绪论(2)
      3 怎样有效地使用CAD软件?
    前面罗列了现状和笔者的分析。笔者认为,我们的一切对策应当以此为基础,才会是可行的方案。 解决我们自己的问题,这就是出
路。而首先是观念问题。 但无论如何,CAD软件是一个重大的技术进步,对于提高我们的设计质量、设计能力、设计效率,起到了前所未有的推动作用。所以我们才要使用这种技术方法。
     3.1 从一种典型的观念说起
有相当多的人在研究,如何在CAD软件中创建渐开线齿轮,为了能“看一看”,至少已经听到几十次这样的说法,就是:仅仅是为了 完成造型,好看。
   笔者曾经明确地指出,这是一个普遍的CAD软件的应用误区。
   不是不能完成齿轮,实际上能相当精确地完成齿轮造型。这里的关键是“为什么要这样做,做完之后又想怎样”。如果说“看一看”,似乎找一个真的齿轮零件,拍一张数码照片看着更好。
  天下没有“仅仅为了”的事情,每一件事情都有它的前因后果。对于CAD 技术中的原始模型的创建(包括AutoCAD中的二维图线), 当然更没有“仅仅为了”的事情。
  从二维CAD技术来说:设计总要绘图,是迫不得已。因为一个工程师无法记住自己的设计(哪怕是较简单)中的全部细节,图形表达就是唯一可能的方法。
  这些图首先是给设计者自己看:为了记住、研究和配凑设计自己的构思。其次是给别的工程师看,为了互相讨论交流,共同合作完成设计;最后是为了给制造者看,为了将设计意图在制造车间变成实际零件。
  可见,我们绘制工程图,实际上是设计思维的表达手段,从来也没有“仅仅是为了绘制这个图”的可能。
   时至今日,软件已经有了质的飞跃,但是在多数用户那里,一提起CAD,人们仍然先想到代替手工绘图,而不是有效的全面辅助设计 。
  许多机械设计部门的领导问我,过去我们用纸绘图,现在用计算机了,这两者有什么不同?从设计过程来看,真的没多少不同。在纸 上不好办的事,现在仍然不好办;图纸画得规范、漂亮,而设计质量却没有提高多少;仅从绘图来看,提高了一些效率,可考虑到软硬件的投资,日常消耗品的投资,这点效率似乎很不够,你很难说清楚这笔投资的回收期多长,能否在系统技术折旧到期之前有盈利 ... 所以,仅仅是计算机辅助绘图,并不能够提高设计质量,解决技术创新中的关键问题。
   使用CAD软件之前要有两个基本的标准:我用这个东西,要解决什么问题?怎样评估我要解决的问题是否已经解决?否则就是相当盲目的。
   回到一开始的讨论,在CAD软件中创建齿轮,既不必进行装配啮合仿真,也没有必要用什么软件进行这种啮合过程的应力分析。我曾经与一位研究生争论过这个问题。他说想用这种方法研究渐开线蜗轮副的啮合过程干涉。我说:“您有这样的信心么?就是说,你能够在CAD软件的支持下,找到经典的齿轮设计理论和设计标准中的漏洞么?”。结果是清楚的:不能。那您还做齿轮干什么!
  如果是用来做“演示”,那就完全是另外一回事了。即便在AutoCAD中也能很好地完成,因为所有的轮齿的轮廓都可以简化为圆弧!
  什么原因?因为对方基本上不知道“设计”的含义,虽然他可能作了多年的工程师。其中的客观条件是,我国的设计部门,多数处于照抄、照搬洋人的设计结果,而很少自己搞产品开发,因此对设计的理解和设计能力都比较差。
  实际上,这种观念认为,CAD 软件只不过是一些二维或三维的电子图板,也只能做一些代替原来的手工绘图,做些“形状表达”之类的事情。究竟CAD软件会对我们的设计有什么样的辅助作用?已至于某大学与CAD技术密切相关的教授,认为我们公司上千人在进行CAD软件研发,是难以理解的事情,并认为“CAD软件还有什么可写的呢?不是都写完了么?”
