生了较大的变化，PDM在进行二维设计图样管理时，只负责文件的名称及属性，不涉及文件的内容，而三维设计则不同，零件、装配体、工程图之间能实现自动的关联与更新，文件版本的改动会造成整个产品的改动。因此在三维设计环境中需要进行设计流程跟踪的属性管理。
例如工程图中携带的修订表，会记录图纸版本修改的相关信息（如图3-6），或者图框标题栏中版本。
图3-6 A3图幅修订表模板示意
3.5 企业基础设计库
在产品的三维设计过程中，基于企业标准化管理的考虑，会使用到大量的基础数据库。例如：完善的各类常用标准件、常用的通用件/外购件、符合企业实际应用的焊接型材数据库、材质库以及企业常用的各类符号库等。这些基础数据库的建立，不仅能够较好地实现企业的标准化管理，同时还大大简化和提高了工程师在设计过程中的工作量和工作效率【3】。在表1中，列出了企业主要关注的关于三维基础数据库的几个方面。
表1 企业三维基础数据库典型内容
3.6 模型属性数据管理卡片
企业要想用好三维设计，除了标准化的设计过程与产出外，在设计进行过程中的图文档管理也是非常重要的环节。例如工作流管理、版本管理、权限管理等。而要实现有序的管理，在设计模型中搜集好用于管理的属性信息非常关键。在SOLIDWORKS中，通过模型的属性卡片来进行属性管理，该卡片为设计环境自动集成方式，随零件、装配体的设计环境被自动调用。华工激光根据企业的实际特点进行了属性卡片的定制。具体字段包括产品编码、材质、重量、所属项目名称、所属项目编码、设计者信息、设计日期等，如图3-7。
图3-7 模型自定义属性卡片信息示例
属性卡片中的所有信息除了将来可用于PDM平台上信息的搜索、查询等管理外，还可被直接调用于工程图中的注释、材料明细表、标题栏等位置。
4.总结与展望
一个企业的标准体系建立是一个长期、长效的过程，对企业将会产生长远的影响，一个科学、严谨且运行良好的标准体系，会为企业的发展带来不可估量的好处。通过设计环境与设计模板的标准化统一，是华工激光一百多人的设计团队采用同样的设计环境和标准进行产品设计，大大提高了企业团队的沟通效率，设计重用率，标准化程度。并且基于本次工作，将华工激光多年探索并践行的二维标准化成果完好的继承并发扬，使华工激光由二维切换至三维设计平台的周期大大缩短。
这其中，三方面因素促成了华工激光三维标准化体系的顺利推广。华工激光方面，企业高层和标准化部门对于企业信息化建设的前瞻性认识——三维化、设计标准化对于企业团队设计效率提升至关重要，华工激光全体设计人员在项目实施过程中全程高度重视与投入。实施服务方面，来自SOLIDWORKS——武汉高顿的技术实施服务团队充分调研华工激光的企业特点，结合多年服务于激光行业的丰富经验细心定制各部分内容。软件方面，SOLIDWORKS软件的易学易用性，对于国标标准完美的支持大大缩短了工程师软件学习的周期。
标准体系的建立是一个渐近的、不断完善的过程，它需要企业针对自己的实际情况，在不同时期、不同阶段做出不同的改进和修改，以服务企业的生产经营活动，推动企业的发展。标准化的设计和产出只是发挥三维设计优势的初步工作【1】。
华工激光产品特有设计方法的进一步探索、积累、固化，标准化产出数据有序管理、传递是华工激光三维平台建设的下一步两项重点工作。期望在不久的将来，经过华工激光、武汉高顿、SOLIDWORKS的共同努力，成功搭建的三维设计、管理、发布平台能为中国激光设备制造企业的信息化建设提供更生动的典范。
参考文献：
[1]何永堂.浅谈企业三维设计标准体系的建立[J].CAD/CAM 与制造业信息化，2012.4
[2]李光耀，杜鹃.基于参数的SOLIDWORKS 零件库的开发与实现[J].机械设计与制造，2005（5）：40-45.
[3]龚英弢.推进三维设计标准制定工作[J].上海造船，2009(3)：48-49.
