基础篇:2)基于特征设计概念介绍(重要)

本章目的:理解特征的概念,将基于特征的设计理念运用于建模及结构设计中。

 

1.前言

这一章的确是重要的一章,因为设计理念的冲突迭代
虽然作者不认为自己这一章写的很好,但希望大家作为结构工程师还是能关注一下,特别是一些只用2d图就能绘图制造的大牛。
机械设计的理论、方法都是在进步的,虽然国内这方面说多了真累雷泪。
关键点在于能建立特征设计的概念,代替设计是由尺寸构成的

2.特征(part characteristic)的定义

特征是一个专业术语,它兼有形状功能两种属性包括特定几何形状、拓扑关系、典型功能、绘图表示方法、制造技术和公差要求。

特征是产品设计与制造者最关注的对象,是产品局部信息的集合。

特征模型利用高一层次的具有过程意义的实体(如孔、槽、内腔等)来描述零件

基于特征的设计是把特征作为产品设计的基本单元,并将机械产品描述成特征的有机集合。

特征设计有突出的优点,在设计阶段就可以把很多后续环节要使用的有关信息放到数据库中。这样便于实现并行工程,使设计绘图、计算分析、工艺性审查到数控加工等后续环节工作都能顺利完成。

作者感觉特征的定义非常近似软件设计中的“类class”的描述。如下图所示。

所以,实际上如果学习了软件编程关于“类class”的定义,那么解释特征,以及之后的作用就会很轻松了。

在第一版《面向制造及装配的产品设计》_美_布斯罗伊德著 ,对特征的定义如下:

①特征表示与制造操作和工具相关的形状和技术属性;

②特征是需要一起引用的成组几何或拓扑实体;

③特征是用于生成、分析和估价的设计单元;

④特征是物体特色的一种分类,他在一定范围内具有重要的意义。

作为一名结构设计工程师,这里最重的是理解第③种的意义,真正做到基于特征的设计。

简单的理解:将零件大卸八块,每一块就是一个特征。如上图的蛋糕。

2.1 零件中的特征分解举例

 

3.基于特征的设计运用

3.1 建模

传统的2d设计软件(如autocad和caxa),设计方法是基于线与尺寸。
但现有的3d软件基本上都是运用特征设计,参数化尺寸控制。软件包括:SolidWorks,UG,PRO/E,CATIA 等。
所以现在的工程师不难接受特征的概念,因为从画图开始就运用特征了。

3.2 结构设计

特征设计运用于结构设计之中,关键在于有特征设计的思考方法。
其思路的基本流程如下:
3.2.1 )先确认零件的设计要求;
3.2.2)针对各个要求,选取相应的特征,逐一叠加到零件上。
3.2.3)特征的参数化尺寸控制;
 
当然,这个只是简单的举例,正式结构设计中的要求考虑一定要完整而有条理。同时还有可制造性,可装配性等要求,同时又需要合理处理
各种要求之间的干涉并正确的取舍等,以后章节会介绍。

4.特征代替尺寸

本篇最大的目的是建立起特征的概念,这是时代的进步而产生的。
以后的设计、分析都请以特征为基础,而不是整天一出错就去找尺寸的麻烦,去找特征的错误吧!

5.狭义上与广义上的特征

虽然狭义上特征是由一系列尺寸构成的(特征由参数化尺寸控制)零件的一块。
但一般来说尺寸、材料,甚至是粗糙度符号、公差、技术要求等,亦是特征的一种。
大特征由小特征构成,产品由上至下具有统一性。
所以进一步从广义上来讲,零件、部件、产品、子系统、系统也是特征!

6.结语

最后寄一语:特征的设计分析更贴近这个时代,更易设计出好的产品。
以后的DFMA,DFMEA的理论也是以此为基础的,切记!
此刻最美
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