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基于模型的工程定义概述

【摘要】:MBD改变了传统的由三维实体模型来描述几何形状信息,而用二维工程图样来定义尺寸、公差和工艺信息的分步产品数字化定义方法。MBD技术是使三维模型取代二维工程图,成为加工制造的唯一数据源的核心技术。与二维的图8-84相比,采用MBD技术的三维模型图8-83显然保留了很好的可读性。由于MBD技术是以三维实体模型记录产品定义信息的,所以它的直观性、可读性比二维工程图要强,这也使得工程技术人员的培训门槛大为降低。

基于模型的工程定义,在GB/T 24734—2009中被称为数字化产品定义,其英语全称为Model Based Definition,缩写为MBD。MBD是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体系,它详细规定了三维实体模型中产品尺寸、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。MBD改变了传统的由三维实体模型来描述几何形状信息,而用二维工程图样来定义尺寸、公差和工艺信息的分步产品数字化定义方法。同时,MBD使三维实体模型作为生产制造过程中的唯一依据,改变了传统以工程图样为主,而以三维实体模型为辅的制造方法。

MBD的出现是三维设计发展的必经之路。MBD技术是使三维模型取代二维工程图,成为加工制造的唯一数据源的核心技术。MBD技术概念的提出及相应规范的建立已经有多年。MBD技术起源于波音公司,并在国外众多企业中得到应用。2003年美国机械工程师协会起草了第一份MBD标准,2006年国际标准化组织也发布了相应标准。我国在2009年开始参考ISO标准制定MBD国家标准,并于2010年正式发布,标准号为GB/T 24734—2009。

图8-83所示是MBD软件展示的一个连杆零件的三维模型,图8-84是它的二维图样。在传统的三维建模软件中,φ28、φ15孔的尺寸数据在截面草图和建模特征中都有。但是数据的使用者,比如加工和检测人员,需要亲自到模型特征中去查询这些数据,这样会大大降低工作效率,也容易出现错误。MBD技术直接用三维标注的方法,把这些数据直观地呈现在使用者面前。像φ15孔轴线的位置度、平行度这样的几何公差,在传统的三维建模软件中是难以表达的,而在MBD技术中也可以直观地呈现。与二维的图8-84相比,采用MBD技术的三维模型图8-83显然保留了很好的可读性。

MBD技术通常也被称为三维标注技术,但是它并不仅仅是三维标注,它还包含模型加工、装配的工艺信息,模型本身的建模过程也包含设计师的设计思路、设计方法等重要信息。MBD技术所记录和传递的设计信息比二维工程图要多很多。由于MBD技术是以三维实体模型记录产品定义信息的,所以它的直观性、可读性比二维工程图要强,这也使得工程技术人员的培训门槛大为降低。

图8-83 连杆零件的三维模型

图8-84 连杆零件的二维图样

随着制造业的发展、技术的进步,三维设计与表达成为智能制造的重要组成部分,而二维设计与表达是三维设计与表达的有力补充,它们将在很长一段时间内共存。