   这就要从设计的过程和计算机软件的基本概念开始讨论。
     3.2 计算机软件和数据库
   所有的计算机软件都是“数据库”。
   一谈到数据库,人们就会联想到dBase、Access之类的软件,就象一说到CAD,想到的就是“电脑绘图”一样。这确实是相当普遍的现象。普遍,不见得正确。普遍如果不正确,就有必要讨论了。
   计算机的软件有没有非数据库一类的呢?没有,全都是数据库。
   因为目前计算机能够处理的任何东西,都是、也仅仅是可以数字化表达的东西,除此之外的东西,计算机都不会处理,所以我主张别把计算机称为“电脑”,计算机与“脑”的差别何止千万里。
  只能处理数据,这就是目前我们使用的计算机的性能。就是说,要想在软件中处理某物:
  必须有表达此物的方案(数据结构)、
  必须有存放此物的容器(数据库)、
  必须有操作此物的工具(处理方法)、
  必须有填充数据的方法(输入功能)、
  必须有结果表达的处理(输出功能)?
  这是一般的道理。所以,所有的计算机软件都必须有数据库功能,就是顺理成章的当然的结果了。
  再看实际的软件,从操作系统到游戏,无一不是以数据库和数据处理为核心功能的,只是外在表象上,不见得直接说自己是数据库(也没有必要这样说)。相比之下,CAD软件必须有更高级的数据库作为基础设施。
  作为数据库,根据其具体容纳的数据结构之不同,数据关联关系之不同,分成许多专用类型。作为CAD软件的底层,除了要具有常见数据库的数据结构之外,还必须带有几何图形数据库结构,因为这是它要处理的主要对象。这是超出一般数据库的地方。为了能精确表达几何数据,CAD 软件的数据表达精度一般都能超过十万分之一毫米。
  作为数据的输入,一般数据库是直接(文件或者键盘)输入原始数据。而CAD软件的几何数据库,就必须有良好的、容易掌握的、足够精度的方法,输入用户的数据,这就是一系列的绘图功能和图形状态下的交互操作界面。而生成图线的过程,就是在填充这个图线的几何数据库的纪录,这是必须具备的图形输入。这又是超出一般数据库的地方。
  作为数据提取,一般数据库是以某些关键字之类的代码进行检索。而对于CAD软件,这样的检索功能就太单调了,因此,CAD 软件数据库的检索功能相当复杂和完美,例如:指定图线的透视显示影像,也能找出关联的数据库记录,就像我们用手指点一个物体,与他人进行交流一样,而且这种功能还在继续丰富和提高。这也是超出一般数据库的地方。
  总之,任何一个CAD软件,其数据库从结构到功能,在设计数据处理方面,都超出了那些通用的数据库软件。当然,对于一般数据库所具有的,CAD软件也是必须具有的基础功能。
  这是一个重要的基本估计。就是说,使用CAD软件的原因,就是因为能够建立和使用比较完整的设计数据库。
    3.3 设计表达的数字化
  设计,是一种人类大脑所特有的创造性过程,决不是“电脑”所能理解或掌握得了的技术。以前为了表达和记忆自己的设计思维,不得不借助工程图;而现在,也有可能借助软件,使用三维模型进行了。
  但无论如何,对这些表达的建立和结果的解释,还必须由经过专业训练、成熟的工程师(人)进行。大量的设计构思,需要在这样的解释下才能展开和讨论。可见,图形与数据之间,需要人的介入、记忆、解释,才能真正有用。这就是传统设计中对于“设计构思图形化”的处理规则。
前边说到,计算机不能处理没有被数字化的东西。而传统设计中的表达方法却不是这种数字化的东西。如果是直接按照传统设计的习惯使用CAD软件,会因为离不开“具体某人的解释”,就会出现许多困难,也就是说,并没对设计过程有多大的提升作用:
  例如:就是经过几个人的审校,漏标尺寸的事仍时有发生。而且设计师在这个设计中独创的地方越多,审校的人对这个设计的构思越熟悉,漏尺寸、漏图线就越难防止。正是:不识庐山真面目,只缘身在此山中。
  例如:最基本的设计过程中,基于装配关系的、各个结构之间的配凑,需要人进行把握,稍有不慎,就会在现场装配中出错,于是,就需要重新设计和制造。
  例如:设计的更新与修改问题。传统的二维设计是一锤子买卖。如果要更新或修改,就要重新绘图,一般规定不可以打补丁(多数设计部门是这样要求的)。尤其是多视图零件,在修改设计时,零件的表达和它的有关设计参数无法完全放在一起,当然也没有直接的关联,这些技术资料的保存和更新都十分麻烦。虽然二维图形在AutoCAD中有较方便的修改方法,但是由于是对表达“图线”的修改而不是对设计“概念”的修改,仍然是相当麻烦,相当不可靠的。
  例如:设计工程管理问题。这里所说的是对设计的管理,不仅仅是对图纸的管理。我们一些CAD用得好的单位,已经有几千个DWG文件,而且在继续增多。这些文件中除了图形信息外,还会有大量的设计参数等非图形信息,它们按装配层次关系有一种复杂而有序的关联。能否将传统设计中的管理模式用在CAD中?
