基于Solidworks三維設(shè)計(jì)及二維工程圖轉(zhuǎn)化改進(jìn)技術(shù)研究

姚正新

摘要：文章主要是分析了工程圖概述及發(fā)展歷程，在此基礎(chǔ)上講解了工程圖生成的開發(fā)現(xiàn)狀，最后探討了三維模型到二維工程圖的技術(shù)，望可以為有關(guān)人員提供到一定的參考和幫助。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)方法;三維設(shè)計(jì);工程圖;Solidworks;工程分析

1、前言

以往傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法主要是依據(jù)工作人員的經(jīng)驗(yàn)繪制出二維工程圖進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工的，出現(xiàn)不合格的情況需要進(jìn)行二次維修，這不僅嚴(yán)重浪費(fèi)是撿，且會增加成本，而三維設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用能夠直接導(dǎo)出二維工程圖進(jìn)行制造，能夠節(jié)省時(shí)間，且降低成本。

2、工程圖概述及發(fā)展

工程圖形是設(shè)計(jì)師的意圖和產(chǎn)品制造要求的最直接表達(dá)，而且其也是工程設(shè)計(jì)師之間的重要文件。在以往的文獻(xiàn)記錄中，我們可以找到最原始的工程圖。自蒙古以來，法國學(xué)者采用了Monty幾何的繪畫方法，并嚴(yán)格按照機(jī)械模式的投影理論繪制了圖形。在20世紀(jì)之前，設(shè)計(jì)師完成了工程圖紙。直到20世紀(jì)初，可以繪制機(jī)械結(jié)構(gòu)的繪圖儀出現(xiàn)，這可以有效提高了拉絲效率。20世紀(jì)50年代中期，當(dāng)前美國第一臺計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)的誕生，直到出現(xiàn)了被動的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，它可以簡單地繪制然后輸出工程圖紙。后來，當(dāng)前以AutoCAD為代表的交互式繪圖軟件的引入，機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙可以借助繪圖軟件繪制更多的圖紙。當(dāng)前我國計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，使得三維設(shè)計(jì)思想也應(yīng)運(yùn)而生。由于三維特殊建模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和建模之間存在的差異，投影的二維圖不能滿足可以處理和生產(chǎn)的繪圖的要求，特別是尺寸。雖然投影可以通過投影來控制二維繪圖的特征參數(shù)，最終圖形的大小不能真正自動生成和修改。在3D CAD系統(tǒng)中，2D輪廓僅用于生成3D功能，這些功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們所需要的。在2D設(shè)計(jì)系統(tǒng)中處理的工程圖形更簡單。因此，2D繪圖的設(shè)計(jì)更加困難。

3、工程圖生成的開發(fā)現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)圖形，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)圖形的開發(fā)能夠有效促進(jìn)到了高級圖形的廣泛應(yīng)用。然而，2D工程圖和3D建模軟件之間沒有太多交叉。企業(yè)大多數(shù)技術(shù)人員仍需要通過建模軟件繪制機(jī)械部件的二維視圖。單獨(dú)使用建模軟件繪制二維工程圖，將增加員工的工作量并降低工作效率。與此同時(shí)，不可能利用3D建模軟件。然而，當(dāng)機(jī)械部件的尺寸發(fā)生變化時(shí)，通常需要重繪二維附圖以產(chǎn)生和使用，從3D模型到2D工程圖的轉(zhuǎn)換功能的設(shè)計(jì)概念尚未有效地使用。如今，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法已廣泛應(yīng)用于許多國外大型機(jī)械企業(yè)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的快速方便設(shè)計(jì)。例如，德國Demag公司開發(fā)了專業(yè)的三維設(shè)計(jì)和二維工程繪圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)，用于橋式起重機(jī)，實(shí)現(xiàn)了三維模型出口二維工程圖的功能，大大提高了設(shè)計(jì)效率橋式起重機(jī)，它能夠有效避免到返回和修改參數(shù)后繪制的浪費(fèi)人力。從我國工程機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀來看，我國工程機(jī)械行業(yè)仍處于追趕先進(jìn)國家水平的階段，而由三維模型導(dǎo)出的二維模型尚處于起步階段。因此，對二維工程圖的開發(fā)具有重要意義。在各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件中，人們對二維工程圖進(jìn)行了大量的研究。利用AutoCAD軟件自動生成二維圖形的研究主要是利用solprof、sodraw實(shí)現(xiàn)二維圖形的自動生成。Solview和其他命令。研究了在AutoCAD中自動生成二維圖形的方法和步驟，給出了自動生成二維圖形的方法和步驟。在inventor平臺上開發(fā)了產(chǎn)品裝配線參數(shù)化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了裝配線的三維建模和自動生成，提高了產(chǎn)品裝配線的設(shè)計(jì)效率，降低了設(shè)計(jì)成本。但是，其圖紙?jiān)跇?biāo)準(zhǔn)模型庫中輸出，標(biāo)準(zhǔn)模型庫通過三維模型對應(yīng)的原始工程圖紙實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的種類越來越多，精度越來越高，占用的空間越來越大。當(dāng)前類型的增加，原有的工程圖紙將大大增加，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲空間將增加，系統(tǒng)的運(yùn)行效率將降低。對于本文所使用的二維圖形中的SolidWorks技術(shù)研究，王宗彥先生等深入研究了驅(qū)動后參數(shù)工程圖的自動生成方法，解決了標(biāo)簽混亂和錯(cuò)位的問題，如視場比例中的刪除或偏移段視圖，缺少或偏移零件視圖，以實(shí)現(xiàn)圖紙的自動化和優(yōu)化技術(shù)，但主要方法仍然集中在優(yōu)化工程圖紙，以及一些注釋，如手動修改視圖、尺寸、，現(xiàn)有的工程圖紙自動生成的研究大多是針對特定產(chǎn)品零件的研究與開發(fā)，對大型零件的研究相對較少。

