三維圖形的標(biāo)準(zhǔn)化管理

吳智堂

（陜西烽火電子股份有限公司，陜西 寶雞 721006）

1 三維圖形標(biāo)準(zhǔn)化管理的重要意義

（1）從企業(yè)管理角度看，標(biāo)準(zhǔn)化貫穿于企業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營(yíng)之中，規(guī)范化的生產(chǎn)運(yùn)作體系能確保產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）從信息化建設(shè)的角度看，對(duì)三維圖形實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，可以大幅度縮短新產(chǎn)品的研制周期，節(jié)省大量研制費(fèi)用，提高產(chǎn)品的安全性、通用性和可靠性，并提高生產(chǎn)效率和節(jié)省資源。

（3）從企業(yè)發(fā)展的角度看，標(biāo)準(zhǔn)化作為衡量高新技術(shù)產(chǎn)品科技含量的標(biāo)志之一，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)水平，必然要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，采用最新技術(shù)，努力跟上世界先進(jìn)水平，向更高層次邁進(jìn)，從而獲得最大限度的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2 三維圖形管理的現(xiàn)狀

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中因裝入零部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不規(guī)則曲面增多，采用二維設(shè)計(jì)軟件已顯得費(fèi)時(shí)費(fèi)力，正確性難以保證，對(duì)裝入件之間的相互位置和接合關(guān)系不直觀，大多時(shí)候還需要在曲面上或曲面形成的內(nèi)腔空間裝配零部件，很難確定空間位置和尺寸?，F(xiàn)在企業(yè)普遍采用三維設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)人員將三維圖形設(shè)計(jì)完成后，轉(zhuǎn)換輸出為二維工程圖用于生產(chǎn)。三維圖形能夠簡(jiǎn)單明了反映產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀及尺寸要求，為設(shè)計(jì)人員提供極大方便。但簡(jiǎn)單地全部提供二維工程圖給生產(chǎn)，為模具設(shè)計(jì)、零件加工編程、檢驗(yàn)等人員也是提供二維工程圖，會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品研制和生產(chǎn)。模具設(shè)計(jì)、編程、檢驗(yàn)人員只能看到二維工程圖，他們需要按照二維工程圖的形狀及尺寸要求繪出三維圖形，之后才可以進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)、編程等。這樣造成了人力及物力的很大浪費(fèi)。

3 三維圖形標(biāo)準(zhǔn)化管理的必要性

科學(xué)的管理理念，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾砹鞒?，配合先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，是生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)順暢的管理渠道，為工藝人員和檢驗(yàn)人員提供三維圖形，將大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。

（1）模具設(shè)計(jì)人員若直接使用三維圖形，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳遞與轉(zhuǎn)換，使CAM階段完全吸收CAD階段的三維圖形，減少中間建模的時(shí)間和誤差；借助計(jì)算機(jī)對(duì)模具性能、模具結(jié)構(gòu)、加工精度、金屬液體在模具中的流動(dòng)情況及模具工作過(guò)程中的溫度分布情況等進(jìn)行反復(fù)修改和優(yōu)化，將問(wèn)題發(fā)現(xiàn)于正式生產(chǎn)前，大大縮短制模具時(shí)間，提高模具加工精度。

（2）零件加工編程人員若直接調(diào)用三維圖形進(jìn)行機(jī)床設(shè)置、刀具選擇、加工參數(shù)設(shè)定、加工程序輸出、加工路徑模擬等工作，可及早發(fā)現(xiàn)零件加工工藝性問(wèn)題，避免二次建?？赡茉斐傻男螤罴俺叽缙?，縮短編程時(shí)間，提高加工效率。

（3）檢驗(yàn)人員若利用三維圖形，可直接確定有效檢測(cè)點(diǎn)，完全吸收CAD階段的三維圖形特征，借助計(jì)算機(jī)對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行修改和優(yōu)化，編制檢測(cè)程序，使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這樣大大提高了檢測(cè)效率和檢驗(yàn)精度。

4 開(kāi)展三維圖形標(biāo)準(zhǔn)化管理的前提

有效開(kāi)展三維圖形標(biāo)準(zhǔn)化管理工作，應(yīng)先做好以下兩項(xiàng)基本工作：

（1）培養(yǎng)高素質(zhì)、懂標(biāo)準(zhǔn)化的三維圖形設(shè)計(jì)人才。在當(dāng)今時(shí)代，標(biāo)準(zhǔn)化工作已滲透到產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)周期，不懂得標(biāo)準(zhǔn)化工作的技術(shù)人員難以設(shè)計(jì)出符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品必將失去市場(chǎng)，這樣的技術(shù)人員也必將在激烈的人才競(jìng)爭(zhēng)中落伍。為此，需要企業(yè)建立一支綜合素質(zhì)高的三維圖形設(shè)計(jì)人才隊(duì)伍。

（2）不斷提高三維圖形應(yīng)用技術(shù)人員水平。提高三維圖形應(yīng)用技術(shù)人員水平是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，技術(shù)人員是標(biāo)準(zhǔn)化管理的主體，發(fā)揮生產(chǎn)技術(shù)人員的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性，才能高質(zhì)量完成三維圖形的標(biāo)準(zhǔn)化管理工作。

