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基于數(shù)字化制造技術(shù)的機(jī)械圖樣讀繪能力研究
高恒星 2016/1/13 15:32:38
（接上頁(yè)）、CAXA等國(guó)內(nèi)外具有CAD、CAM、CAE、CAPP功能的軟件，在參數(shù)化設(shè)計(jì)前提下，二維工程圖和三維模型之間可建立數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)或雙向的信息轉(zhuǎn)換，但各自的主要功能還不能相互取代。因此，當(dāng)前需要將三維模型和二維工程圖相互結(jié)合起來(lái)表達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢驗(yàn)、維修等相關(guān)信息，其不同于傳統(tǒng)機(jī)械圖樣的表達(dá)方式。
三、機(jī)械圖樣傳統(tǒng)讀繪技術(shù)存在的弊端
受傳統(tǒng)技術(shù)慣性影響，面向二維機(jī)械圖樣的設(shè)計(jì)方法和讀圖方法，在一定范圍內(nèi)還在應(yīng)用，“甩圖板”的目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)，而“甩圖紙”的目標(biāo)還沒有完全達(dá)到。以二維圖樣為平臺(tái)的產(chǎn)品信息表達(dá)方法，對(duì)技術(shù)人員二維圖樣繪制能力和讀圖能力要求高，熟練掌握二維圖樣繪圖和讀圖方法難度大、成長(zhǎng)周期長(zhǎng)；對(duì)技術(shù)人員而言勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)過(guò)程費(fèi)心、費(fèi)力，對(duì)企業(yè)而言，生產(chǎn)過(guò)程周期長(zhǎng)，效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代制造快速化、個(gè)性化需要。隨著數(shù)字化制造技術(shù)的日臻完善，以及在企業(yè)的廣泛應(yīng)用，面向二維圖樣的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和讀圖方法不能適應(yīng)數(shù)字化制造技術(shù)要求，將逐步被與數(shù)字化制造技術(shù)相適應(yīng)的設(shè)計(jì)方法和讀圖方法所取代。
四、機(jī)械圖樣基于數(shù)字化制造技術(shù)的讀繪優(yōu)勢(shì)
設(shè)計(jì)人員以數(shù)字化制造軟件為平臺(tái)，面向三維樣機(jī)的直觀設(shè)計(jì)，所見即所得，可專注于產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)象，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，大大提高了設(shè)計(jì)的效率；依靠信息化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，以數(shù)字化制造軟件為載體，降低了技術(shù)人員機(jī)械設(shè)計(jì)和工程圖讀圖的學(xué)習(xí)難度，也減輕了工作強(qiáng)度，提高了工作協(xié)同性，提升了工作效率；企業(yè)在數(shù)字化制造技術(shù)條件下，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的快速響應(yīng)、柔性特征，滿足當(dāng)前產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)、快速制造、以及需求個(gè)性化的需要。
五、基于數(shù)字化制造技術(shù)的機(jī)械圖樣繪制方法
用三維模型來(lái)描述幾何信息，而用二維工程圖來(lái)定義產(chǎn)品尺寸、公差、工藝信息的數(shù)字化制造技術(shù)，是當(dāng)前大多數(shù)企業(yè)數(shù)字化制造發(fā)展階段。應(yīng)用CAD軟件面向三維的零件設(shè)計(jì)和三維樣機(jī)設(shè)計(jì)，形成產(chǎn)品設(shè)計(jì)幾何信息數(shù)據(jù)源，再根據(jù)三維模型生成二維工程圖的單向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)基本成熟，可以十分便捷地應(yīng)用產(chǎn)品三維模型，通過(guò)三維轉(zhuǎn)二維數(shù)據(jù)接口，形成視圖、剖視圖等機(jī)件結(jié)構(gòu)表達(dá)視圖。有時(shí)由于軟件功能的“機(jī)械”性特點(diǎn)，對(duì)生成的視圖，還要根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)機(jī)械圖樣表達(dá)方法的要求，再進(jìn)行完善，以符合圖樣表達(dá)要求簡(jiǎn)潔、夠用、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，在結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚的前提下，采用二維CAD繪圖方法，對(duì)視圖進(jìn)行標(biāo)注尺寸、公差、粗糙度、以及技術(shù)要求等相關(guān)信息。三維設(shè)計(jì)、二維出圖數(shù)字化制造流程如圖一所示。