   原因是因为在使用CAD软件的过程中,您完全没有准备在二维/三维构造过程中表达充分的原始设计数据,也没有对设计数据进行关联和使用,进而使设计构思的“数字化”。
  要知道,传统的二维工程图表达本来就不是设计构思的完整表达,也不是设计构思的真实表达。这样的图样必须由经过专业训练的人(熟记表达规则)才能读懂,数据的提取必须由读图的人按照许多规则进行解释,他才能了解绘图人的意思。
  在传统设计的基础上,按照“CAD软件不仅仅能绘图,更是有效的设计数据库,因此必须做到设计构思的数字化表达”这样的观点进行软件使用,将尽量完整的设计构思记入CAD软件的数据库之中,将这些数据的关联关系描述清楚? 就可能解决上述问题。这就是说,在所有的CAD 软件使用过程中,应当始终以“构建和使用设计数据库”的基本概念操控软件,就能产生源于传统设计、高于传统设计,切实发挥CAD软件支持能力的好结果。这就必然涉及到参数化设计技术。
在CAD软件的专业应用上,一直存在两种相当不同的技术风格。
  以真实零部件为参照,在几何构成范围内讨论,以“像”为标准的、笔者称为“造型派”;以“是”为标准的、笔者称为“设计派” 。
  笔者属于“设计派”。
  “造型派”认为:只要看起来象,创建的方法是否合理,设计数据怎样构建都无所谓。例如:造型派们甚至可以使用CorelDraw生成二维机械工程图,用3DSMax生成三维机械模型,并认为这没什么不对劲的地方。造型派也用参数,但主要目标是使结果“看着像”,而不是为了设计数据的正确表达。因此,他们用Inventor/MDT或其他三维软件,最终结果经常处在欠约束的状态,也不认为基于装配的参数关联设计有多大的意思。例如:他们要求软件要能够实现600零件的装配。想想看,600个零件,谁能在一张装配图上表达600个零件的装配关系?别的不说,600个零件的明细表可怎样才能铺开?!
  “设计派”则认为:看起来象是必然,因为我的模型是完全正确的。但是,整个的模型必须有充要的参数驱动、装配关联和设计数据表达。最基本的要求是:在设计参数的范围内,模型不会被“拉散”、“扭曲”,而且能够根据设计配凑的需要进行方便的修改调整和后期的设计数据的提取。因此设计派认为用CorelDraw生成工程图是无法理解的荒唐做法,也不可能在一个装配模型中处理600个零部件,一定是多层次分级装配而成。
  两种风格的关键分歧,是对“设计”两个字的理解和专业设计能力的高下。
  另外,这个“参数化/变量化设计”并不是CAD软件带给我们的新设计模式,仅仅是对传统设计过程的提炼和抽象,为的是能够将我们的设计过程在计算机软件中处理。当然,这可绝不是“电子图版”和“电脑绘图”这种概念下的结果了。
     3.4 绘图/建模是设计构思的工具,而不是设计的结束
  CAD 的D 是“设计”,而不仅仅是“绘图”或者“建模”,这一点对于“设计派”的读者是十分清楚的。D的过程中,会发生许多困难,我们当然想有人A 我们一下。而现在,由于计算机技术和软件技术的飞速发展,C可能就是A我们进行D的人。这就是CAD技术。
  我们发现,无论是何种CAD软件,最基本的功能就是构建二维或三维的模型,为什么呢?因为这是CAD软件的及格线。一个CAD系统,无论是二维还是三维,其主要部分大致应当包括下述内容:
 ◆几何构成的创建、修改、保存等功能,几何模型数据库。
 ◆专业设计支持功能。
 ◆非几何模型数据的数据库,以及这些数据的管理功能。
  可见,绘图、建模,是设计的起点和辅助手段。认为工程图绘制或者三维模型的表达完成,设计就结束了,这显然是极其错误的。
    下面就是几个关键概念:
    3.4-1 什么是“设计”?