4、工程圖開發(fā)存在的問題

國內(nèi)對機(jī)械產(chǎn)品二維工程圖設(shè)計(jì)的研究已經(jīng)十分廣泛，其中主要的設(shè)計(jì)思想已得到了進(jìn)一步的完善，但設(shè)計(jì)開發(fā)方法還有待改進(jìn)。一些先進(jìn)有效的方法和技術(shù)尚未引進(jìn)，不能有效發(fā)揮三維設(shè)計(jì)軟件變型設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，不能直接導(dǎo)出可直接加工制造的工程圖紙，然后對三維模型參數(shù)進(jìn)行返工和修改。其中存在的重復(fù)拉深、設(shè)計(jì)效率低、拉深質(zhì)量低以及設(shè)計(jì)周期長的問題沒有得到很好的解決，且無法滿足到當(dāng)前機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)的實(shí)際市場需求，當(dāng)前我國模塊化和參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)在不斷的發(fā)展和應(yīng)用，三維設(shè)計(jì)軟件用于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)，圖紙仍然是中國機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，因?yàn)橹袊膰楹蜋C(jī)械設(shè)計(jì)水平還存在限制。當(dāng)前生成三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)的方法仍然很多，并且有很多不尋常的地方。自動生成的圖形容易出現(xiàn)視圖比例位置不平衡、標(biāo)簽明顯錯(cuò)位、視圖虛線表示混亂等的一些問題。

5、三維模型到二維工程圖的技術(shù)

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法是從平面到三維的。設(shè)計(jì)師首先設(shè)計(jì)二維工程圖紙，然后按照設(shè)計(jì)，工程圖也是三維固體部件，然后直觀地執(zhí)行三維實(shí)體建模，并按照計(jì)算機(jī)工程分析判斷它們是否合格。軟件。如果它不合格，則必須修改二維繪圖上的參數(shù)，并繼續(xù)驗(yàn)證，直到處理過程和生產(chǎn)的批量。但是，在3D設(shè)計(jì)中，它是直接設(shè)計(jì)3D實(shí)體部件并直接分析它們的設(shè)計(jì)師。驗(yàn)證零件后，相關(guān)的工程圖形被包施工。鉤子組完成三維設(shè)計(jì)流程后，將其轉(zhuǎn)換為按照國家標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的二維圖紙，然后進(jìn)行實(shí)體處理。首先設(shè)置圖紙模板，包括圖紙中的圖紙。尺寸、圖層設(shè)置，按照二維圖紙的特點(diǎn)，可以按照視圖分為以下模塊，不同的產(chǎn)品是不同的。在設(shè)計(jì)中，將其他視圖插入其中，這些視圖將反映視圖的各種邊、輪廓、標(biāo)簽和部分行業(yè)特性。通過透視方法可以使得投影視圖可以更標(biāo)準(zhǔn)、更快，并且更符合國家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。該方法用于建立現(xiàn)有三維實(shí)體模型的投影視圖、標(biāo)準(zhǔn)三視圖和輔助視圖，然后傳遞尺寸、注釋標(biāo)簽和零件序列號，建立材料圖表表，插入和生成最終技術(shù)要求。有時(shí)，當(dāng)部件或組件具有更復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，想要表達(dá)其內(nèi)部形狀時(shí)必須使用橫截面視圖來幫助表示。章節(jié)視圖主要包括：全部剖視圖，半部分視圖，部分剖視圖等。可以應(yīng)用“斷開連接的”視圖“命令以創(chuàng)建部分剖視圖。斷開的橫截面命令創(chuàng)建部分截面視圖時(shí)，首先確定部分的范圍，然后在橫截面位置選擇閉合的草圖（包括閉合草圖），最后選擇在橫截面內(nèi)創(chuàng)建部分橫截面視圖范圍。

6、結(jié)束語

由上可知，以往傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法主要是依據(jù)工作人員的經(jīng)驗(yàn)繪制出二維工程圖進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工的，出現(xiàn)不合格的情況需要進(jìn)行二次維修，這不僅嚴(yán)重浪費(fèi)是撿，且會增加成本，而三維設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用能夠直接導(dǎo)出二維工程圖進(jìn)行制造，能夠節(jié)省時(shí)間，且降低成本。

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