本文通過血糖檢測儀的ThinkDesign創(chuàng)建過程展示了T3的強(qiáng)大曲面造型功能。

　　ThinkDesign進(jìn)入中國不到一年，已在國內(nèi)收到了良好的應(yīng)用效果，它強(qiáng)大、簡便、靈活的功能特性，已被眾多中國用戶認(rèn)可和喜愛。近期將推出的新版本軟件ThinkDesign 2009.1，在用戶界面、硬件設(shè)備支持、系統(tǒng)安全、核心性能等方面均做出了較大改進(jìn)，更加適合中國用戶的需求。

　　一個(gè)工業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)流程大概分為工業(yè)設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)以及工裝模具設(shè)計(jì)三個(gè)階段。相對于市場上的其它CAD軟件，ThinkDesign的一個(gè)鮮明特點(diǎn)便是可以覆蓋產(chǎn)品研發(fā)的全流程。下面就以血糖檢測儀的上蓋為例，向大家介紹一下如何在ThinkDesign中完成以上3個(gè)過程的設(shè)計(jì)任務(wù)。

　　一、工業(yè)設(shè)計(jì)階段

　　工業(yè)產(chǎn)品一般開始于一張由概念設(shè)計(jì)師手繪的草圖，本案例的設(shè)計(jì)草案如圖1所示。

　　在ThinkDesign中可以插入tif、jpg、bmp、gif、png等各種格式的圖像文件，可以使用掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備將概念設(shè)計(jì)師手繪的草圖轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)識(shí)別的以上格式文件。當(dāng)然，如果有一個(gè)電子繪圖板也可以直接在ThinkDesign中直接草繪所需的產(chǎn)品。

圖1 血糖檢測儀設(shè)計(jì)草案

　　1、插入草圖

　　1)單擊菜單“插入”/“圖像”命令或直接單擊圖像工具欄上的“插入圖像”按鈕，系統(tǒng)將彈出“打開”對話框。

　　2)通過該對話框，瀏覽到所需要的文件，單擊“打開”按鈕，在圖形區(qū)域選擇一個(gè)插入點(diǎn)，草圖便插入到圖形區(qū)域，如圖2所示。

圖2 插入圖形后的顯示界面

　　3)還可以通過單擊“視圖”/“顯示”/“視口”更改視口的顯示數(shù)量與方式，并在不同視口中插入不同的圖形。圖3為在兩個(gè)視口中插入不同圖形的情況，下面就以這兩個(gè)視圖為基礎(chǔ)，進(jìn)行產(chǎn)品的工業(yè)造型設(shè)計(jì)。

圖3 在兩個(gè)視口中插入不同圖形的情況

　　2、描線

　　1)單擊曲線工具欄上“通過控制點(diǎn)曲線”按鈕，啟動(dòng)該命令。在左側(cè)視口中描繪監(jiān)測儀外側(cè)第二條輪廓線，如圖4所示。可通過拖拽控制點(diǎn)調(diào)整曲線形狀，直到其形狀與草圖基本重合為止。

　　2)左側(cè)視口的曲線形狀完畢后，可在右側(cè)視口中繼續(xù)調(diào)整曲線形狀(不會(huì)影響左側(cè)已調(diào)整好的形狀)，使其與儀器側(cè)面的草圖輪廓基本重合，如圖5所示。調(diào)整后的曲線如圖6所示，我們得到了一條空間曲線。

　　3)通過以上方法，可以繪制出其它的曲線，完成后的結(jié)果如圖7所示。

　　3、創(chuàng)建面

　　下面將依據(jù)以上得到的曲線進(jìn)行面的創(chuàng)建。

　　1)單擊曲面工具欄上“放樣曲面”按鈕，啟動(dòng)放樣曲面命令，按圖8所示分別依次選取紅色箭頭所指曲線作為“邊界A”，選取藍(lán)色箭頭所指曲線作為“邊界B”。