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山东大学硕士论文-基于SolidWorks的机床夹具零部件库的建立
山东大学硕士学位论文图３－１７插件注册信息重新启动ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ后，程序自动加载相应的ＤＬＬ程序，如果默认的数据位０，需要单击［工具］［插件］启动此插件，如图３．１８所示。图３－１８插件加载窗口在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ软件环境下以上程序的运行结果如图３―７所示。３．４．２对话框设计机床夹具零部件库通过“机床夹具设计零部件库／ＦｏｒＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ”的友好欢迎界面进入第一级对话框一零部件面板，供选择第一结构层要素（参见图３―４），再在ＳＳＴａｂ控件下的对话中选择第二结构层要素，此时进入第二级对话框（ＳＳＴａｂ控件的作用是将多页菜单集成在一个界面上，而每个页面都是相互独立的：在同一个界面上可以点击出不同的页面：同时，界面中提供效果图显示，美观又直观）。在第二级对话框中选择具体的元素后，该元素的尺寸参数数据将被调入，系统默认的是数据表中的第一行数据，此时可通过点击数据源（如图３―１９所示）中的左右箭头查询所需要的尺寸参数，并在提示下修改或保存相关参数。以上过程见图３―２０。４２在图示操作界面中，数据调入后，点击［完成绘图］即可在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ环境下自动生成所需要的零件实体模型，完成这一步骤的关键技术是基于参数化驱动的三维实体建模。基于参数化驱动的机床夹具零部件的三维实体建模将在下一章作详细介绍。３．５本章小结本章主要论述了机床夹具零部件数据库的结构，并完成了机床夹具零部件参数数据库、ＶＢ与数据库的连接的建立。通过ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的ＡＰＩ进行二次开发，无缝集成了ＣＡＦＤ系统的各级菜单。完成了调用机床夹具零部件的界面设计。山东大学硕士学位论文图３－１９尺寸参数数据导入图３―２０用户界面操作顺序４３山东大学硕士学位论文第４章基于参数化驱动的零部件三维实体模型建立４．１特征与参数化ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ是基于特征的实体造型软件，因此有必要对特征及参数化作一简单介绍。所谓特征是指可以用参数驱动的实体模型‘３３１。ｒ通常，特征应满足如下条件：１．特征必须是一个实体或零件中的具体构成之一；２．特征能对应于某一形状：３．特征应具有工程上的意义；４．特征的性质是可以预料的。改变与特征相关的形状与位置的定义，可以改变与模型相关的那些形位关系。对于某个特征，既可以将其与某个已有的零件相联结，也可以把它从某个已有的零件中删除掉，还可以与其它特征共同组合创建新的实体。“基于特征”这个术语的含义是：零件模型是由各种特征生成的，零件的设计过程就是特征的累积过程。在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ零件模型中，第一个实体特征为基体特征，作为零件的基本结构要素，它代表零件最基本的形状，零件其它特征的创建往往依赖于基体特征，因此基体特征应能反映零件的主要形状，在创建基体特征时还要注意方便其它特征的创建：基体特征一定是一个增料特征，除基体特征外，其它增加的特征称为凸台特征，减去体积的特征称为切除特征（Ｃｕｔ）。所谓参数化是指对零件上各种特征施加各种约束形式。各个特征的几何形状与尺寸大小用变量参数的方式来表示，这个变量参数不仅可以是常数，而且可以是某种代数式。如果定义某个特征的变量参数发生了变化，则零件的这个特征的几何形状或尺寸大小将随着参数的改变而改变，软件会随之重新生成该特征及其相关的各个特征，而不需要用户重新绘制。一个特征的尺寸有几何尺寸和定位尺寸两种，与之相对应，一个特征的参数也可分为几何形状参数和定位尺寸参数。通过控制各种参数，即可达到控制零件几何形体的目的。４．２参数化驱动建模及编程４．２．１参数化设计的实现方法参数化设计的基础是数字化产品建模，可利用具有可变参数的几何建模技术山东大学硕士学位论文辅助进行这项工作。目前，一些三维ＣＡＤ设计系统都提供了参数化产品造型功能。参数化设计的实现方法包含以下步骤：１．参数化模型的设计（１）建立结合拓扑模型这是参数化绘图的前提，通常根据设计要求，以相对成熟的产品图为样板，遵循显式的拓扑结构约束。模型一经建立，将相对稳定，以后的应用中一般不再变化。（２）进行参数化定义在几何模型的基础上，分析其结构特点和控制尺寸，定义变量参数。（３）推导参数表达式模型中的参数之间并非都是相互独立的，通常会有某些关联关系，有的参数是随着其它参数的变化而变化的，这就需要找出这种关系，推导出参数表达式。（４）编制程序将以上的参数化模型编入计算机程序，以实现参数化设计。２．几何图形的参数化分析与定义图形的参数化定义一般应遵循以下原则：（１）注重参数序列的设计含义。（２）参数标注与工程图样标注一致。（３）参数序列与几何图形尺寸序列数据结构具有映射关系。