圖一 圖二
基于模型定義（MBD）的數(shù)字化制造技術(shù)，其核心是用一個(gè)集成的三維實(shí)體模型來(lái)完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息，實(shí)現(xiàn)面向制造的設(shè)計(jì)，MBD模型成為生產(chǎn)制造過(guò)程中唯一的信息來(lái)源，改變了當(dāng)前用三維模型來(lái)描述產(chǎn)品幾何信息，而用二維工程圖來(lái)定義產(chǎn)品尺寸、公差、工藝信息的數(shù)字化制造模式，是未來(lái)企業(yè)數(shù)字化制造發(fā)展方向。采用MBD技術(shù)定義三維模型又稱為MBD數(shù)據(jù)集，分為裝配模型和零件模型兩種，基于MBD技術(shù)模型數(shù)據(jù)集組織結(jié)構(gòu)如圖二所示。
在這兩種數(shù)字化制造模式下，無(wú)論在設(shè)計(jì)階段還是制造階段，表達(dá)產(chǎn)品信息的機(jī)械圖樣都需要依賴數(shù)字化制造軟件平臺(tái)來(lái)形成，借助軟件平臺(tái)可有效提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率、縮短生產(chǎn)周期。由于CAD技術(shù)的不斷完善和廣發(fā)應(yīng)用，技術(shù)人員的正投影繪圖能力不再是圖樣繪制的關(guān)鍵技術(shù)，圖樣繪制的標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)件表達(dá)方法及表達(dá)方案的合理選擇，仍然是工程圖繪制能力的重點(diǎn)。借助于CAD軟件技術(shù)，圖樣二維和三維信息的表達(dá)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期中所占時(shí)間比例大幅度減少，設(shè)計(jì)者可集中精力和時(shí)間于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能、工藝、造型等設(shè)計(jì)元素是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
六、基于數(shù)字化制造技術(shù)的機(jī)械圖樣識(shí)讀方法
在三維實(shí)體模型作為產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)的輔助表達(dá)方法和加工信息載體，二維機(jī)械圖樣作為產(chǎn)品主要結(jié)構(gòu)和制造信息載體的數(shù)字化制造階段，二維工程圖樣的識(shí)讀能力，仍然是技術(shù)技能型人才的職業(yè)能力基本功。形體分析法和線面分析法作為讀圖的基本方法，以及正確的讀圖步驟，是讀懂機(jī)件幾何特征信息，掌握二維工程圖樣中技術(shù)標(biāo)注等信息的工程含義。二維工程圖對(duì)機(jī)件內(nèi)外結(jié)構(gòu)表達(dá)更完整，而三維模型對(duì)機(jī)件內(nèi)外結(jié)構(gòu)表達(dá)則更直觀，在識(shí)讀二維工程圖時(shí)，借助于三維CAD模型或者以其形成的軸測(cè)圖來(lái)輔助識(shí)讀二維工程圖表達(dá)的幾何結(jié)構(gòu)，可降低二維圖樣識(shí)讀難度，兩者相輔相成，提高圖樣識(shí)讀效率和準(zhǔn)確性，如在富士康集團(tuán)下屬的精密模具制造企業(yè)中，制造精密塑膠模具零件時(shí)，技術(shù)人員在讀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件二維工程圖時(shí)，通常借助三維CAD模型來(lái)降低讀圖難度，避免誤讀。
在識(shí)讀二維工程圖時(shí)，對(duì)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的表達(dá)對(duì)象進(jìn)行（未完，下一頁(yè)）
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