优秀机械工程师设计时需要考虑的因素.docVIP

如何利用 3D CAD改进产品设计的关键方面 作者：Rick Chin——SolidWorks Corporation产品营销和创新部主管 ????? 产品设计师致力于创作出一流的创新型设计，并将该设计转化为利润可观的产品。看到自己的设计陈列于商场之中，或者了解到客户将自己的设计作为主流解决方案采纳都会让设计师从中获得极大的满足感。然而，在当今的产品开发环境中，要实现这样的目标已愈发困难。在时间和成本的双重压力下，许多设计工程师匆忙应对，目标仅仅是将工作完成即可，在慌乱中遗失了可贵的创造力和洞察力。 ????? 即便环境如此严峻，只要专注于对解决方案的改进最为关键的因素，并利用各种 3D CAD 工具来提升设计质量，设计师仍能创作出独具创意的设计和成功的产品。对于所有的产品开发人员，应考虑的首要问题是：“出色设计包含哪些要素？”在产品制造方面，有句俗语是“更快、更好、更便宜、更安全”。然而在当前的环境中，就提升设计质量而言，其要求与俗语所言还存在一些细微差异。现在，设计师不仅需要考虑产品设计的外表、观感、操作性，还需考虑它的可制造性和可维护性。 可制造性设计????? 以更低廉的成本更快速地制造产品并不一定会使该产品变得更优秀，再新颖精美的设计，如果制造商无法从其制造中获得利润，该设计也不具有任何商业价值。可制造性设计将制造运作和工具开发纳入了概念设计过程，这是获得出色产品设计的基础。????? 让我们看看在 Trek Bikes（威斯康星州沃特卢市）近期推出的 Trek Madone 公路自行车的开发过程中，可制造性所扮演的角色。该公司在制造对公差要求极高的自行车车架接合区域时，没有使用成本高昂的材料和专门工艺。相反，Trek 的制造专家利用 SolidWorks? 3D CAD 和 COSMOSWorks? 分析软件开发出新型的复合成型方法来成型这些区域，从而消除了一个制造环节，减少了材料用量，并使生产能力增加一倍有余。????? 设计师还可使用新的 3D CAD 工具来评估可制造性。SolidWorks 软件中包含 DFM（可制造性设计）Xpress?，该软件可以识别模型的各个区域是否工艺复杂或制造成本高昂。模具开发和草图分析工具可找出草图中难以成型的倒角和特征。SolidWorks Tolerance Analyst 可自动层迭公差，提供了用于解决公差问题的更为精确的方法。借助上述类型的各种 CAD 工具，工程师在将设计提交至制造部门之前便能消除制造问题。模块化设计的效率????? 出色设计的另一个特点是应用 3D 模块化设计技术。利用模块化的产品设计方法，工程师可对同一产品系列中的不同模型以及装配体内的不同模块自动套用相同的设计理念，然后再针对具体部分修改一个或多个变量（例如重量、尺寸、容量等）即可。????? Modular Services Company（俄克拉荷马州俄克拉荷马市）使用 SolidWorks 配置功能来开发头部传送和泵送系统，此类系统主要用于病患护理、手术室、特护病房和临床治疗。该公司经常需要对产品进行一些修改，例如移动服务、更改尺寸、添加特殊功能或增加强度等。在 SolidWorks 设计配置功能的协助下，该公司的工程师可通过原始基础设计创建所需的不同模块和配置，从而节约大量的时间和劳动。此外，工程师还可利用模块化设计从现有的成熟设计衍生出新的配置，从而实现产品质量的提升。推进设计性能????? 以前，增进设计性能需要进行大量的反复测试才能确定可能影响性能的设计变量。现在，工程师通过集成 CAD 的设计分析、模拟和验证工具即可获得同等级别的洞察力，并用以改进设计性能。????? Zero Zone, Inc.（威斯康星州 North Prairie 市）即是一个例子。该公司采用 SolidWorks CAD 和集成 COSMOSFloWorks? 计算流体力学 (CFD) 分析软件来更深入地发掘其生产的商用冷冻柜和冷藏柜的物理特性、热效应和压缩空气流运作方式。除了帮助工程师设计维持在特定温度的柜体（冷藏柜是 40℉，冷冻柜是 -15℉）外，COSMOSFloWorks 还通过减少结霜现象、消除“热”点和“冷”点以及缩短解冻时间，帮助 Zero Zone 工程师改进产品性能。????? 其它集成 CAD 的分析工具（例如用于结构分析和热分析的 COSMOSWorks? 以及用于运动学研究的 COSMOSMotion?）可为工程师提供必需的设计洞见，协助他们制造出更轻、更耐用、更坚固或制冷能力更强的产品。有了 COSMOSMotion 软件，工程师可对装配体执行动态分析，并使用这些结果来生成工作力和负载以用于结构分析。富有魅力的外表和符合人体工程学的观感????