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2013-05-26 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线
虽然大多数设计人员深知3D CAD 软件功能强大,但这些用户可能也已经体会到,他们必须花费大量时间来学习研究该系统才能发现其内在优点。有许多能让所有SolidWorks用户无需学习复杂技巧便可享受 3D CAD 优点的技术,SWIFT 就是其中之一。换句话说,SWIFT能够减少您在 CAD 工具上耗费的精力,让您将更多精力用在设计上。
简介
众所周知,3D CAD 为机械设计工程师们带来了惊人的创造力。然而,这种能力的背后是它的复杂性,用户必须成为专家才能充分利用这种设计潜能和能力。专家级 CAD 用户了解其 CAD 系统中内含的许多秘密,通常也只有这些用户才能够充分利用 3D CAD 的威力。
在所有 CAD 系统中,SolidWorks 首创了“专家”软件工具集,它不仅实现了基本功能和常见功能的自动化,还能切实解决设计问题,就像是最有经验的 CAD 专家所做到的那样。这些工具统称为 SWIFT(SolidWorks 智能特征技术),其目的是让用户不必去了解 3D CAD 软件是如何工作的,使所有SolidWorks 用户一入门就成为这方面的专家。正如自动变速器为驾驶新手提供安全保障,GPS 为旅行者导航方向,SolidWorks SWIFT 也为 3D CAD 用户提供了前所未有的便利。
从一开始,SolidWorks 就特别关注用户的需求,设法让他们有更多的时间进行设计,而较少担心怎样操作 CAD 系统。无论用户的专业水平如何,进行 3D 零件和装配体建模时都多多少少需要一些帮助。基于这一理念,SWIFT 技术应运而生。
3D 的功能及其沟通设计意图的能力优于 2D,这是一个不争的事实。利用 3D,用户可以对所有几何体建模,而在 2D 中,有时可能无法实现建模。尽管如此,当涉及对零件特征排序时,3D 也会遇到难题,而几乎所有的 3D CAD 系统都存在这样的问题。为了帮助用户,SolidWorks 独家推出了专家级的 SWIFT功能,成功地处理了3D CAD 领域中最具挑战性的一些设计操作。
SWIFT 能够使所有用户,包括那些刚刚从 2D 转向 3D 的新手,都能像专家那样进行设计,而无需精通整个系统的全部功能。为了让用户将较少精力花费在设计软件上,而将更多精力用于创新设计,SolidWorks 想出了诸多方法, SWIFT就是其中之一。
解决 3D CAD 的痼疾
我们所讨论的问题就是功能和复杂性之间的矛盾。3D 参数化实体建模的真正威力在于它能够捕捉设计意图 — 这是一种非常重要的功能,2D CAD 是做不到的。捕捉设计意图有助于管理设计中不可避免的变更,确保正确设计单个零件以及装配体零部件相互套合。而要利用此功能,用户必须掌握各种各样的 3D建模命令、细节和专门技巧,并且在所有其他方法失败时还需掌握应急方法。换句话说,用户总是无奈地设法处理 CAD 系统自身内在的复杂性。长期以来,这就像为了访问某个国家或地区而不得不学习那里所用语言的语法规则一样。
SWIFT 技术的意图和目的就是为了解决这种功能和复杂性之间的矛盾。软件系统本身已经开发得很完备,它已经代所有用户(无论是新手、有一定经验的用户还是专家)“掌握了”3D CAD 中大多数最艰难、最费时的功能。使用SWIFT,用户可以全神贯注于要完成的设计和要实现的设计意图,而不用将精力浪费在 3D CAD 软件的操作规则上。SWIFT 包含一系列专家工具(其中有几项专利尚在申请中),用于诊断和处理特征顺序、配合、草图关系等问题以及其他一些难题和操作。
SWIFT 包含六项功能,可以解决几乎所有用户都会遇到的复杂问题,并可帮助用户发掘 SolidWorks 的全部威力。
用户失败时的自动修复功能
