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SolidWorks提供的Top-Down設(shè)計(jì)方法和Down-Top設(shè)計(jì)方法各有自己的優(yōu)點(diǎn)和不同的應(yīng)用范圍，大家需要根據(jù)具體的產(chǎn)品選擇合適的設(shè)計(jì)方法。Top-Down設(shè)計(jì)方法對軟硬件的要求都很高，企業(yè)要采用循序漸進(jìn)的方法推進(jìn)設(shè)計(jì)，首先在部件級設(shè)計(jì)中進(jìn)行試用，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后再進(jìn)行推廣。 本文介紹了SolidWorks自上而下的設(shè)計(jì)方法。 一、Down-Top和Top-Down的基本概念 1.Down-Top設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) Down-Top設(shè)計(jì)方法是最基本的設(shè)計(jì)方法，它的基本設(shè)計(jì)流程如圖1所示：首先單獨(dú)設(shè)計(jì)零件，然后由零件組裝裝配體，裝配體驗(yàn)證通過后生成工程圖。 圖1 Down-Top設(shè)計(jì)方法 ◎簡單：由于零部件單獨(dú)設(shè)計(jì)，彼此之間沒有相互關(guān)聯(lián)參考，所以建模簡單，不容易出錯，即使出現(xiàn)錯誤也容易判斷和修改。 ◎?qū)こ處熞蟮停涸O(shè)計(jì)任務(wù)清晰，即使初學(xué)者也能輕松完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 ◎?qū)τ布蟮停毫悴考g沒有關(guān)聯(lián)參考，修改局限于單個零件或裝配體，所以運(yùn)算量比較小，對于硬件的要求相對較低。 2.Down-Top設(shè)計(jì)的缺點(diǎn) ◎不符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程：Down-Top設(shè)計(jì)流程與產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程正好相反，因此不適合進(jìn)行新產(chǎn)品研發(fā)。 ◎局限性強(qiáng)：設(shè)計(jì)修改局限于單個零部件，不能總覽全局進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改，修改單個零部件后，相關(guān)零部件不能自動更新，需要進(jìn)行手工干預(yù)。 3.Down-Top設(shè)計(jì)的適用范圍 ◎SolidWorks軟件初步引入，對已有2D圖樣進(jìn)行三維轉(zhuǎn)化階段，尤其適合初學(xué)者，或者剛剛完成初級/中高級培訓(xùn)的企業(yè)。 ◎已有產(chǎn)品的變型設(shè)計(jì)和局部修改，這種針對局部進(jìn)行的修改適用于Down-Top設(shè)計(jì)。 4.Top-Down設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) Top-Down設(shè)計(jì)屬于SollidWorks的高級設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)流程如圖2所示。 圖2 Top-Down設(shè)計(jì)流程 ◎符合產(chǎn)品開發(fā)流程：由圖2可知，Top-Down設(shè)計(jì)流程與產(chǎn)品研發(fā)流程基本一致，符合現(xiàn)有的設(shè)計(jì)習(xí)慣，可以完全融合到產(chǎn)品研發(fā)中。 ◎全局性強(qiáng)：總圖修改后，設(shè)計(jì)變更能自動傳遞到相關(guān)零部件，從而保證設(shè)計(jì)一致。 ◎效率高：一處修改而全局變化。在系列零件設(shè)計(jì)中效率更高：主參數(shù)修改→零部件自動更新→所有工程圖自動更新，一套新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)自動生成，現(xiàn)在用幾個小時(shí)就能完成原來幾周的工作量。 5.Top-Down設(shè)計(jì)的難點(diǎn) ◎復(fù)雜：零部件之間有大量的關(guān)聯(lián)參考，會增加零部件的復(fù)雜度，有時(shí)候甚至因?yàn)檎也坏絽⒖荚搭^而無法修改。 ◎?qū)こ處熞蟾撸河捎趨⒖缄P(guān)聯(lián)復(fù)雜，要求工程師能夠熟練操作軟件，熟悉產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程和變化趨勢。對總工程師的要求更高，如果初始布局不合理，則需要進(jìn)行大量修改，甚至因?yàn)闊o法修改而導(dǎo)致整體崩潰。 ◎?qū)τ布蟾撸宏P(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)帶來大量關(guān)聯(lián)計(jì)算，尤其是總圖的更新，會導(dǎo)致全部相關(guān)零部件自動更新，對于計(jì)算機(jī)硬件和網(wǎng)絡(luò)速度提出了很高的要求。 ◎?qū)?shù)據(jù)管理要求高：由于零部件關(guān)聯(lián)很多，所以對數(shù)據(jù)文件管理的要求非常高，如果管理不善，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和關(guān)聯(lián)斷裂，從而造成設(shè)計(jì)混亂。 6.Top-Down設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍 ◎新產(chǎn)品研發(fā)：要求在熟練掌握Down-Top技術(shù)的基礎(chǔ)上，首先由部件開始嘗試，逐步推廣到整機(jī)設(shè)計(jì)，否則不僅不能提高設(shè)計(jì)效率，還會造成設(shè)計(jì)延誤。 ◎系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)：主產(chǎn)品定型后，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與參數(shù)傳遞進(jìn)行優(yōu)化。這樣在系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，通過修改參數(shù)就能自動完成大部分重復(fù)設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)效率。 二、Top-Down設(shè)計(jì)分類 SolidWorks的Top-Down設(shè)計(jì)方法主要分為三類：關(guān)聯(lián)參考、外部參考法和布局，下面分別進(jìn)行介紹。 1.