基于Solidworks三維設計及二維工程圖轉(zhuǎn)化改進技術研究

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，望可以為有關人員提供到一定的參考和幫助。

關鍵詞：設計方法;三維設計;工程圖;Solidworks;工程分析

1、前言

以往傳統(tǒng)的機械設計方法主要是依據(jù)工作人員的經(jīng)驗繪制出二維工程圖進行設計和加工的，出現(xiàn)不合格的情況需要進行二次維修，這不僅嚴重浪費是撿，且會增加成本，而三維設計方法的應用能夠直接導出二維工程圖進行制造，能夠節(jié)省時間，且降低成本。

2、工程圖概述及發(fā)展

工程圖形是設計師的意圖和產(chǎn)品制造要求的最直接表達，而且其也是工程設計師之間的重要文件。在以往的文獻記錄中，我們可以找到最原始的工程圖。自蒙古以來，法國學者采用了Monty幾何的繪畫方法，并嚴格按照機械模式的投影理論繪制了圖形。在20世紀之前，設計師完成了工程圖紙。直到20世紀初，可以繪制機械結構的繪圖儀出現(xiàn)，這可以有效提高了拉絲效率。20世紀50年代中期，當前美國第一臺計算機和計算機繪圖系統(tǒng)的誕生，直到出現(xiàn)了被動的計算機輔助設計技術，它可以簡單地繪制然后輸出工程圖紙。后來，當前以AutoCAD為代表的交互式繪圖軟件的引入，機械設計圖紙可以借助繪圖軟件繪制更多的圖紙。當前我國計算機輔助設計技術的不斷發(fā)展和應用，使得三維設計思想也應運而生。由于三維特殊建模系統(tǒng)的設計參數(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，這些功能遠遠超過我們所需要的。在2D設計系統(tǒng)中處理的工程圖形更簡單。因此，2D繪圖的設計更加困難。

3、工程圖生成的開發(fā)現(xiàn)狀

計算機圖形，計算機輔助設計和計算機圖形的開發(fā)能夠有效促進到了高級圖形的廣泛應用。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)技術人員仍需要通過建模軟件繪制機械部件的二維視圖。單獨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，不可能利用3D建模軟件。然而，當機械部件的尺寸發(fā)生變化時，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)換功能的設計概念尚未有效地使用。如今，先進的計算機輔助設計方法已廣泛應用于許多國外大型機械企業(yè)，實現(xiàn)了產(chǎn)品的快速方便設計。例如，德國Demag公司開發(fā)了專業(yè)的三維設計和二維工程繪圖設計系統(tǒng)，用于橋式起重機，實現(xiàn)了三維模型出口二維工程圖的功能，大大提高了設計效率橋式起重機，它能夠有效避免到返回和修改參數(shù)后繪制的浪費人力。從我國工程機械行業(yè)的現(xiàn)狀來看，我國工程機械行業(yè)仍處于追趕先進國家水平的階段，而由三維模型導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。在各種計算機輔助設計軟件中，人們對二維工程圖進行了大量的研究。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)化計算機輔助設計系統(tǒng)。實現(xiàn)了裝配線的三維建模和自動生成，提高了產(chǎn)品裝配線的設計效率，降低了設計成本。但是，其圖紙在標準模型庫中輸出，標準模型庫通過三維模型對應的原始工程圖紙實現(xiàn)。現(xiàn)在設計產(chǎn)品的種類越來越多，精度越來越高，占用的空間越來越大。當前類型的增加，原有的工程圖紙將大大增加，計算機系統(tǒng)的存儲空間將增加，系統(tǒng)的運行效率將降低。對于本文所使用的二維圖形中的SolidWorks技術研究，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，解決了標簽混亂和錯位的問題，如視場比例中的刪除或偏移段視圖，缺少或偏移零件視圖，以實現(xiàn)圖紙的自動化和優(yōu)化技術，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)對機械產(chǎn)品二維工程圖設計的研究已經(jīng)十分廣泛，其中主要的設計思想已得到了進一步的完善，但設計開發(fā)方法還有待改進。一些先進有效的方法和技術尚未引進，不能有效發(fā)揮三維設計軟件變型設計的優(yōu)勢，不能直接導出可直接加工制造的工程圖紙，然后對三維模型參數(shù)進行返工和修改。其中存在的重復拉深、設計效率低、拉深質(zhì)量低以及設計周期長的問題沒有得到很好的解決，且無法滿足到當前機械產(chǎn)品設計生產(chǎn)的實際市場需求，當前我國模塊化和參數(shù)化設計技術在不斷的發(fā)展和應用，三維設計軟件用于機械產(chǎn)品的設計和開發(fā)，圖紙仍然是中國機械工業(yè)生產(chǎn)和設計的主要依據(jù)，因為中國的國情和機械設計水平還存在限制。當前生成三維設計系統(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、標簽明顯錯位、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

傳統(tǒng)的機械設計方法是從平面到三維的。設計師首先設計二維工程圖紙，然后按照設計，工程圖也是三維固體部件，然后直觀地執(zhí)行三維實體建模，并按照計算機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)驗證，直到處理過程和生產(chǎn)的批量。但是，在3D設計中，它是直接設計3D實體部件并直接分析它們的設計師。驗證零件后，相關的工程圖形被包施工。鉤子組完成三維設計流程后，將其轉(zhuǎn)換為按照國家標準和標準構建的二維圖紙，然后進行實體處理。首先設置圖紙模板，包括圖紙中的圖紙。尺寸、圖層設置，按照二維圖紙的特點，可以按照視圖分為以下模塊，不同的產(chǎn)品是不同的。在設計中，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準、更快，并且更符合國家生產(chǎn)標準。該方法用于建立現(xiàn)有三維實體模型的投影視圖、標準三視圖和輔助視圖，然后傳遞尺寸、注釋標簽和零件序列號，建立材料圖表表，插入和生成最終技術要求。有時，當部件或組件具有更復雜的內(nèi)部結構時，想要表達其內(nèi)部形狀時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?？梢詰谩皵嚅_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，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、結束語

由上可知，以往傳統(tǒng)的機械設計方法主要是依據(jù)工作人員的經(jīng)驗繪制出二維工程圖進行設計和加工的，出現(xiàn)不合格的情況需要進行二次維修，這不僅嚴重浪費是撿，且會增加成本，而三維設計方法的應用能夠直接導出二維工程圖進行制造，能夠節(jié)省時間，且降低成本。

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