基礎篇：2）基於特徵設計概念介紹（重要）

本章目的：理解特徵的概念，將基於特徵的設計理念運用於建模及結構設計中。

 

1.前言

這一章的確是重要的一章，由於設計理念的衝突迭代。

雖然做者不認爲本身這一章寫的很好，但但願你們做爲結構工程師仍是能關注一下，特別是一些只用2d圖就能繪圖製造的大牛。

機械設計的理論、方法都是在進步的，雖然國內這方面說多了真累雷淚。

關鍵點在於能創建特徵設計的概念，代替設計是由尺寸構成的。

2.特徵（part characteristic）的定義

特徵是一個專業術語，它兼有形狀和功能兩種屬性，包括特定幾何形狀、拓撲關係、典型功能、繪圖表示方法、製造技術和公差要求。

特徵是產品設計與製造者最關注的對象，是產品局部信息的集合。

特徵模型利用高一層次的具備過程意義的實體（如孔、槽、內腔等）來描述零件。

基於特徵的設計是把特徵做爲產品設計的基本單元，並將機械產品描述成特徵的有機集合。

特徵設計有突出的優勢，在設計階段就能夠把不少後續環節要使用的有關信息放到數據庫中。這樣便於實現並行工程，使設計繪圖、計算分析、工藝性審查到數控加工等後續環節工做都能順利完成。

做者感受特徵的定義很是近似軟件設計中的「類class」的描述。以下圖所示。

因此，實際上若是學習了軟件編程關於「類class」的定義，那麼解釋特徵，以及以後的做用就會很輕鬆了。

在初版《面向製造及裝配的產品設計》_美_布斯羅伊德著 ，對特徵的定義以下：

①特徵表示與製造操做和工具相關的形狀和技術屬性；

②特徵是須要一塊兒引用的成組幾何或拓撲實體；

③特徵是用於生成、分析和估價的設計單元；

④特徵是物體特點的一種分類，他在必定範圍內具備重要的意義。

做爲一名結構設計工程師，這裏最重的是理解第③種的意義，真正作到基於特徵的設計。

簡單的理解：將零件大卸八塊,每一塊就是一個特徵。如上圖的蛋糕。

2.1 零件中的特徵分解舉例

 

3.基於特徵的設計運用

3.1 建模

傳統的2d設計軟件（如autocad和caxa），設計方法是基於線與尺寸。

但現有的3d軟件基本上都是運用特徵設計，參數化尺寸控制。軟件包括：SolidWorks，UG,PRO/E,CATIA 等。

因此如今的工程師不難接受特徵的概念，由於從畫圖開始就運用特徵了。

3.2 結構設計

特徵設計運用於結構設計之中，關鍵在於有特徵設計的思考方法。

其思路的基本流程以下：

3.2.1 ）先確認零件的設計要求；

3.2.2）針對各個要求，選取相應的特徵，逐一疊加到零件上。

3.2.3）特徵的參數化尺寸控制；

 

固然，這個只是簡單的舉例，正式結構設計中的要求考慮必定要完整而有條理。同時還有可製造性，可裝配性等要求，同時又須要合理處理

各類要求之間的干涉並正確的取捨等，之後章節會介紹。

4.特徵代替尺寸

本篇最大的目的是創建起特徵的概念，這是時代的進步而產生的。

之後的設計、分析都請以特徵爲基礎，而不是成天一出錯就去找尺寸的麻煩，去找特徵的錯誤吧！

5.狹義上與廣義上的特徵

雖然狹義上特徵是由一系列尺寸構成的（特徵由參數化尺寸控制）零件的一塊。

但通常來講尺寸、材料，甚至是粗糙度符號、公差、技術要求等，亦是特徵的一種。

大特徵由小特徵構成，產品由上至下具備統一性。

因此進一步從廣義上來說，零件、部件、產品、子系統、系統也是特徵！

6.結語

最後寄一語：特徵的設計分析更貼近這個時代，更易設計出好的產品。

之後的DFMA，DFMEA的理論也是以此爲基礎的，切記！