　　2)單擊“確定”按鈕，完成曲面的創(chuàng)建，完成后模型如圖9所示。繼續(xù)通過“邊界曲面”、“填充曲面”等命令完成其它曲面的創(chuàng)建，完成后的模型如圖10所示。至此，得到了模型的基本空間形狀。

　　4、細(xì)化設(shè)計(jì)

　　1)單擊“生成實(shí)體”命令，選擇所有的曲面，所有的曲面將合并成一個(gè)“殼”特征，這將是以后細(xì)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

　　2)單擊“圓角”命令，選擇檢測儀外殼最頂部棱線，添加圓角特征。結(jié)果如圖11所示。

　　3)隱藏掉創(chuàng)建的殼體，下面將創(chuàng)建檢測儀上殼安裝按鈕的凹陷部分。

　　4)按前述方法，以及其它創(chuàng)建曲線的命令，完成如圖12所示曲線。

　　5)按前述方法，創(chuàng)建曲面，完成如圖13所示各曲面。

　　6)將圖13所示曲面創(chuàng)建為一個(gè)“殼”特征。

　　7)在上述殼體內(nèi)部添加圓角特征。

　　8)顯示隱藏的殼體，單擊“實(shí)體刪減”命令，如圖14所示，選擇紅色箭頭所指部分為“實(shí)體A”，選擇藍(lán)色箭頭所指部分為“實(shí)體B”，單擊“確定”按鈕，完成后的模型如圖15所示。

　　下面將創(chuàng)建上殼屏幕部分的凹陷。

　　9)單擊“視圖”/“智能對象庫”，打開智能對象庫，如圖16下部所示。

　　10)將智能對象庫中的LCD-opening拖拽到圖形顯示區(qū)，選擇圖16中藍(lán)色箭頭所指曲線(可使用曲線命令創(chuàng)建，這里不再贅述)。系統(tǒng)將依據(jù)拖入的智能對象自動(dòng)生成一個(gè)凹陷，結(jié)果如圖16所示。

　　智能對象是ThinkDesign所特有的一種智能建模手段，可將一些在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常遇到大量重復(fù)的結(jié)構(gòu)定義為智能對象，使用時(shí)只需簡單的拖拽即可。而與其它CAD軟件所不同的是，智能對象不僅僅可以是特征，還可以是草圖、實(shí)體甚至是裝配體，而且可以根據(jù)所選輪廓的不同而自動(dòng)調(diào)整。

　　11)單擊“實(shí)體抽殼”命令為模型添加厚度。

　　至此，便完成了產(chǎn)品工業(yè)造型的設(shè)計(jì)。下面將繼續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)。

　　二、工程設(shè)計(jì)階段

　　以上完成的模型主要完成了產(chǎn)品的外觀美學(xué)設(shè)計(jì)，而沒有考慮產(chǎn)品的加工、安裝等工藝要求。下面將依據(jù)工業(yè)設(shè)計(jì)的模型，完成產(chǎn)品的工程化設(shè)計(jì)，以使其適應(yīng)于生產(chǎn)。

　　1、 添加連接座

　　下面將利用“智能對象”完成連接座的創(chuàng)建。

　　將智能對象庫中的boss-spec03拖拽到視圖區(qū)域，選取殼體內(nèi)表面作為“面”，依次選取圖17中藍(lán)色箭頭所指的曲線(共5條)作為“草圖”。單擊“確定”完成智能對象的添加，結(jié)果如圖18所示。可看出，共添加了三種不同輪廓的連接座，而所用的卻是同一智能對象。

圖17 智能對象所需的“草圖”的選取

圖18 利用智能對象所添加的連接座

　　2、 添加各種孔

　　下面仍將利用“智能對象”創(chuàng)建上殼上的屏幕孔與鍵盤孔。將智能對象庫中的holes-spec03拖拽到視圖區(qū)域，選取圖18所示殼體內(nèi)的黑色曲線作為草圖，結(jié)果如圖19所示。這里可以明顯看到同一智能對象創(chuàng)建的各種孔的形狀差異。

