在實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)行業(yè)領(lǐng)域都有一定的行業(yè)特點(diǎn)，對三維CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)也存在不同的特殊需求。在一些專業(yè)行業(yè)領(lǐng)域，需要有針對性的行業(yè)解決方案，從而能夠更高效地處理工作中遇到的一些問題。針對特定的行業(yè)開發(fā)相應(yīng)的功能模塊，提供專門的行業(yè)解決方案來滿足不同行業(yè)的設(shè)計(jì)需求，是三維CAD的技術(shù)發(fā)展方向。
一、機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特點(diǎn)
機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品種類繁多，產(chǎn)品設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：
產(chǎn)品對曲面精度要求不高；
用戶需求個(gè)性化設(shè)計(jì)產(chǎn)品種類繁多，設(shè)計(jì)任務(wù)重；
以往產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)注的是產(chǎn)品的繪圖過程，目前側(cè)重產(chǎn)品的整個(gè)生命周期管理，還包括分析、優(yōu)化、加工過程；
產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期短。
二、機(jī)械行業(yè)CAD用戶痛點(diǎn)
（一）異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)無法編輯并重用
一般情況下，只能以Parasolid、IGES、STEP、DXF及DWG等格式打開其他軟件的設(shè)計(jì)作品且查看不了歷史特征，更不用說編輯重用。
（二）二三維設(shè)計(jì)脫節(jié)
很多企業(yè)應(yīng)用三維CAD后比較棘手的問題就是與二維文檔的交互和對原有二維技術(shù)文檔的借用，造成了二三維應(yīng)用脫節(jié)。
（三）嚴(yán)格的父子關(guān)系、設(shè)計(jì)變更受限
在設(shè)計(jì)過程中，如對模型進(jìn)行修改，需要十分了解建模過程，對設(shè)計(jì)工作者的水平要求較高。否則修改的過程會導(dǎo)致眾多的歷史特征失效，與重新建模差別不大。
（四）與其他軟件集成性差
很多企業(yè)雖然在研發(fā)流程中引入了CAD/CAE/CAM/和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，但往往由于各個(gè)軟件系統(tǒng)之間相互孤立而沒有發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。如果一個(gè)廠商能夠提供一體化的解決方案，在集成性方面是沒有問題的。
三、機(jī)械行業(yè)CAD軟件選型原則
作為一種企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中不可或缺的工具，三維CAD技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)很成熟，各種三維CAD軟件也都有其各自的優(yōu)勢�？傮w而言，目前市場上主流的三維機(jī)械CAD軟件基本能滿足絕大多數(shù)企業(yè)的應(yīng)用要求，只是對于不同類型的企業(yè)，在選型的方面所考慮的側(cè)重點(diǎn)有所不同。那么，機(jī)械行業(yè)企業(yè)在進(jìn)行三維CAD軟件選型時(shí)該從哪些方面進(jìn)行考慮呢？結(jié)合大部分企業(yè)的選型經(jīng)驗(yàn)，提出了三維CAD選型原則，僅供企業(yè)選型參考。
（一）三維CAD軟件的功能
一般來說，企業(yè)在進(jìn)行三維CAD選型時(shí)，可以從以下幾個(gè)基本功能的角度進(jìn)行考慮：
