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

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

　　一個工業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)流程大概分為工業(yè)設計、工程設計以及工裝模具設計三個階段。相對于市場上的其它CAD軟件，ThinkDesign的一個鮮明特點便是可以覆蓋產(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個過程的設計任務。

　　一、工業(yè)設計階段

　　工業(yè)產(chǎn)品一般開始于一張由概念設計師手繪的草圖，本案例的設計草案如圖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)碼相機等設備將概念設計師手繪的草圖轉化為計算機識別的以上格式文件。當然，如果有一個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 血糖檢測儀設計草案

　　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)域選擇一個插入點，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為在兩個視口中插入不同圖形的情況，下面就以這兩個視圖為基礎，進行產(chǎn)品的工業(yè)造型設計。

圖3 在兩個視口中插入不同圖形的情況

　　2、描線

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

　　2)左側視口的曲線形狀完畢后，可在右側視口中繼續(xù)調(diào)整曲線形狀(不會影響左側已調(diào)整好的形狀)，使其與儀器側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)以上得到的曲線進行面的創(chuàng)建。

　　1)單擊曲面工具欄上“放樣曲面”按鈕，啟動放樣曲面命令，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、細化設計

　　1)單擊“生成實體”命令，選擇所有的曲面，所有的曲面將合并成一個“殼”特征，這將是以后細化設計的基礎

　　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“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“實體刪減”命令，如圖14所示，選擇紅色箭頭所指部分為“實體A”，選擇藍色箭頭所指部分為“實體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生成一個凹陷，結果如圖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)品設計時經(jīng)常遇到大量重復的結構定義為智能對象，使用時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、實體甚至是裝配體，而且可以根據(jù)所選輪廓的不同而自動調(diào)整。

　　11)單擊“實體抽殼”命令為模型添加厚度。

　　至此，便完成了產(chǎn)品工業(yè)造型的設計。下面將繼續(xù)進行產(chǎn)品的工程設計。

　　二、工程設計階段

　　以上完成的模型主要完成了產(chǎn)品的外觀美學設計，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)設計的模型，完成產(chǎn)品的工程化設計，以使其適應于生產(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)單擊標準工具欄上的“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”選項區(qū)選擇“GB”，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)會切換到工程圖環(huán)境。

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

　　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，這是一個明顯的裝配結構，但實際上，目前看到的只是一堆特征的堆砌而已，從左側的模型樹中可以看到，現(xiàn)在模型中只是一些實體特征和一個殼特征。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(可以是單個也可以是多個)，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獨立存在的文件，可以被單獨打開，單獨出工程圖。拆分完所有特征的該模型，則變?yōu)榱艘粋€裝配文件。

圖25 拆分組件

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

圖26 拆分后模型

　　選中某個組件，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、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單獨的組件中。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表中。ThinkDesign還可根據(jù)所定義的零件序號自動區(qū)別相同組件并統(tǒng)計數(shù)量。

　　以上的設計過程實際上體現(xiàn)的是一種自上而下的思想。許多工程實例都是從裝配件開始設計的，裝配結構基本完善后才會拆分零件圖。ThinkDesign則提供了一種在三維環(huán)境下實現(xiàn)該設計流程的方法。我們一開始可以在某個模型中添加、修改、刪除特征，搭建起一個我們想要的結構(這個模型將被定義成一個組件)，而并未太多的考慮各級零、部(組)件的層次關系，當對一個裝配結構滿意后，再將其拆分為不同的組件即可。

　　三、工裝模具設計階段

　　以上完成了血糖儀的所有零部件的詳細設計，在實際生產(chǎn)中，往往還要根據(jù)不同的產(chǎn)品特征編制加工工藝、設計產(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計。

　　1、 創(chuàng)建項目

　　ThinkDesign以項目管理模具設計。通過創(chuàng)建項目，ThinkDesign將基于原模型創(chuàng)建一個衍生模型以及一個裝配模型。注塑模的設計將在裝配模型中進行。

圖29 創(chuàng)建項目

　　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)實體”命令，將以上分型面轉換為一個殼體。

　　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組件。

　　4、模架

　　單擊“模架”命令，選擇需要的標準庫，系統(tǒng)可自動加載模架，如圖33。

圖33 模架選擇與加載

　　5、插入模具標準件

　　單擊“插入模具標準件”命令，可向模架添加各種標準件。系統(tǒng)可自動切除與標準件連接的模板，自動添加光孔、螺紋孔、止轉槽等結構。見圖34。

圖34 插入標準件

　　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)可自動添加塞/接頭/O-型圈/退刀槽等零件及結構，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計。除此之外，在ThinkDesign中還可方便的進行冷沖模設計、模具型面補償調(diào)整等工作。

　　四、總結

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

　　其實，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、實體與曲面、基本功能模塊與注塑設計模塊都是在同一環(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)轉換的麻煩與風險。

　　另外，這里還需向您介紹ThinkDesign的第三個特性：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用，實際上ThinkDesign還具有交互建模技術(ISM)、全局形狀建模技術(GSM)等先進的建模手段，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的三個特性：

　　1) 覆蓋整個產(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