圖19 添加各種孔后的模型

　　3、 創(chuàng)建工程圖

　　1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄上的“新建”按鈕，或單擊菜單 “文件”/“打開”命令，在彈出的對話框中選“當(dāng)前模型的工程圖”，如圖20所示。

　　2)單擊“確定”按鈕，彈出“工程圖模板”對話框，如圖21所示，在“模板”選項(xiàng)區(qū)選擇“GB”，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)會(huì)切換到工程圖環(huán)境。

　　3)在工程圖環(huán)境下，選擇“插入”/“圖框和標(biāo)題欄”，在圖形區(qū)左上角將出現(xiàn)如圖22所示命令選項(xiàng)列表，按圖22所示設(shè)置“尺寸”、“方向”、“比例”及“標(biāo)題欄”。

　　4)單擊“確定”按鈕，在圖形區(qū)將出現(xiàn)如圖23所示的工程圖。

　　下面可繼續(xù)添加尺寸、粗糙度、形位公差、注釋等內(nèi)容，由于篇幅所限，不再贅述。

圖23 上蓋工程圖

　　4、 其它零件的創(chuàng)建

　　可以按創(chuàng)建上蓋的方法，在同一窗口中從一張草圖開始完成其它零件的創(chuàng)建。完成后的所有零部件如圖24所示。從圖形來看，這是一個(gè)明顯的裝配結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上，目前看到的只是一堆特征的堆砌而已，從左側(cè)的模型樹中可以看到，現(xiàn)在模型中只是一些實(shí)體特征和一個(gè)殼特征。下面要將其拆分成零件。

圖24

　　選擇要定義為外部(內(nèi)部)組件的特征(可以是單個(gè)也可以是多個(gè))，單擊右鍵，選擇“插入”/“新建組件作為外部參考”，如圖25所示。這樣該特征便作為一個(gè)獨(dú)立存在的文件，可以被單獨(dú)打開，單獨(dú)出工程圖。拆分完所有特征的該模型，則變?yōu)榱艘粋€(gè)裝配文件。

圖25 拆分組件

　　拆分后模型如圖26所示，從右側(cè)模型樹上可看出，該模型已被拆分成12個(gè)不同的外部組件。對于每個(gè)組件，可以制定其零件屬性。

圖26 拆分后模型

　　選中某個(gè)組件，單擊右鍵，選擇“零件屬性”/“編輯零件屬性”，可在彈出的對話框中輸入零件序號(hào)、零件名稱、材料、熱處理等內(nèi)容。見圖27。

圖27 定義零件屬性

　　所有定義的信息將傳遞到裝配體的工程圖以及每個(gè)單獨(dú)的組件中。圖28顯示的就是該血糖檢測儀的二維工程圖，所有定義的組件信息均已傳遞到明細(xì)表中。ThinkDesign還可根據(jù)所定義的零件序號(hào)自動(dòng)區(qū)別相同組件并統(tǒng)計(jì)數(shù)量。

　　以上的設(shè)計(jì)過程實(shí)際上體現(xiàn)的是一種自上而下的思想。許多工程實(shí)例都是從裝配件開始設(shè)計(jì)的，裝配結(jié)構(gòu)基本完善后才會(huì)拆分零件圖。ThinkDesign則提供了一種在三維環(huán)境下實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)流程的方法。我們一開始可以在某個(gè)模型中添加、修改、刪除特征，搭建起一個(gè)我們想要的結(jié)構(gòu)(這個(gè)模型將被定義成一個(gè)組件)，而并未太多的考慮各級(jí)零、部(組)件的層次關(guān)系，當(dāng)對一個(gè)裝配結(jié)構(gòu)滿意后，再將其拆分為不同的組件即可。

　　三、工裝模具設(shè)計(jì)階段

　　以上完成了血糖儀的所有零部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)中，往往還要根據(jù)不同的產(chǎn)品特征編制加工工藝、設(shè)計(jì)產(chǎn)品加工工裝或模具。下面以上蓋為例，介紹一下上蓋注塑模的設(shè)計(jì)。