1、二維圖形功能：基本繪圖功能，圖形編輯和操作功能，尺寸及形位公差等的標(biāo)注功能，圖紙幅面定義功能，繪圖輔助功能。
2、三維造型及零件設(shè)計(jì)功能：概念設(shè)計(jì)，線框造型功能，曲面造型功能，實(shí)體造型功能，特征造型功能，零件庫功能，參數(shù)化草圖功能和物性分析功能。
3、裝配功能：基本規(guī)模裝配（滿足零部件數(shù)量的多種裝配要求），裝配約束（裝配約定義、裝配約束求解）、干涉檢查、爆炸圖、裝配結(jié)構(gòu)樹和生成零件BOM表。
4、2D向3D遷移功能：如果需要借用原有二維圖紙信息，可以借助二維轉(zhuǎn)三維的功能，將這些二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，幫助工程師節(jié)省重新進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的時(shí)間。
5、二三維關(guān)聯(lián)功能：二維或三維環(huán)境下簡單的修改某些尺寸參數(shù)，系統(tǒng)就可以自動(dòng)更新所有相關(guān)零部件或圖紙。
6、仿真分析功能：應(yīng)力分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析。
7、數(shù)據(jù)接口功能：能夠打開并快速編輯和重用異構(gòu)CAD模型的幾何體。
（二）三維CAD軟件的性能
1、軟件的可靠性：可以屏蔽用戶操作錯(cuò)誤；運(yùn)行操作錯(cuò)誤不會導(dǎo)致系統(tǒng)異常退出；軟件應(yīng)提供數(shù)據(jù)、圖形備份和恢復(fù)手段；軟件能進(jìn)行有效性檢查；無損壞數(shù)據(jù)、圖形和軟件的現(xiàn)象；具有容錯(cuò)性；易恢復(fù)；安裝運(yùn)行后對系統(tǒng)中其它程序不產(chǎn)生破環(huán)性的影響。
2、軟件的易用性：易安裝；用戶界面友好，各個(gè)模塊的界面風(fēng)格一致；操作提示易于理解；界面布局比較合理；所用術(shù)語規(guī)范、準(zhǔn)確；提示準(zhǔn)確可引導(dǎo)用戶進(jìn)行正確操作；有聯(lián)機(jī)幫助。具有人性化的快捷操作。
3、軟件的可擴(kuò)展性：用戶可進(jìn)行系統(tǒng)的功能擴(kuò)充，例如：用戶定義的圖形庫、線型庫和符號庫；對話框開發(fā)；提供二次開發(fā)接口。
（三）企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)
CAD選型一定要根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)，切莫盲目追求“高、大、上”。如果企業(yè)產(chǎn)品復(fù)雜，曲面功能要求高，可以優(yōu)先選擇高端三維設(shè)計(jì)軟件CATIA、NX、Creo；若產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對簡單，設(shè)計(jì)流程并不復(fù)雜，建議可以選擇性價(jià)比較高，而且功能也很全面的三維設(shè)計(jì)軟件，如Solid Edge、SolidWorks、CAXA、中望3D等都是不錯(cuò)的選擇。
有的三維CAD軟件在某些特定的行業(yè)有相對優(yōu)勢，比如在模具行業(yè)，高端三維CAD軟件NX和國產(chǎn)軟件SINOVATION都有完備的行業(yè)解決方案，因此，模具行業(yè)的企業(yè)在選型的時(shí)候就可以依據(jù)所設(shè)計(jì)模具的復(fù)雜程度從這兩個(gè)軟件來考慮；而在航空航天、汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域，起源于航空航天的高端三維CAD軟件CATIA則占有領(lǐng)導(dǎo)地位，成為很多大型集團(tuán)企業(yè)的首選。
因此，企業(yè)可以根據(jù)自己所處行業(yè)的產(chǎn)品特點(diǎn)與廠商的知名度以及所能提供的解決方案，并結(jié)合企業(yè)的規(guī)模來選擇相應(yīng)的軟件。
（四）軟件集成性