  设计,创建、策划、构思之谓也。设计是个相当复杂的、只有经过专业训练的、有一定天赋的人脑才能实现的过程,设计中各个相关要素(在装配下的零件、在零件上的结构、在结构中的形状和尺寸?),在设计全过程中要反复调整、配凑,这是设计全过程中始终存在的动作。
作为整个设计过程,大概的约束条件,按重要性排列:
 ◎满足功能要求:完全实现这个机器设计之前提出的工艺要求。
 ◎实现操作自动化:条件容许的情况下,实现更多的自动化机制。
 ◎足够的可靠性:整体机器的寿命和动作可靠性,能将材料合适地用到该用的地方。
 ◎良好的可加工性:各个零件的工艺性要好,利用现有工艺环境能可靠地制造、装配。
 ◎良好的人-机关系和可操作性:要实现舒适的、顺畅的操作。
 ◎合适的、漂亮的外观:包括形状、结构、颜色?
  一个通俗的例子:计算机专用桌椅。设计的原始条件是两个来源:统计学基础上的人和现有的计算机。
 根据人体结构的统计学尺寸,确定了椅子坐面高410mm,桌子面高700mm,这是最舒服的尺寸。
  根据具体计算机的尺寸,确定了放键盘的部位不少于750mmx250mm;17”显示器,距键盘外沿为450mm,因此桌子的面积至少是750mmx800mm.
  之后要进入详细设计,完成结构、外观、装配关系、工艺方法、材质、颜色? 还要考虑可维护性如何、技术经济分析结果如何、可加工性如何、受力状态如何? 最后才能产生装配工程图和零件工程图,投入试制。试制的结果还要给设计许多反馈,设计还要进一步修改,这才是第一轮设计的结束。
  您可以看看自己的计算机操作用的桌椅,它是不是一个正确设计过程的产物?我敢预测,多数不是。因为多数计算机桌椅,不是那些熟悉计算机使用的人设计出来的,尤其是放键盘的位置,多数没有想到计算机上还有一个重要的、比键盘使用率还高的鼠标器!可见,一个设计可决不是学会了绘图、建模的人,就能够圆满完成的。
  从需求、到大致结构、到具体零部件、到完成最终结构,这就是设计的基本过程。所以,能不能很好地支持自顶向下的创成设计构思,是评价CAD软件能力的主要指标。
    3.4-2 设计的大概内容以及与工艺的关系
  设计的过程,就是策划、构想所设计对象的制造、装配、使用等等细节,将他们从设想变成可以实施的结果方案。可见,一个设计师,必须清楚地知道所设计对象的工艺、装配、动作? 细节,并据此设计出它的最终形状、大小、材质等参数,如果不清楚,则必须通过讨论、配凑、请教,甚至中间试验,把它搞清楚。这是基本的条件。
  并不是能想明白的东西都能完成设计,关键在于“工艺”。不能实现的、或者很难实现的设想,最终都不能成为设计结果。
  一个产品,当然要销售到用户手中,这样,设计构思的最后结果就是公开的了。按说,只要测绘完成,谁都能达到同样的设计,按人家这个设计方案制造同样的产品(除了专利保护的限制)。
  但是,测绘完成,只是明确了零件的几何形状和它们的结构关系,能不能像原厂家那样成批的、可靠地、成本合理地做出来,可就不那么简单了。这就是工艺问题。这就是在参观某工厂时,产品可以随便看,可是车间却有几个不让看、或者飞速掠过的原因,因为那里是关键工艺环节。
尼龙是什么年代发明的?尼龙袜子的价格是怎样迅速下滑的?还不是工艺问题。
  空心等壁厚的钢球,作为轴承的滚动体,具有大预加载荷、高承载能力、高精度的特点,这个设想早已完成。为什么不成为设计,去生产呢?空心钢球的制造工艺没解决。
  在CAD软件的辅助下,能不能明显提高用户的工艺知识和能力呢?不能。实际上现在我们看到的CAPP软件,都只是“计算机辅助工艺编辑”,并没有真正的工艺设计的味道。当然,在Inventor中,有可能做工艺参数的求解,但这并不是工艺方法的创建。
  在CAD软件的使用中,对工艺知识的要求怎样?应当是更为严格。不知道零件的制造和安装工艺,甚至不能正确地建立有效的零件模型和装配模型。
  设计与工艺的关系怎样把握,是在CAD应用中“造型派”和“设计派”风格最明显的不同点。对于任何CAD 软件(Inventor也是),在利用它进行设计的过程中,应当时时刻刻与制造工艺关联起来。例如:打了个孔,想的是:钻-铰加工;开了个槽,想的是:圆柱铣刀铣槽?这样,设计的味道才比较浓烈,结果才更有意义。
  因此,“看着像”将不是问题,“实际上是”则可能完满地做到。
  可以说:设计就是模拟加工、模拟装配。
