企業(yè)使用三維進(jìn)行設(shè)計(jì)能否快速提高設(shè)計(jì)效率，很大程度體現(xiàn)在規(guī)范性上。企業(yè)在使用2D進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，只能關(guān)注設(shè)計(jì)結(jié)果，設(shè)計(jì)過(guò)程并不能得到記錄，設(shè)計(jì)意圖也不能體現(xiàn)。但3D設(shè)計(jì)不僅能詳細(xì)記錄我們的設(shè)計(jì)過(guò)程和意圖，在一定程度上可以展現(xiàn)工藝信息，所以關(guān)注的不僅僅是設(shè)計(jì)結(jié)果，同樣還有設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程的規(guī)范性的完善，對(duì)于很多企業(yè)來(lái)說(shuō)，效率就不僅僅是100%的提高。
那么如何進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的規(guī)范性？如何提高零部件的可重復(fù)利用？如何提高零部件的可修改性？
在詳細(xì)展開這個(gè)話題之前，我們先看一個(gè)關(guān)于設(shè)計(jì)過(guò)程的研究：研究通過(guò)隨機(jī)抽取不同機(jī)械設(shè)計(jì)工程師在三維CAD技能考試中所創(chuàng)建的三維模型，然后：
研究不同工程師創(chuàng)建同一個(gè)零件所采用的不同建模手段；
探究在給出明確建模規(guī)定的前提下，工程師創(chuàng)建的模型是否還有差異？
研究不同工程師創(chuàng)建同一個(gè)裝配體所采用的不同裝配手段。
首先大家都利用SOLIDWORKS軟件設(shè)計(jì)如下圖所示的零部件，并且對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，分析設(shè)計(jì)的第一個(gè)特征、特征的數(shù)量和尺寸、設(shè)計(jì)過(guò)程所需要的尺寸。
圖1 利用SOLIDWORKS軟件設(shè)計(jì)零部件
采集完整樣本總共17個(gè)，分析結(jié)果見下表：
表1 第一特征的統(tǒng)計(jì)
表2 特征數(shù)量的統(tǒng)計(jì)（*為第一特征是拉伸）
表3 建模方法和特征數(shù)量的統(tǒng)計(jì)
針對(duì)在建模過(guò)程中的尺寸標(biāo)注，常用的有5中解決方案：
｛DIM1｝=｛D1,D2,D3,H1,H2,H3,a1,r1,r2｝
｛DIM2｝=｛D1,D2,D3,H1,H2,H3,a1,r1｝
......
｛DIM5｝=｛R1,R2,R3,H1,H2,H3,a2,r1｝
圖2 尺寸標(biāo)注的名稱及位置
我們?cè)诮鉀Q問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)提出“條條大道通羅馬”，盡管這些不同的設(shè)計(jì)方法都得到相同的結(jié)果，但是研發(fā)設(shè)計(jì)的工作不是到達(dá)羅馬的事情，我們必須在最短的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造更大的效益，研發(fā)出更具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品，因此我們必須找到最快的方法，最簡(jiǎn)潔的方法達(dá)到我們的要求。
同樣的問(wèn)題，我們?cè)倮^續(xù)研究：使用相同的軟件，要求工程師使用已經(jīng)給出的尺寸和單位和單一旋轉(zhuǎn)特征來(lái)創(chuàng)建模型，如下圖所示：
圖3 按照尺寸要求用旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建模型
這個(gè)測(cè)試共收集到100個(gè)完整模型，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：
表4 新測(cè)試的第一特征統(tǒng)計(jì)
這次特征的使用順序竟然十分統(tǒng)一，基本上都是采用旋轉(zhuǎn)命令完成，尺寸標(biāo)注方案也基本上和要求一致，完成效率也有很大的提高。
表5 測(cè)試的特征數(shù)量統(tǒng)計(jì)
也僅僅是一個(gè)要求的差別，得到的結(jié)果就有很大的差別，通過(guò)這個(gè)研究我們可以總結(jié)出下面兩點(diǎn)：
1.缺乏紀(jì)律：知道怎么做但不要求這樣做，或者他們是不要按照要求去做；
2.缺乏技巧：知道要做但是不知道怎么做，他們沒有足夠的技巧去按照要求做。
技巧，可以通過(guò)專業(yè)的培訓(xùn)迅速掌握并且投入到生產(chǎn)中，但是缺乏紀(jì)律，就是一件刻不容緩的事情，沒有設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，我們可以僅僅能使用三維設(shè)計(jì)軟件建模我們的產(chǎn)品，但是真的設(shè)計(jì)不好我們的產(chǎn)品。怎么進(jìn)行這個(gè)規(guī)范的制定，這是每一個(gè)企業(yè)在3D實(shí)施應(yīng)用的過(guò)程中，都必須考慮的事情。
