文档介绍：三维参数化造型及设计
三维参数化造型及设计
第一讲产品创新设计与CAD的应用
一、从设计说起
1、设计的概念
设计是人类的一种重要创造活动,而且任何人类的创造活动必然包含设计。
我们把根据功能要求,按步骤地、创造性地求解总体功能的各个解决方案的过程定义为设计。
设计也是一种描述子功能和它们组装成整体功能的过程。
2、设计的重要性
决定一个产品在市场上成功与否的产品总体特征和产品特性都是在设计中确定的。
设计是产品形成过程中所有后续工作的出发点。
设计的结果,即产品的几何和技术特征是以工程图样、零件明细表、几何模型等诸如此类形式的文档表达并提供给后续部门。因此设计,亦即产品形态的确定在产品形成过程中占有核心的地位,同时作为信息源也具有特别重要的意义。
3、设计对人的要求
设计者要有理论知识,又要熟悉车间和加工设备。要充当科学认识与实际制造的调解人。
对于工程师的培养来说,尽可能早地参与设计实践具有重要意义。
设计创造要求一系列的能力,如:想像能力,推理、联想能力,逻辑思维能力,专心致志能力,良好的记忆,认真细致的工作态度,责任感,决断力,坚韧不拔的毅力以及对美学的敏感性。
设计创造性活动不仅是一种目标明确的智力活动,而且还要求创造力及直觉的灵感。
4、设计过程的计划
对于开发技术产品来说,有计划的行动在设计时可能是很有益的。
设计过程可以通过设计方法学系统地、透明地、高效地形成。
设计方法学把操作指南提供给技术系统的开发和设计者,其目的是为了系统地制定设计方案。它考虑了设计科学、心理学知识以及在应用中得到的经验。
有计划的工作方式是通过把设计过程分解成一个接一个的顺序段,即设计阶段来实现的。
5、设计过程的划分
(1)根据设计方法学的观点,设计过程可以划分为“规划”、“方案设计”、“结构设计”、“施工设计”四个设计阶段。
各设计阶段又可划分为若干个设计步骤。这些阶段和步骤的划分意味着设计从抽象到具体;从定性到定量;从全局到局部;从系统的上层结构到下层结构。可将设计过程概括描述如图1-1所示。
任务
需求分析与可行性论证
制定设计任务书
构造设计模型
确定功能结构
确定设计方案
结构草图设计
产品总体设计
拟定制造使用说明
后续的工作
各步骤的一次或多次循环
任务规划阶段
方案设计阶段
结构设计阶段
施工设计阶段
(2)深入研究各个阶段的主要任务,可将设计划分为:
(a)功能设计确定产品功能和结构之间的对应关系。
(b)布局设计完成技术实体部分(零部件)的排列组合。
(c)参数设计定义零部件的几何形状及尺寸参数。
(d)公差设计制定形状、位置及尺寸精度。
可见,设计任务不同,设计变量亦不同。
(3)针对整个设计过程中,各设计任务所占的比重又将设计划分为如下设计类型:
(a)新设计这是一种从无到有的开发性设计。或者从概念设计、功能设计开始,或者重新排列组合现有的、或新的零部件来达到设计目的。新设计需要创造性的思维。
(b)适应性设计其特点是保持总体布局不变,修改个别零部件的功能或形状以适应质和量方面的附加要求。
(c)参数化设计其特点是功能、布局、零件的几何拓扑关系均保持不变,仅改变零件的尺寸参数,产生系列化的设计结果。