　　1、 創(chuàng)建項(xiàng)目

　　ThinkDesign以項(xiàng)目管理模具設(shè)計(jì)。通過創(chuàng)建項(xiàng)目，ThinkDesign將基于原模型創(chuàng)建一個(gè)衍生模型以及一個(gè)裝配模型。注塑模的設(shè)計(jì)將在裝配模型中進(jìn)行。

圖29 創(chuàng)建項(xiàng)目

　　2、創(chuàng)建分型面

　　1)使用“邊界曲線”命令創(chuàng)建分型線，如圖30所示。

　　2)使用“線性面”、“分型面”以及“填充曲面”命令創(chuàng)建分型面，如圖31所示。

　　3)使用“生產(chǎn)實(shí)體”命令，將以上分型面轉(zhuǎn)換為一個(gè)殼體。

　　3、分型

　　使用“分型”命令創(chuàng)建型芯與型腔，如圖32所示。型芯及型腔的形狀可以選擇為立方體、圓柱體或其它用戶定義的形狀，用戶還可以制定型芯與型腔的延伸量。ThinkDesign可一次切出型芯與型腔兩個(gè)組件。

　　4、模架

　　單擊“模架”命令，選擇需要的標(biāo)準(zhǔn)庫，系統(tǒng)可自動(dòng)加載模架，如圖33。

圖33 模架選擇與加載

　　5、插入模具標(biāo)準(zhǔn)件

　　單擊“插入模具標(biāo)準(zhǔn)件”命令，可向模架添加各種標(biāo)準(zhǔn)件。系統(tǒng)可自動(dòng)切除與標(biāo)準(zhǔn)件連接的模板，自動(dòng)添加光孔、螺紋孔、止轉(zhuǎn)槽等結(jié)構(gòu)。見圖34。

圖34 插入標(biāo)準(zhǔn)件

　　6、冷卻系統(tǒng)

　　單擊“模具冷卻”命令，可按繪制好的三維路徑創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)，系統(tǒng)可自動(dòng)添加塞/接頭/O-型圈/退刀槽等零件及結(jié)構(gòu)，見圖35。

圖35 冷卻系統(tǒng)

　　7、電極

　　ThinkDesign還提供了創(chuàng)建電極的命令，可依據(jù)所選曲面快速的創(chuàng)建電極。可定義電火花間隙及頭部形狀等。本例不需要電極的創(chuàng)建。至此便完成了上蓋的注塑模設(shè)計(jì)。除此之外，在ThinkDesign中還可方便的進(jìn)行冷沖模設(shè)計(jì)、模具型面補(bǔ)償調(diào)整等工作。

　　四、總結(jié)

　　前面介紹了一個(gè)產(chǎn)品從工業(yè)設(shè)計(jì)、到工程設(shè)計(jì)、再到工裝模具設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，簡單論述了ThinkDesign覆蓋產(chǎn)品研發(fā)全流程的特性。

　　其實(shí)，從以上的過程中，我們還可以看到ThinkDesign的另一特性——集成的建模環(huán)境，在ThinkDesign中裝配與零件、實(shí)體與曲面、基本功能模塊與注塑設(shè)計(jì)模塊都是在同一環(huán)境同一窗口中完成的，甚至本文中沒有提到的逆向工程的數(shù)據(jù)也可以在這一環(huán)境下處理，不需要在不同的系統(tǒng)之間切換，這極大的避免了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的麻煩與風(fēng)險(xiǎn)。

　　另外，這里還需向您介紹ThinkDesign的第三個(gè)特性：多樣化的建模方式。ThinkDesign提供了豐富的建模手段，在本案例中我們看到了智能對象的應(yīng)用，實(shí)際上ThinkDesign還具有交互建模技術(shù)(ISM)、全局形狀建模技術(shù)(GSM)等先進(jìn)的建模手段，這一切都是以提高用戶的工作效率為目的的。

　　最后，我們再來重申一下ThinkDesign的三個(gè)特性：

　　1) 覆蓋整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)全流程

　　2) 集成的建模環(huán)境

　　3) 多樣化的建模方式