我很想在這里和大家分享企業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范，但是這個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)范建立在自己產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，一個(gè)企業(yè)的研發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)范，也許對(duì)另外一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)卻有很多的不合理之處，因此，各種規(guī)范的制定一定要結(jié)合自己企業(yè)的基本情況進(jìn)行。這里就將比較通用的幾點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范總結(jié)如下：
設(shè)計(jì)過(guò)程必須嚴(yán)格遵守規(guī)范的要求，若有其他合理要求必須更新規(guī)范后才能進(jìn)行；
對(duì)于板件或者規(guī)則形狀可以使用拉伸特征的就必須使用拉伸建模；
所有回轉(zhuǎn)類零件必須使用旋轉(zhuǎn)命令進(jìn)行設(shè)計(jì)；
建模過(guò)程中有草圖的繪制，凡是使用的尺寸標(biāo)注的地方，必須有完善的尺寸標(biāo)注方案，標(biāo)準(zhǔn)必須符合GB；
建模過(guò)程遵循先基體特征，后修飾特征的流程進(jìn)行，先添加實(shí)體，后切除實(shí)體部分的步驟進(jìn)行；
每一個(gè)零部件都有自己的文件屬性及其模型屬性，在設(shè)計(jì)結(jié)束之前，必須完成所有信息的填寫；
GB標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化件等資源，必須使用公共網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)計(jì)庫(kù)資源進(jìn)行設(shè)計(jì)；
關(guān)于文件設(shè)計(jì)過(guò)程中的參考資料及其修改，必須將信息在模型的設(shè)計(jì)活頁(yè)夾中Word中完善而不是獨(dú)立附件。
......
不同的設(shè)計(jì)人員會(huì)采用不同的建模手段，他們的多層次組合是千變?nèi)f化的。因此，不能單靠CAD模型的建模記錄和裝配約束關(guān)系作為捕捉設(shè)計(jì)意圖的依據(jù)。要有效捕捉設(shè)計(jì)意圖，除了規(guī)范性的使用三維CAD外，還要制定一套更一致和可靠的準(zhǔn)則來(lái)捕捉和記錄設(shè)計(jì)師的意圖，一個(gè)真正符合企業(yè)流程的設(shè)計(jì)規(guī)范。
同時(shí)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，大量對(duì)以前設(shè)計(jì)的產(chǎn)品零部件參考引用，或者在原來(lái)零部件的基礎(chǔ)上進(jìn)行更改，即進(jìn)行設(shè)計(jì)的變更。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的設(shè)計(jì)更改包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：
①模型零部件能進(jìn)行修改，所有的修改都有修改人的事件記錄；
②修改后的模型不能影響變更前零部件的完整信息，所有的修改都必須在產(chǎn)品模型中包含。傳統(tǒng)的管理方式很容易混亂，所以必須依靠專業(yè)的PDM平臺(tái)，
針對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范的執(zhí)行，最好有一個(gè)專業(yè)的管理平臺(tái)PDM，這個(gè)PDM最好有開放的軟件平臺(tái)，同時(shí)有強(qiáng)大的3D CAD集成功能，CAE數(shù)據(jù)處理功能等。一些企業(yè)目前選擇EDM——圖文檔數(shù)據(jù)管理，只能將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)納入管理范疇，并不能管理設(shè)計(jì)規(guī)范，所以希望企業(yè)的投資也能一步到位，避免不必要的周折和損失。
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本文標(biāo)題：三維設(shè)計(jì)過(guò)程的規(guī)范性
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