首先,我们谈谈特征顺序。在大多数 3D CAD 系统中,用户是通过构建一系列“特征”来构造零件的。特征被看作是零件的构建块。它可以是位于零件边线上的倒角或圆角,也可以是立方体(拉伸的正方形)或圆柱体(拉伸的圆)。以前,为了创建能够反映其真实意图的 3D 设计,用户必须小心处理创建零件特征(如拔模或圆角)的顺序。例如,如果一位设计人员制作了一个立方体,然后在所有边线上生成圆角,他就不能再在立方体直壁上添加拔模角度了。他必须知道如何回退零件历史,退回到生成圆角之前的情况,然后对壁进行拔模。这是一个非常简单的示例。您可以想象一下这个问题可能会变得多复杂。比方说,您需要向手机外壳壁添加拔模。传统的 3D CAD 系统要求用户必须了解专业技术,比如回退零件模型的历史和插入特征。通常,新用户需要苦学数月才能掌握高效工作所需的所有专业技术。
SolidWorks 中的 SWIFT FeatureXpert 改变了这一切。如果用户尝试创建一个需要在零件设计过程早期插入的特征(如拔模或圆角),FeatureXpert 会自动判断需执行哪些操作并将特征重新排序到模型历史的适当位置。这样,用户就可以直接进入下一设计任务,而不必设法为 CAD 系统确定一个应急方案。
FeatureXpert 对那些在生成圆角和拔模时遇到困难的用户尤其有帮助。通常,对零件生成圆角和进行拔模都是很繁重的工作。许多 CAD 产品都采用试错法来实现特征的正确分组和排序。但在 SolidWorks 中,如果用户在圆角或拔模特征方面遇到困难,FeatureXpert 会自动修复这个问题。
FeatureXpert 自动修复圆角
有时,对零件生成圆角时,用户必须将圆角分解成不同的组。同样,添加圆角的顺序也非常重要。这对于新手和有经验的用户来说都是很复杂的。FeatureXpert具有的 FilletXpert 功能可帮助您解决这些问题。
移除了两个圆角的零件
管理圆角和拔模
除了 FeatureXpert,FilletXpert 和 DraftXpert 也可以帮助用户管理圆角和拔模。用户可以同时选择一个零件上的多个圆角或拔模,然后对其进行更改或移除操作。选中后,圆角和拔模将添加到一个集合列表中,这样,查看起来更直观,管理起来也更方便。为了进一步提供帮助,DraftXpert 还包括集成的拔模分析功能。
尝试将拔模应用到零件时,由于相邻特征(如圆角)的原因,有时会出现无法创建拔模的情况。(左图)在这种情况下,您可以激活 FeatureXpert,确定如何对拔模重新排序,从而可以在不移除其他特征的情况下创建拔模。(右图)
最终拔模的零件,FeatureXpert 将拔模重新排序到圆角之前,该圆角特征限制了拔模特征的创建
绘制剖面时自动解决尺寸冲突
SWIFT 处理草图的方式与其处理特征的方式类似。在 2D 系统中,绘制的剖面经常会出现过定义或欠定义的情况。无论哪种情况都会在制造零件时导致错误。参数化 3D 建模系统向在草图中创建的直线、圆弧和 2D 形状添加了重要的尺寸和几何关系,以便捕捉设计意图和传播设计更改。有时,由于用户添加的尺寸多于定义草图所需的尺寸,使得他们的草图过标注。以前,用户必须停下来,手动解决这些问题,然后才能继续设计。该过程通常是一个试错过程,对于复杂的草图有时需要花费几分钟才能解决问题。在设计过程中,时间往往就是这样耗费掉的。这些是 CAD 系统问题,而不是设计工程问题。
然而,使用 SWIFT SketchXpert,用户就可以轻松、快捷地解决绘制草图时遇到的所有冲突。如果某一草图不能被求解,SketchXpert 会诊断问题并向用户提供一系列解决方案,用户可以使用这些解决方案移除多余的尺寸和不必要的关系。使用 SketchXpert,用户可以快速解决草图问题。
SketchXpert 不仅能够显示草图尺寸和几何关系中的冲突,还提供了用于处理和解决这些冲突的解决方案。对 SolidWorks 的新用户来说,SketchXpert 尤其有用,因为它能使这些用户在一系列可能的解决方案之间切换,然后他们只需选择最喜欢的解决方案就可以了。而有经验的用户也会发现 SketchXpert 非常有用,因为它节省了解决草图冲突所耗费的时间。
有经验的用户也会发现 SketchXpert 非常有用,因为它节省了解决草图冲突所耗费的时间。
配合零部件时自动解决装配体冲突
SolidWorks 还使用 SWIFT 技术来解决配合难题,即,3D 设计中的各种零部件是如何在装配体中组合的。配合不仅控制零部件的位置,还控制由零部件组成的机械装置的运动方式 — 既包括单个零部件的运动,也包括整个装置的运动。配合在定位零部件时,也会限制运动的自由度。添加零件后,用户通常无法得知哪些零部件配合在一起以及配合的方式。在这种情况下,某一新零部件的新配合有时会造成系统无法解决的冲突。