三維CAD軟件與其它應(yīng)用系統(tǒng)的集成主要包括與PDM集成、與CAPP/CAM的集成、與CAE的集成、與ERP的集成、與其他CAD軟件的集成。一般來說，如果一個(gè)廠商能夠提供一體化的解決方案，在集成性方面是沒有問題的。如果一個(gè)企業(yè)的PDM/PLM系統(tǒng)是選用Siemens公司的Teamcenter，那么三維CAD選型就可以考慮選擇該廠商的NX或者Solid Edge。如果一個(gè)企業(yè)的PDM/PLM系統(tǒng)是選用PTC公司的windchill，那么三維CAD選型就可以考慮選擇該廠商的Creo。
建議選擇具有一體化解決方案的軟件廠商，這樣可以隨時(shí)升級為高端產(chǎn)品，保護(hù)企業(yè)的投資。
（五）三維CAD軟件成本
在滿足功能、性能、企業(yè)需求的情況下，優(yōu)先選擇價(jià)位低的軟件。軟件選型比價(jià)格時(shí)，不僅要比總價(jià)和首付，還要比年服務(wù)費(fèi)和升級費(fèi)使用費(fèi)，擠掉軟件應(yīng)用的每一滴多余成本。
（六）三維CAD軟件廠商的規(guī)模、技術(shù)支持和服務(wù)
引進(jìn)三維CAD絕不是買一套軟件加幾本使用手冊甚至一張光盤就行了，技術(shù)支持服務(wù)也是選擇三維CAD系統(tǒng)的需要重要考慮的部分，無良好的售后服務(wù)，如同使用一個(gè)無使用版權(quán)的軟件，對于企業(yè)來說，是有很大風(fēng)險(xiǎn)的。三維CAD是一項(xiàng)高技術(shù)，需要完備的售后服務(wù)與有效的技術(shù)支持。購買軟件在很大程度上是買服務(wù)、買承諾，是尋找合作伙伴。因此，軟件廠商規(guī)模、技術(shù)支持隊(duì)伍素質(zhì)、培訓(xùn)體系的完善性也是不可忽視的。
四、Solid Edge助力機(jī)械行業(yè)
（一）免費(fèi)的二維制圖
與大部分常見的二維CAD不同，Solid Edge的二維模塊是免費(fèi)的，且Solid Edge是一個(gè)純Windows軟件，這就意味著Solid Edge使用標(biāo)準(zhǔn)的Windows字體，就像Office軟件一樣。
在Solid Edge中，既可以像傳統(tǒng)的二維CAD那樣進(jìn)行非參數(shù)化設(shè)計(jì)，也可以在二維CAD中進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。在Solid Edge中，我們可以打開“保持關(guān)系”開關(guān)，若要修改尺寸，而不修改拓?fù)潢P(guān)系，只要直接修改尺寸就可以了。而在傳統(tǒng)的CAD中，如果修改尺寸的值，圖形外形是不會發(fā)生改變的，這對許多二維設(shè)計(jì)師來說，簡直是一場噩夢。
Solid Edge的二維采用與三維完全一致的界面。都是類似Office2010的界面。熟悉了二維操作之后遷移到三維建模完全沒有難度。用戶甚至可以直接將二維的直接“復(fù)制”-“粘貼”到三維建模的草圖中去。
（二）2D尺寸自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)?D可驅(qū)動(dòng)尺寸，平滑過渡3D
在眾多的CAD系統(tǒng)中，Solid Edge是唯一實(shí)現(xiàn)此功能的3D設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
對于原有的二維技術(shù)文檔，可以采用分步走的方式來處理。首先用Solid Edge軟件將原來的二維文檔繼承下來，查看和編輯全部使用Solid Edge的圖紙功能來實(shí)現(xiàn)；然后在三維設(shè)計(jì)過程中，如果遇到需要借用原來二維圖紙信息的，使用二維轉(zhuǎn)三維的功能，將這些二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，這樣既對原來二維圖紙進(jìn)行了梳理，同時(shí)也能幫助工程師節(jié)省重新進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的時(shí)間，一舉兩得。
圖/2D尺寸自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)?D可驅(qū)動(dòng)尺寸
