参数化建模-设计意图

作者：Austin

你是否曾经遇到过这样的情况：你成功完成了3D模型，但后来被要求对其进行修改？当你改变一个维度时，你的整个模型似乎发生了变化，或者开始出现错误，现在你必须找到这些错误或重新开始。如果这听起来很熟悉，那么你可能在开始建模之前尚未确定你的设计意图。

那么什么是“设计意图”？

设计意图是指模型修改后的行为方式。如果你在开始建模之前总是花点时间考虑你的设计意图，这将会有所帮助，因为它将帮助你避免以后模型变化时遇到的许多困难。所以本文将结合一些常见场景来阐述设计意图该如何正确表达。

1，绘制草图时，尽量基于原点绘制，如果是对称的图形，也尽量基于原点对称。因为这有利于后续的对称特征的创建。同时草图必须完全约束。（1对；2错）

2，单个草图尽可能的简单，一些孔，圆角，镜像，甚至阵列等，这些都不要放到草图里面，分开特征来创建。比如，一个矩形的产品，四个角倒圆角，上面还有4个对称孔，未来的模型修改变形，可能不需要圆角或孔。那么图1的创建方式就符合设计意图，需要的时候就保留，不需要的时候就压缩特征即可；而图2把所有都绘制到一个草图里面进行拉伸，不适合模型的修改变形，也就不满足设计意图。

3，设计草图时，如果可以使用关系，请避免使用尺寸。因为关系不仅会使草图自动适应任何未来的变化，而且还会减少完全定义草图所需的尺寸数量。关系包括相等，平行，同心等几何约束，也包括一些数学关系表达式。

比如：L型产品，厚度一致，而且可变，宽度可变，高度为宽度的一半。推荐用图1来表达设计意图，厚度用相等约束，标一个尺寸，高度用公式=长度/2。

4，添加尺寸的正确方式。向草图添加尺寸有多种选择，但是，所添加的尺寸方式一定要满足模型变形的需求。

比如：下面的孔标注，图1和图2都可以。但是，当修改矩形长宽尺寸时，如果你关心的是孔间距，那么请选图1方式；如果你关心的是孔到边的距离，那么请选图2方式。所以意图就决定了你标注的方式，而不是随意。

1，你经常用到的拉伸，切除，打孔等命令，会涉及到一个终止条件。有些人平时可能很随意，选的条件能满足当前的模型，但当模型变形后未必就能满足。

比如：下图产品中心孔要打穿，单设计这一个产品，你用“给定深度”或“完全贯穿”都能满足。但，如果是参数化设计一个系列化的产品，那就要根据设计意图选择合适的终止条件。这样不管厚度怎么变化，孔深度始终会跟随变化满足设计需求。

2，有些时候，一个细节局部的构造，用一个特征命令就能完成。但是，如果这个局部分了多种形态，那么就需要根据意图来拆分为多个特征创建。

比如：一个产品，有三种形态变化，区别是端面分别是2个圆角，一个圆角一个直角，2个直角； 如果你用一个圆角命令将两边一起倒圆角。显然，一个圆角一个直角的产品就无法通过压缩圆角特征来满足。所以考虑设计意图，那就要分2个圆角特征创建。

3，一些产品，某个方向长度变化时，这个方向上的孔位及数量也需要跟随变化，这些孔尽量采用阵列特征来创建。

比如：铰链的安装孔位，有些时候需要2组孔，用于安装2个铰链，有些时候需要3组孔，用于安装3个铰链。用阵列来创建就能更好的表达设计意图，修改阵列参数就能实现变化。

1，对应装配来说，各个零件间的配合，用什么配合命令，谁与谁之间配合等，也需要充分考虑模型的变化意图。

比如下图的直线电机，对于磁轨来说，有A，B两种磁轨可供任意选配组合，而且数量是可以任意指定。在做装配的时候，两种磁轨首尾相接的位置，就不能以首尾共面来配合，因为不知道A会和第几个B的末端面配合。为了满足设计意图，可以将A与最右侧端面用距离配合，距离的值=B的宽度*B的数量，用公式关系来表示。这样不管B的数量如何变化，A始终都是连在B的末端。

2，在做配合的时候，还需要看参考的零部件是否有压缩的存在。如果有，那么其它零部件就不能与之形成配合关系。因为一旦它被压缩后，与他有配合关系的零部件，配合关系都会失效，导致模型驱动变形后会错乱，散架。正所谓“皮子不存,毛将焉附”。

3，基于阵列生成的特征，在配合的时候，不能以它作为参考。

比如，一根导轨，首先用孔特征画了一个孔，然后再用阵列生成一排孔。那么导轨和其它零件装配的时候，只能用阵列源孔来配合，不能用阵列的孔做配合。因为阵列的孔随着长度变化，孔数也在变化，存在不确定性。

总之，考虑设计意图的目的，是为了满足模型驱动变化而不出错。所以，在开始设计模型之前，请花一些时间思考你的模型未来可能遇到的变化，以及这些变化如何用正确的设计意图来表达，这将大有帮助。同时这也是参数化建模的核心关键。