5 三維圖形標(biāo)準(zhǔn)化管理流程

（1）三維圖形繪制要求。三維圖形由設(shè)計(jì)部門(mén)完成，為了保證三維圖形被其它技術(shù)人員采用時(shí)能完整被讀取，不產(chǎn)生特征面、特征線的改變或遺失，對(duì)圖形質(zhì)量提出要求：①圖形繪制過(guò)程中建立的基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)面、特征模塊等必須被三維實(shí)體使用，不能有未被使用或隱含的圖形元素。②通過(guò)特征實(shí)體渲染檢查特征面，特別是組合曲面的融合精度，避免間隙過(guò)大，出現(xiàn)破面，精度信息衰減。③應(yīng)用最小曲率限制及調(diào)整的方法檢查曲面的光順和平行，使特征流暢自然，無(wú)陡起或快速凹下，為生產(chǎn)制造提供便利。④倒扣檢查，零件結(jié)構(gòu)中不必要的倒扣應(yīng)去除，確實(shí)需要的應(yīng)考慮加工工藝的可行性，不得出現(xiàn)無(wú)法加工和工藝性差現(xiàn)象。⑤三維圖形應(yīng)在作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置做出基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)，對(duì)不規(guī)則曲面形狀零件必須標(biāo)注制造基準(zhǔn),為生產(chǎn)提供便利。

（2）三維圖形歸檔要求。①三維圖形設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)人員填寫(xiě)歸檔說(shuō)明，和其它設(shè)計(jì)文件、二維工程圖電子文件一起歸入檔案室；三維圖形應(yīng)與同時(shí)歸檔的二維工程圖、相關(guān)設(shè)計(jì)文件保持一致；三維圖形的特征形狀和尺寸與二維工程圖完全相同。②檔案室按產(chǎn)品代號(hào)創(chuàng)建文件夾，在該文件夾中建立子文件夾，命名為“三維圖形”，將該產(chǎn)品的三維圖形全部存入該文件夾中，即三維圖形的存檔。③設(shè)計(jì)更改需要變更三維圖形的，應(yīng)將舊圖檔名加注日期后存入備份文件夾中，將新的三維圖形存入該產(chǎn)品文件夾下的“三維圖形”中，文件名后需加版本號(hào)。在該文件夾中永遠(yuǎn)是最新的、有效的三維圖形。通知單下發(fā)給所有可能使用三維圖形的單位。

（3）三維圖形調(diào)用。①辦理三維圖形復(fù)制申請(qǐng)，經(jīng)批準(zhǔn)后可到檔案室復(fù)制，并將復(fù)制的三維圖形存放到個(gè)人電腦的固定文件夾中。如：D：編程產(chǎn)品號(hào)。②模具設(shè)計(jì)、編程、檢驗(yàn)人員應(yīng)對(duì)調(diào)用的三維圖形進(jìn)行校對(duì)和檢查，主要檢查零件特征和參考特征有沒(méi)有遺失，組合曲面有無(wú)破面，基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)是否標(biāo)注清楚，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題立即反饋給設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行糾正，并重新歸檔。③調(diào)用的三維圖形可分級(jí)選取或分區(qū)、分特性選取，也可以部分選取，但不得更改特征。選取過(guò)程中發(fā)現(xiàn)垃圾圖形元素或隱含特征應(yīng)清除，避免編制加工程序時(shí)選擇特征錯(cuò)誤。④模具設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照三維圖形所標(biāo)注的基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)選擇分模面，確定模芯鑲嵌形式和位置；零件加工編程人員考慮裝夾定位方式應(yīng)以基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)為依據(jù)，使裝夾定位面與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)面重合；檢驗(yàn)人員檢測(cè)時(shí)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位面，做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)、檢驗(yàn)基準(zhǔn)完全重合。

6 三維圖形管理注意事項(xiàng)

（1）由于生產(chǎn)技術(shù)人員所使用的軟件不同，有些可能會(huì)需要轉(zhuǎn)換格式，這時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)組合曲面產(chǎn)生破面的情況，出現(xiàn)這種情況后，大部分技術(shù)人員會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)修復(fù)與處理，對(duì)破面位置修補(bǔ)，但這往往就改變了設(shè)計(jì)的原始設(shè)計(jì)風(fēng)格，這是絕對(duì)不可使用的方法。

（2）杜絕私自進(jìn)行三維圖形傳輸，私自傳輸會(huì)使產(chǎn)品質(zhì)量不受控，從而引發(fā)大的質(zhì)量事故。通過(guò)對(duì)三維圖形進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，使三維圖形發(fā)揮了最大的效用，提高了研發(fā)質(zhì)量，加快了新產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)度。三維圖形的標(biāo)準(zhǔn)化管理為產(chǎn)品生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，極大提高了產(chǎn)品的加工精度，保證了加工質(zhì)量。為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，制造和生產(chǎn)水平的提高帶來(lái)了質(zhì)的飛躍。