（４）工程图样中的关键尺寸应作为自变量参数。（５）参数定义不能出现干涉、过约束。３．参数化绘图实现方式（１）在建立模型过程中，直接将参数序列定义其中。（２）利用ＣＡＤ软件中的草图其绘制草图，然后再加约束，定义参数。（３）对于成熟的、定型的、常用的产品图形，将模型建成参数化图素，使用户操作时就像画点、线等基本图素一样简便。４．参数取值方式（１）设置默认尺寸值。（２）预先设计建立系列化变量值表，绘图时从表中取值。（３）由用户实时修改输入。４．２．２专用机床夹具零部件的参数化设计专用机床夹具零件参数化设计具体可通过两种方法实现。４５山东大学硕士学位论文１．用系列零件设计表生成配置实现零部件的参数化设计要在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ环境中通过Ｅｘｃｅｌ变量表实现机械零件的参数化设计功能，必须首先建立模板模型，通过对系列零件设计表中各个参数的修改来生成模板零部件的不同配置，每个配置就是一个不同的零件。即在Ｅｘｃｅｌ变量表中指定参数，设计者可以创建多个不同配置的零件或装配体。系列零件设计表保存在模型文件中，所以ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ对模型的更改不会影响原来建立的Ｅｘｃｅｌ配置文件。系列零件设计表可以控制零件或装配体的许多项目，其中主要包括：特征尺寸和压缩状态；配置属性（包括材料明细表中的零件编号、备注、自定义属性１；零部件的压缩状态、显示状态、参考配置、颜色等；装配体特征的尺寸、压缩状态：配合中的距离和角度配合的尺寸、压缩状态等。模板模型建好以后，在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的菜单栏中选择［插入］【系列零件设计表］，再在属性管理器中选择“空白（Ｋ）”，系统将自动在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ环境中插入一个空白的Ｅｘｃｅｌ电子表格，设计者即可以在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ设计环境中直接在线编辑零件设计表。系列零件设计表有规定的格式，每一单元格的参数和数据都有一定的语法要求和含义。在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中，系统以尺寸或特征的名称作为不同配置的变量名参与计算，驱动模型几何形状的改变。系列零件设计表中使用的尺寸、特征、零部件和配置的名称必须与模板模型中的名称相匹配。用系列零件设计表生成配置的方法没有人机交互界面（这是其主要缺点），是通过在Ｅｘｃｅｌ变量表中编辑设计变量来实现设计的参数化的，在此不再详细介绍。２．基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ－－次开发的零件参数化设计面向对象技术（０一Ｏ）是近年来迅速发展的认识方法学，也是比较流行的软件设计、分析和编程方法．面向对象的思想比较符合人们对客观事物的认识过程，而面向对象设计方法则使计算机程序的处理过程贴近人们对客观事物的处理。ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓＡＰＩ使用面向对象的方法，其对象模型是一个多层次的对象网络，即对象分为若干层，每一层又包括若干子对象，每个对象又都有自己的属性、方法和事件。对象是代码和数据的集合，属性用于描述对象的特征，方法为对象实施一些动作。为了调用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓＡＰＩ的方法或属性，首先要获得对象。用户通过对ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ对象所拥有的属性和方法的操作，可以建立适合自己需要的、专用的ｓ０１ｉｄｗｏｒｋｓ功能模块。最高层次的对象是ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ，它包括ＭｏｄｅｌＤｏｃ、Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ、ＦｒａｒｎｅＡｔｔｒｉｂｕｔｅＤｅｆ、Ｍｏｄｅｌｅｒ、ＳＷＰｒｏｐｅｒｔｙＳｈｅｅｔ以及一些其他的对４６
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　　年来，随着信息技巧的，的产品市场已由静态向动态模式转变，客户对产品提出了越来越个性化的需求。在考虑产品成本和质量的同时，必须供给多元化的产品选择以满足客户多样化的需求，大规模生产模式已经不再适应当今的市场。这样，企业需要采用新的策略以既满足客户个性化要求，又满足批量化生产，以达到降低产品整个生命周期的成本的目标。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，产品开发速度已成为企业的核心竞争力。在这一背景下，企业和学术界纷繁提出了新的理论和法子，大规模定制生产模式应运而生，企业库的模块化被企业所接受和，库的建立越来越受到企业的重视。　　 目前，CAD技巧的应用已经从传统的二维绘图逐步向三维设计过渡，三维设计技巧已成为发展的必然。