（三）高效的2D工程制圖
三維設(shè)計(jì)是未來的必然趨勢，隨之而來的就是三維轉(zhuǎn)二維后的標(biāo)準(zhǔn)化問題，即如何在三維模式下創(chuàng)建符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的工程圖。
為了能使Solid Edge產(chǎn)生符合要求的二維圖紙，需要對當(dāng)前的二維圖紙標(biāo)準(zhǔn)做適當(dāng)?shù)男拚Ｊ紫葘olid Edge的二維圖紙進(jìn)行測試和評估，著重了解當(dāng)前企業(yè)所執(zhí)行的二維圖紙標(biāo)準(zhǔn)有哪些在Solid Edge中不能實(shí)現(xiàn)，或者實(shí)現(xiàn)起來比較麻煩，將這些內(nèi)容進(jìn)行歸類和討論，確定哪些內(nèi)容要通過修改企業(yè)的二維圖紙標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)，哪些需要通過在Solid Edge中進(jìn)行二次開發(fā)來滿足。這樣，在新的標(biāo)準(zhǔn)以及開發(fā)好的環(huán)境下，就能自動(dòng)生成符合標(biāo)準(zhǔn)的工程圖了。
Solid Edge ST7通過更輕松地控制尺寸標(biāo)注延伸線和對齊方式增強(qiáng)了坐標(biāo)尺寸標(biāo)注的放置功能，從而提高了草圖繪制效率并使得制作滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的清晰圖紙變得更加簡單。擴(kuò)展了放置過程中圖紙視圖的動(dòng)態(tài)顯示功能，以包括所有視圖類型（多視圖、主視圖、輔助視圖、剖面視圖和細(xì)節(jié)視圖）。提供允許您從更高級的裝配體中拉取零件或子裝配體并放置這些組件的圖紙視圖的新功能，從而使您能夠更輕松地完成裝配體組件的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。
圖/Solid Edge自動(dòng)生成工程圖
（四）二三維動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)
由于二三維一體化CAD系統(tǒng)采用了統(tǒng)一模型數(shù)據(jù)源，圖紙中的絕大多數(shù)信息都是根據(jù)三維模型自動(dòng)生成的。因此二三維之間是一致的、相互關(guān)聯(lián)的。當(dāng)任何一方模型改變時(shí)，系統(tǒng)將向另一方發(fā)送更新消息，然后自動(dòng)同步更新。對于設(shè)計(jì)人員來說，為了在設(shè)計(jì)后期細(xì)化、更正自己的設(shè)計(jì)意圖，或進(jìn)行變異設(shè)計(jì)等，一般只需要在二維或三維環(huán)境下簡單的修改某些尺寸參數(shù)，系統(tǒng)就可以自動(dòng)更新所有相關(guān)零部件或圖紙。
（五）同步建模技術(shù)——改變設(shè)計(jì)就像改變想法一樣容易！
Solid Edge可以處理廣泛的數(shù)據(jù)格式，包括Parasolid、IGES、STEP、DXF及DWG等。Solid Edge同步建模技術(shù)可以快速編輯和重用異構(gòu)CAD模型的幾何體，而無需重新創(chuàng)建模型歷史。研究數(shù)據(jù)表明，使用Solid Edge同步建模技術(shù)的企業(yè)不會因?yàn)閿?shù)據(jù)兼容性而暫停工作，也無需依賴供應(yīng)商更新數(shù)據(jù)。
如果在一個(gè)基于歷史記錄的CAD系統(tǒng)中進(jìn)行編輯，在編輯失敗時(shí)就要求重新生成模型并且把特征清理掉，因此變更不僅無法預(yù)測，而且還非常耗時(shí)。隨著增加到模型的特征越來越多，這些問題就變得更加復(fù)雜。
圖/同步建模技術(shù)對比傳統(tǒng)技術(shù)
（六）全面讀取二維圖紙（雙向）
Solid Edge可以讀取二維設(shè)計(jì)軟件AutoCAD 的數(shù)據(jù)，這一轉(zhuǎn)換支持雙向轉(zhuǎn)換且操作也非常容易，從而可以方便使用2D圖紙來啟動(dòng)3D設(shè)計(jì)流程。
