前面幾篇文章介紹了MBD的概念,以及圖紙和模型標註的發展歷史,分析了下為什麼MBD會取代2D圖紙,無論需要多長時間,趨勢不可逆。下面來看看一個MBD模型包含哪些東西。它是如何表達圖紙信息的。
文中模型以Creo 4.0 建立,其他3D軟件也有類似操作。不能說大廚只會做酸菜魚,他也應該會做小蔥跑蛋。萬變不離其宗,工具是為設計服務。
- 理解建立MBD的流程
首先明白MBD標註基本要求是其功能等效於圖紙,下游製造部門和檢測部門看到模型就等於看到了圖紙,不會有任何的因設計表達不清而引起的困惑。
2D圖紙,所有信息都寫在圖紙頁面上。無論尺寸,基準,注釋,圖框在一個平面展開。見下圖一個實例,所有信息都在一張紙上表達。
傳統2D圖紙
相對圖紙平面標註,MBD的標註則是立體的。
它由各種組合視圖(combined view)組成,每個視圖代表不同的標註類別。如下圖所示,各種設計要素或者註解屬性等信息,各自有獨立的視圖表達。比如0_模型僅僅展示幾何模型,不顯示標註。GD&T公差用一個視圖。下圖顯示建議的視圖種類,基本是可以概括設計所需要的各種類別,當然對於複雜的設計幾何,可以根據需要增加不同的視圖表達。
建議的組合視圖
下圖展示了在Creo 4.0里的視圖管理器新建視圖的過程。

- 理解導航視圖
導航視圖本質是鏈接集合,視圖中設置了很多鏈接,每個鏈接指向對應的視圖或者指向關心的特診,好比一本書的目錄部分,告訴讀者每一章在多少頁。舉例來說如果關心5–基準信息,點進去得到下圖。

點擊基準鏈接後得到下圖。

在導航視圖中,其實不光有各個視圖的鏈接,也會根據設計意圖插入一些主要特徵的鏈接,比如下圖,建立的7A定位孔,7B大圓柱,7C小圓柱,7D方孔特徵,7E倒角特徵,可以點擊相應的鏈接進入各自特徵尺寸等信息。
假如我是質量工程師,我需要測量這個產品的尺寸。當我看到導航視圖,我關心7A所指四個定位孔的信息,我點進去得到下圖。

如果是製造工程師呢?製造部門關係材料,次料比例,允許的澆口,頂針位置等PMI信息。可以進入屬性欄,可以查詢相關信息。比如模型這頁視圖告訴拔模角度0.5°, 合模線,澆口位置,以及其他一些比如頂真位置等。
也可以單獨新建一個視圖專門存放PMI信息,在後續的文章中,我可以選取自己設計的比較複雜的產品舉例說明。

- MBD額外的益處。
既然尺寸和公差都標註在了模型上,那公差分析豈不是簡單直觀?是的,這是MBD帶來的非常重要的好處之一。公差分析也是一個很重要的類別,後續會單獨開文說明。這裡簡單說明。
傳統的平面公差分析使用RSS(Root sum of square,均方根),基於標準正太分布來計算,此外還有極值法(worst case等),但無論RSS或者極值法都有缺點。RSS要求測量尺寸必須符合標準正太分布。極值法只適合2-3個尺寸,互換性很差,而且加工成本高昂。
但兩者共同的缺點是無法把形位公差(GD&T)考慮在內。比如位置度,輪廓度等。
傳統公差分析表格示例
現在有了MBD,可以直接進行模型互耦,那其中標註的尺寸公差都可以參與分析。有一款專門的分析軟件3DCS就是其中翹楚。後續開文介紹。
兩個MBD模型各自耦合,讀取其中公差信息。

計算得到結果,

至此對MBD的結構有了大致的了解。正如前面幾篇文章所述,MBD只是圖紙迭代的未來形式,它是表達設計意圖的工具之一,工具能否發揮價值要看使用工具的人。屠龍刀在張無忌手中是王牌,在其他人手中都是累贅(太重了)。同樣的道理,想要事半功倍,掌握各種設計能力是基礎,材料,公差,結構設計,仿真分析等。這些才是根基。關於這些內容,以後會持續分享。
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