从实现制造业信息化的角度看，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。三维CAD系统的参数化设计与二维绘图相比更能够满足制造业发展的要求。具有强大的参数化设计功能和灵活的系列件配置设计技巧，其易学易用，在设计和制造领域得到了广泛的应用。本文以为平台，介绍企业设计库的组成及其实现法子，并结合实例分析了三维零件库的建立法子。　　 1 设计库的基本概念及其框架结构　　 1.1 设计库的基本概念　　 设计库是指设计中可复用单元的信息聚拢，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。狭义的设计库常指国家和行业的标准件的聚拢。广义的设计库是指可以重用的设计信息的聚拢，强调的是工程数据的可重用性、数据的组织以及管理。设计库的重点是通过标准化、系列化建立可复用单元，并对零部件进行，建立零部件的检索机制。　　 1.2 设计库的构成　　 设计库是常用注释，特征、零件及部件等设计信息的聚拢，它包括了设计中经常用到的可复用单元，具体包括常用注释、特征库、零件库、根基件库及部件库等。　　 （1）常用注释。在创建工程图时，有部分注释经常被使用。比如表面粗糙度，焊接符号，形位公差及技巧要求等，可以将这类经常用到的符号存放到注释库里，需要时直接从库里拖放到工程图指定的位置，以此来提高出图的速度。　　 （2）特征库。以SolidWorks为技巧平台的零件实体建模中，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工程含义，是描述产品信息的聚拢。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，不仅体现产品的功能和工程含义，而且是CAD／CAM集成化发展的方向。　　 （3）外购件库。SolidWorks的3D Content central供给了许多企业常用的外购件模型，企业只需将需要的模型，保存到本地库中便可建立企业的外购件库，设计时可直接调用这些可复用元素，极大地提高了设计效率，降低了成本。企业建立自己的外购件库是极为必要的。　　 （4）根基件库。企业在开发新产品时，往往在原来的产品上加以改进，其结构变化并不大，而且产品中相似的零件非常多，如电机机座零件挡板、隔板和端板非常相似，如图l所示，端板和隔板都可以从挡板模型上修改得到，这样就可以避免了重复设计，因此将类似挡板功能的零件建立一个根基件库，需受时只须直接调用，节约设计时间。　　看不清楚？请点击这里查看原图（大图）。　　 （5）零件库。零件是组成产品的不可拆分的单个制件，如轴套、轴瓦、螺母、曲轴，叶片、齿轮，凸轮、连杆体及连杆头等。零件库是各种零件的信息聚拢，它是计算机辅助技巧的重要组成部分，是实现计算机辅助设计与制造，计算机数据集成及先进制造等技巧的根基。　　 （6）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。部件也是产品的重要组成单元。将一些通用的部件或者可以重复使用的部件建立成设计库，可大大节约设计时间。　　 2 设计库建立法子　　 面对浩大的设计信息，企业想在一段时间内对所有信息进行标准化和规范化是非常困难的。设计库的建立应该分阶段，分步骤实施。零件库的建立是企业标准化的首要任务，其具体过程包括对企业进行需求调查，形成系列件清单，零件命名，建立事物特征表，零件建模和按照编码体系进行编码等步骤。　　 （1）需求调查。需求调查在建立企业零件库中占有十分重要的地位，是企业标准化建设是否成功的关键。这一过程中还应该充分调动企业各部门人员参加，对企业标准件，外购件及自制件等零件信息进行收集（包括零件的名称，关键尺寸以及零件在产品的借用次数等），列出企业详细需求表。同时，为了实现企业设计的优化，还需要组织设计，工艺，采购及生产等不同部门的专业人员共同参与，对企业零部件等信息进行全面的分析，形成需求报表。　　 （2）形成系列件清单。零件的标准化和规范化主要表现在零件的上。企业分类的方式有许多种，可以从零件的功能出发，以相同或相似的功能定义为准备对企业零件进行分组定义，形成零件组。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快速有效的检索，缩短零件查找时间，能显着地加快产品形成过程中的各个步骤的速度。　　 （3）零件命名。对零件名称分析，形成企业零件命名汇编，建立统一的、无冗余的零件名称字典，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。零件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。其后果是零件复用率低下，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零部件名称汇编手册对于企业设计库建设至关重要。　　 （4）建立事物特征表。通过对零件几何特征和功能特征等参数的分析，找出零件的事物特征参数（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顾客的所有需求。共2页: 　
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