使用 SWIFT MateXpert,用户可以轻松了解、解决和排除配合冲突情况。MateXpert 只关注配合冲突涉及的零部件,从而将这些问题分离开。这样,用户就能沿着配合链来解决配合问题,直至发现不需要的配合。使用 MateXpert,用户可以从配合功能中获益,而无需精通 CAD 系统是如何解决冲突的。
MateXpert 提供有问题配合的直观显示——用户可以在图形窗口中直接修复问题。
MateXpert 可帮助用户了解配合错误和警告,在清楚地指示有问题配合的图形窗口中,该工具以直观的方式显示红色和黄色的标识。在标识附近会显示用于解决或删除配合的图标,因此您一直看着屏幕就行了。
自动、智能地为您的工程图标注尺寸
在任何 CAD 系统中,为制造过程应用尺寸都是比较容易的。难点在于,如何确保这些尺寸正确并能提供制造零件所需的足够信息。以前,CAD系统是根本无法实现此功能的。这一任务通常由那些在尺寸的实际应用方面具有丰富经验的设计工程师来完成。
但是,SWIFT 改变了这一切。SWIFT DimXpert 可以自动将尺寸应用到 2D 工程图中的特征上,如通槽、圆角或阵列。用户在工程图中选择几何体后,DimXpert 会自动将所选几何体标识为制造特征的一个特定类型(即,圆角、通槽、孔、阵列)并应用正确的尺寸标注方案。DimXpert 还处理尺寸的位置和间距,最大限度地减少了用户的手动清除操作。
DimXpert 使用 SolidWorks 中的特征识别功能来识别制造特征,如孔、通槽、圆角等。尺寸是根据预定义的标准来应用的,从而可确保为特定类型的特征应用正确的尺寸标注方案。DimXpert 还可以识别特征的多个实例并对它们进行智能分组以及将其标注为阵列。
使用 DimXpert,您可以对零件进行自动尺寸标注。DimXpert 自动识别特征并自动应用预设的尺寸标注方案。特征在零件模型中是如何创建的并不重要。事实上,零件模型可能并没有什么特征,而 DimXpert 会自动识别零件上的几何体(如孔、孔阵列、通槽、倒角和圆角),并为其应用适当的尺寸标注方案。
DimXpert 自动识别特征并自动应用预设的尺寸标注方案。DimXpert PropertyManager显示了选择基准尺寸标注选项。
DimXpert 自动识别孔阵列(即使这些特征并不是作为阵列创建的)并根据所选的选项生成适当的尺寸标注方案。
SolidWorks 的一位用户 Tom Cote 在位于 Worcester (MA) 的 Morgan Construction 公司担任 CAD 经理/设计工程师。该公司为轧钢设备(需要大量圆角和拔模)制造大型铸件。运用 SWIFT 技术使 Tom 获益匪浅。他说,通过在生成圆角和拔模时使用新的 FeatureXpert,他节省了大量时间,而且无需再像以前那样采用试错法。圆角和拔模的顺序和分组十分关键,通常也很难确定,即使对于像 Tom 这样有经验的用户来说也是如此。许多情况下,需要花费大量时间来确定圆角和拔模的适当顺序和组序列。使用 SWIFT 的自动化FeatureXpert功能,这些工作对他来说就容易多了。当然,部门中的其他同事也倍感轻松,因为他们再也不需要对铸造零件手动生成圆角和拔模。
这只是 SolidWorks SWIFT 技术如何帮助用户解决 3D CAD 功能和复杂性矛盾的示例之一。作为 3D 设计工程技术的一项真正突破,SWIFT 远不只是实现了常用操作自动化那么简单。SWIFT 技术帮助设计工程师完成了一些最繁重、最费时并且从某种角度来看无关紧要的工作。剩下的工作就是充分利用 3D CAD的强大功能,而无需进行任何复杂的操作了。
虽然大多数设计人员深知 3D CAD 软件功能强大,但这些用户可能也已经体会到,他们必须花费大量时间来学习研究该系统才能发现其内在优点。在SolidWorks 中,有许多能让所有 SolidWorks 用户不必学习复杂技巧就能发掘3D CAD 优点的技术,SWIFT 正是其中之一。换句话说,SWIFT 能够减少您在CAD 工具上耗费的精力,让您将更多精力用在设计上。
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