關(guān)聯(lián)參考 關(guān)聯(lián)參考法是基礎(chǔ)的Top-Down設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法，它通過零部件之間的關(guān)聯(lián)參考來傳遞設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)，從而達(dá)到修改一個零部件，則相關(guān)零部件根據(jù)關(guān)聯(lián)自動更新的目的。 關(guān)聯(lián)參考案例一：如圖3所示，墻板和接頭的接口位置決定了管路的起始方位，接口的大小決定了管路的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)過程中，管路零件的路徑草圖和截面分別與墻板和接頭添加圖示的關(guān)系。 圖3 關(guān)聯(lián)參考 關(guān)聯(lián)參考案例二：如圖4所示的水平儀設(shè)計(jì)，水平儀頂蓋板的大小和厚度都由水平儀主零件開槽形狀和尺寸決定。通過添加兩零件之間的參考引用或關(guān)系，可以保證當(dāng)水平儀主零件的開槽尺寸和深度有變化時(shí)，頂蓋板的形狀和厚度自動進(jìn)行更新。 優(yōu)點(diǎn)：關(guān)聯(lián)參考方便快捷，可以同步更新。 缺點(diǎn)：關(guān)聯(lián)是單向的，并且當(dāng)關(guān)聯(lián)很多時(shí)不易查找參考源和修改錯誤。 應(yīng)用范圍：主要應(yīng)用在部件級關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，關(guān)聯(lián)盡量控制在一定的范圍內(nèi)，這樣容易進(jìn)行控制和修改。 圖4 水平儀 2.外部參考法(即主零件法) 在一個主零件中完成整體設(shè)計(jì)，然后使用多體或分割的方法，將主零件分解為多個局部并傳遞到單獨(dú)的零部件中，對分解后的零件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后在裝配體內(nèi)進(jìn)行匯總以完成設(shè)計(jì)。 案例一：玩具設(shè)計(jì)和家電外觀設(shè)計(jì)，如圖5所示的變形金剛。 圖5 變型金剛設(shè)計(jì)流程 變型金剛的設(shè)計(jì)采用分割的方法，流程為：首先設(shè)計(jì)主零件，然后由主零件分割出不同的部分并分派到不同的零件內(nèi)，對每個子零件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后組裝在一起。當(dāng)設(shè)計(jì)變更時(shí)，只需修改主零件，所有的子零件會自動更新。 案例二：特種車輛設(shè)計(jì)(零部件之間相互沒有運(yùn)動或運(yùn)動很少，但是關(guān)聯(lián)很多且復(fù)雜)，如圖6所示的水泥散裝車。 圖6 水泥散裝車 水泥散裝車采用多體的方法設(shè)計(jì)主零件，然后把每一個實(shí)體(零件)插入到新零件中形成新的零件，然后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后組裝在一起。當(dāng)設(shè)計(jì)變更時(shí)，只需修改主零件，所有的子零件會自動更新。 優(yōu)點(diǎn)：所有相關(guān)零部件在同一個主零件中完成，這樣就不會產(chǎn)生復(fù)雜的關(guān)聯(lián)參考，并且修改容易。 缺點(diǎn)：如果零部件之間有復(fù)雜的相互運(yùn)動，或者零部件非常多，這樣設(shè)計(jì)就很困難。 適用范圍：零部件之間的關(guān)聯(lián)非常多而且復(fù)雜、部件之間相互沒有運(yùn)動，在這種情況下，如果使用關(guān)聯(lián)參考法，就會造成關(guān)聯(lián)太多、太復(fù)雜而無法管理的情況。 3.布局 布局符合傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)流程：首先進(jìn)行裝配體布局，然后進(jìn)行任務(wù)分解和分派，詳細(xì)設(shè)計(jì)后再進(jìn)行匯總。 典型應(yīng)用：液壓支架，如圖7所示。 圖7 液壓支架 首先，根據(jù)初始參數(shù)，在裝配體內(nèi)進(jìn)行總體布局(也可以稱之為“骨架模型”繪制布局草圖)、定義草圖塊，同時(shí)完成圖塊間的裝配關(guān)系。驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正確后開始建立零部件的虛擬結(jié)構(gòu)，把主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)形狀傳遞到相應(yīng)的零部件中。然后把設(shè)計(jì)任務(wù)(包含設(shè)計(jì)信息的子裝配體)分拍到項(xiàng)目組成員手中進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，當(dāng)詳細(xì)設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行匯總生成總裝配體，驗(yàn)證完成后生成相應(yīng)的工程圖。在需要修改設(shè)計(jì)時(shí)，通過修改總體布局，所有相關(guān)零件會自動更新。 優(yōu)點(diǎn)：符合傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)流程，設(shè)計(jì)具有全局觀，總圖修改，所有相關(guān)零件自動更新。 缺點(diǎn)：關(guān)聯(lián)參考復(fù)雜，對設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)整體實(shí)力和圖檔管理能力要求高。 適用范圍：模塊化傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)和有復(fù)雜機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械設(shè)計(jì)。 三、結(jié)束語 SolidWorks提供的Top-Down設(shè)計(jì)方法和Down-Top設(shè)計(jì)方法各有自己的優(yōu)點(diǎn)和不同的應(yīng)用范圍，大家需要根據(jù)具體的產(chǎn)品選擇合適的設(shè)計(jì)方法。Top-Down設(shè)計(jì)方法對軟硬件的要求都很高，企業(yè)要采用循序漸進(jìn)的方法推進(jìn)設(shè)計(jì)，首先在部件級設(shè)計(jì)中進(jìn)行試用，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后再進(jìn)行推廣。 | 
發(fā)表于 2013-5-9 21:53:13
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