圖/AutoCAD向Solid Edge轉(zhuǎn)換向?qū)?/p>
（七）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移導(dǎo)入導(dǎo)出完全兼容SolidWorks
從Solid Edge ST6版本開始，借助擴(kuò)展的批量數(shù)據(jù)遷移工具，可以輕松地從SolidWorks向Solid Edge遷移設(shè)計(jì)項(xiàng)目或文件夾，并保留重要的設(shè)計(jì)參數(shù)：識別孔隙與螺紋參數(shù)、轉(zhuǎn)移組件間結(jié)合關(guān)系、保留組立件組態(tài)結(jié)構(gòu)、帶入自定義材料屬性。
圖/從SolidWorks向Solid Edge遷移設(shè)計(jì)項(xiàng)目或文件夾
（八）出色的鈑金設(shè)計(jì)
Solid Edge提供一套完整的鈑金設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠完成建模、展平和制造文件編制。創(chuàng)建帶有彎邊、孔、缺口和拐角的直彎、軋制或過渡型部件。您可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)以進(jìn)行制造、記錄折彎序列并直接發(fā)送展平圖DXF文件以投入生產(chǎn)。借助Solid Edge，更快地將鈑金設(shè)計(jì)推向市場。
圖/Solid Edge鈑金設(shè)計(jì)作品
與通用的CAD工具相比，Solid Edge的專用鈑金設(shè)計(jì)輔助工具極大地提高了生產(chǎn)力。過程特定的命令與結(jié)構(gòu)化工作流加速了鈑金零件建模過程。嵌入的系統(tǒng)智能通過自動(dòng)計(jì)算材料處理并驗(yàn)證零件的可制造性，節(jié)省了大量時(shí)間；同時(shí)可直接用于加工的展開模型有助于避免產(chǎn)生廢品和返工，提高鈑金部件的質(zhì)量，從而縮短制造時(shí)間。
（九）移動(dòng)設(shè)計(jì)
Microsoft Surface Pro為Solid Edge設(shè)計(jì)任務(wù)提供全面支持，另外現(xiàn)在還針對手勢提供擴(kuò)展的支持。例如，單指拖曳將執(zhí)行二維平移操作以及三維旋轉(zhuǎn)操作，而雙指捏合將執(zhí)行縮放操作。
圖/先進(jìn)的Microsoft Surface Pro支持
（十）按月租用，怎么玩您來定！
西門子將為客戶提供主流計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）解決方案Solid Edge、軟件的全新許可模式。特定國家的客戶可以按月購買Solid Edge，企業(yè)客戶可以選擇最符合其項(xiàng)目和預(yù)算要求的Solid Edge許可方式。
客戶可以在Solid Edge在線商店按月購買Solid Edge許可，并可在四個(gè)不同版本中進(jìn)行選擇以獲得最滿足其需求的軟件功能。這種許可模式具有獨(dú)特的靈活性，通過只在需要時(shí)購買軟件許可，企業(yè)能夠加速滿足項(xiàng)目需求，或優(yōu)化管理有限的運(yùn)營開支。
五、總結(jié)
具有同步建模技術(shù)的Solid Edge軟件，提供了強(qiáng)大的實(shí)體造型、鈑金設(shè)計(jì)、焊接設(shè)計(jì)、二維工程圖設(shè)計(jì)、產(chǎn)品渲染和文檔管理等功能，可以快速繪制出基本輪廓，方便添加各種機(jī)械特征、編輯復(fù)雜的參數(shù)化模型、簡化設(shè)計(jì)過程。而且此軟件基于Windows操作系統(tǒng)，完全與Microsoft產(chǎn)品相兼容，是機(jī)械行業(yè)CAD系統(tǒng)不錯(cuò)的選擇。
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本文標(biāo)題：機(jī)械行業(yè)三維CAD選型與應(yīng)用
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