  设计过程中,自始至终充满了“假如...因此...于是...”这样的思维推理过程。就是说,实际上工程师是在脑子里模拟自己设计的东西未来的样子。可见,一个不懂相关的工艺、测量、装配、调试技术的工程师,无法进行真正的设计,至少不能完成优秀的设计。
  于是:“你怎么设计,我怎么测量;你怎么测量,我怎么加工;你怎么加工,我怎么造型”,就成为粗略的规则。反过来说,设计方案的确定,就必须与被设计对象未来的加工、测量、装配过程紧密相关,不可脱节。
  于是:在CAD软件中尽量完整地再现这样的思维过程,甚至因此出现了各种专门的“仿真”软件,在计算机上进行过去生产现场才能完成的过程? 这种目标成为CAD 系列软件永恒的追求,这就是学术界讲的“虚拟设计”的主要意思。
  于是:我们就设法在现有的软件功能基础上,尽可能多地实现这种“再现”、或者说规则的对应。眼前能够解决的,也是最需要解决的,就是“基于装配的关联设计”。
  而这“恰好”是Inventor的最具特色的功能。
   3.4-3 参考书的负面影响
  笔者在工科学校教了20年的机械设计专业课,认为我国的工科大学教育相当失败,许多学生已经毕业了,还是没真正尝过设计的味道是什么,因为他们在校期间从来没有真正“设计”过;他们的老师,多数也没做过真正的设计;教科书内容更是陈旧过时。
  这样,CAD软件相关参考书,就是他们毕业之后不得不重新“学习设计”的主要“助手”之一。笔者清楚地看到,目前可以找到的这类书籍,无论是AutoCAD、MDT、Pro/E、MasterCAM、I-DEAS还是UG,虽然书名也说是《xxx设计》,可是多数的书,通篇竟无一例是设计,作者也说不出来为什么要这样做这个模型,哪怕是作者稍微交待一下设计原始条件和设计要求的实现过程也好呀。
  个别的,书中竟然毫无机械零件设计的味道,甚至作者连什么是齿轮都搞不清楚。如果这样的书成为当前CAD类图书的主流,对读者可能的负面作用当然是相当大的。
  笔者吃惊地看到,不少CAD软件自己的“官方”教程,所介绍的内容竟然同样充斥着某些错误的基本概念,以及对自己编写的软件用法的很不确切、很不合理的解释,并带有许多可能误导用户的“范例”。
  平心而论,这种现象责怪出版商是不公平的,他们怎么能有足够的知识,识别书中内容的问题?说实在的,要怪、还就应当怪读者,卖得好的书当然会大量出版。谁让您拼命买这些烂书来着?
至于作者,有经验的人没时间写书(也有写书的收入太少的原因)、有空写书的人许多是没有设计经验的人。这也是一个无奈。
  写出合用的CAD技术的书,实在是一件很辛苦的、很困难的事情。
    3.4-4 零件可能被单独设计出来么?
  这是个简单而有趣的问题,也是个有效地评测您设计概念的问题。
  您的回答是什么?
  笔者的回答是:绝对不能。即使是标准件的螺丝钉。因为,从来没有任何零件可能被“单独”使用的,而任何零件被设计出来的唯一目的就是“与相关结构一起被使用”。
  例如:无把手的喝水用的纸杯子。
  没有见过直径200mm的这种设计,因为不可能卖出去。杯子是与人手“装配使用”的零件,因此设计时需要按照人类手和嘴的统计大小设计杯子的主要尺寸和形状。可见,必须与相关零件配合进行的设计,才可能是正确的,这是任何设计师都应当理解和掌握的常识。
  同理,无论使用什么样的CAD系统,使用中都必须始终把握“基于装配的关联设计”这样一种基础的数据结构和流程。至于人与软件各自负担多大比例的这种关联控制,随软件的能力而不同。甚至连AutoCAD这样的二维软件中,也能在相当大的程度上实现这个目标。
由于CAD软件提供的功能的不同和算法的限制,这样的关联可能由使用者控制、可能用数据表控制、也可能基于某软件提供的某功能实现? 但无论如何,独立的零件设计是不可能实现的,除非您是“描图员”,照着已经设计好的底子抄图,或者照着已经设计好的底子建模。这不是“设计”。
  在“抄图”的基础上讨论任何技术方法,实际上都没有意义。因为抄图不是设计。但是,确实有些使用者,照着已有的设计图纸做了所有的零件模型,之后把它们堆砌在一起,做成看起来很像的机器,认为自己已经在三维设计了。甚至某些软件销售商,也把这样的范例作为自己软件功能优秀的证据。这实在是很可悲的现象。
  总之,设计的全过程必须是、也总是以“装配中的关联关系”为基础进行的。
    3.4-5 为什么必须实现关联?
  设计过程粗略地讲,是一个不断配凑的过程,虽然结果的表达是工程图或者三维模型,而实质上还是“一系列设计参数的关联”。 如:螺旋桨的安装孔与发动机输出轴之间的设计关联,就是以输出轴作为设计基准,对孔做关联设计。
  如果我们有办法在CAD软件中建立这种关联,就有可能在系列设计中,一旦更换了发动机,螺旋桨上的相关结构就能自动更新,完全避免了传统设计中可能的错误。这就是参数化设计模式的出发点,也就是对实际设计思维的比较完整的表达。
  笔者想明确强调,这种“关联”,不是某些CAD软件所带来的“新的设计思维”,而不过是把工程师设计过程共性的规则“模拟实现”而已,在可处理的数据上能更精确、在几何模型关系上也越加接近完整。
  您得先是一个设计师,然后才能真正理解CAD。至少因此可以理解“不能单独设计出一个零件”这个基本的道理。
    3.4-6 设计数据库的作用?
  既然是“关联”的设计过程,所关联的设计数据,就必然需要一个“库”来存放。这就是所有CAD 软件中都存在的、结构丰富的设计数据库的作用。这就有可能突破传统工程图设计表达,因此也会有许多“新”的、源于传统设计、高于传统设计的技术方法。
  即使有了完整的设计数据库技术,设计过程也不可能脱离工程师的智慧。不同的是,需要人做记忆和分析的问题会逐渐减少,更多的、有规则可循的事情将逐渐转给软件去处理;腾出来的思维空间,用作更大规模的创造。
  无论如何,有了设计数据库的概念,至少会解决这样一个问题:一个设计数据,只要一个人说一次。在CAD技术使用不当的用户那里,一个数据常常是几个不同部门的人分别说几次。别的不谈,这几个同名数据的差别,谁去检查?谁去认定?谁去协调?因此,设计结束,制造结束,在装配时才发现不对了?
  由于不同的CAD 软件,设计数据库的规模和能力之不同,人需要操心的事情也不同。例如:AutoCAD/MDT/Inventor三者,设计数据库的性能逐渐提高,人需要操心的事情逐渐减少,都能在很大的程度上完成基于装配的关联设计,而且人在使用中的思路完全是相同的 。
    3.4-7 设计需求与CAD 软件的能力
  设计过程的结束,是在所有零件都被确认的时候,标志是所有零件工程图、机器总装配图、设计说明书、零件的制造工艺和机器的装配工艺也都已经被确认;新设计机构的动作可靠性也确认?
设计的操作有几大块:几何设计、结构设计和工艺设计。
   几何设计:基于装配关系,进行形状、结构、大小、配合? 几何参数或者类似几何数据的工程数据的确定。这是CAD软件都具有的能力。因为数据结构的不同,可能实现的数据表达也会不同。
  结构设计:这不是CAD 软件能够解决的问题,这是人的创造性才能解决的问题。但是CAD 可以协助人,做出几何范畴内的表达和一般的动作模拟。
  工艺设计:基于几何形状和工况,进行材料、热处理、加工可实现性、安装可实现性、工艺结构等参数的确定。一般的CAD系统,工艺设计能力较差。在其它软件的协助下,也仅仅能够在个别的参数选择上进行辅助。
  因此,目前的CAD系统的设计结果仍然是不完整的,而传统设计中的过程并不能够完全接过来。可见,即使在高级的CAD系统支持下完成了设计,仍然需要修改或调整。而这种修改或调整,常常是以某个零件为切入点。
  这就是说,即使在后期设计调整中,基于装配的关联关系,仍旧十分关键。
  另外的需求是CAD-CAM,比例虽然不大,也是很典型的。这种需求与一般的设计不同,是为了给后边的CAM准备数据。这时的三维模型,其原始设计数据应当来自真正设计的结果,但是相当偏重于“造型”。这种造型也不是“仅仅为了”,也有基于装配的味道。这里的装配,是模型与CAM系统之间的装配,与CAM系统现有条件之间的装配。
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