閱讀

    我國(guó)的電動(dòng)工具企業(yè)大多是一些中小企業(yè)。這些企業(yè)的研發(fā)能力不足，僅僅擁有一些地方品牌，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)通常是采用一種OEM的方式來(lái)進(jìn)行的。這種方式要求產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期要盡可能地短，以適應(yīng)市場(chǎng)不斷變化的需要。

　　近年來(lái)，電動(dòng)工具產(chǎn)品的開(kāi)始設(shè)計(jì)觀念已有了很大的變化。過(guò)去注重產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)，往往一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成以后銷售許多處，其生命周期達(dá)10年以上。而現(xiàn)在由于市場(chǎng)的需要，主流產(chǎn)品的生命周期只有3-4年，通常是產(chǎn)品的內(nèi)部幾乎有或者變化不大，只是產(chǎn)品的外形發(fā)生了變化。這樣，設(shè)計(jì)工作主要就在于產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)上。

　　過(guò)去我們搞外形設(shè)計(jì)，是先完成二維外形圖，然后由模具工根據(jù)圖紙加工出木質(zhì)或者是其化材料的模型。這樣的過(guò)程比較多地依賴模具工的經(jīng)驗(yàn)和二維圖的精確性，同時(shí)設(shè)計(jì)者與模具工要有比較多的交流。只有這樣，才能保證外形設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確。其過(guò)程是復(fù)雜的，而且設(shè)計(jì)更改非常困難。

　　現(xiàn)在，由于計(jì)算機(jī)的普及和工程軟件應(yīng)用能力的增強(qiáng)，我們可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來(lái)加快這個(gè)過(guò)程并提高其精確性，這就是所謂CAD技術(shù)。

　　事實(shí)上，一些國(guó)際公司提出的設(shè)計(jì)概念是在工具的外形上體現(xiàn)仿生學(xué)和人體工程學(xué)的效果。初期的設(shè)計(jì)往往是一張美術(shù)效果圖。我們必須對(duì)自己現(xiàn)有的產(chǎn)品的外形進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足這種需要，這樣對(duì)外形提出了更高的要求。

　　我們?cè)谠O(shè)計(jì)一款新的工具時(shí)，首先得到的可能是一幅效果圖或者是一些設(shè)計(jì)概念。我們必須結(jié)合自己現(xiàn)有的產(chǎn)品進(jìn)行二維空間外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)、安全分析，得到二維的外形輪廓圖。這個(gè)輪廓圖應(yīng)盡可能地反映一些關(guān)鍵截面的信息。這些截面應(yīng)該是在二維圖中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的，通?？梢圆捎闷胀ǖ腃AD軟件，例如采用AUTOCAD和CAXA這樣的軟件就可以實(shí)現(xiàn)。下一個(gè)任務(wù)就是將這個(gè)二維外形圖的計(jì)算機(jī)文件轉(zhuǎn)變?yōu)槿S文件。由于電動(dòng)工具的外形比較復(fù)雜，所以必須用到高端的CAD設(shè)計(jì)軟件，例如CATIA、PROIE、UG和MASTERCAM。

　　首先，我們必須在三維軟件中將各個(gè)截面放置在一起，并且保證各個(gè)截面的相對(duì)位置是準(zhǔn)確的。完成這一步以后，我們將得到一個(gè)帶有關(guān)鍵截面的三維框圖，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行三維造型。必須說(shuō)明的是，由于電動(dòng)工具的外形都比較復(fù)雜，用CAD軟件提供的實(shí)體造型功能很難得到我們想要得到的形狀。只有運(yùn)用曲面造型才能達(dá)到目的。曲面造型有著很大的彈性，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜物體的造型。

　　運(yùn)用CAD軟件提供的曲面造型功能，先完成一些規(guī)則曲面的造型，然后對(duì)這些曲面進(jìn)行編輯，再運(yùn)用高級(jí)曲面造型功能將這些曲面連接起來(lái)，得到一個(gè)三維的曲面造型。有了這個(gè)三維的曲面造型，我們就可以在計(jì)算機(jī)的虛擬環(huán)境中觀察其形狀，與我們需要的外形進(jìn)行比較。在計(jì)算機(jī)環(huán)境中進(jìn)行修改，必要時(shí)可以通過(guò)CAM技術(shù)將外形加工出來(lái)進(jìn)行直觀的觀察、比較。最終得到滿足我們需要的三維曲面造型。這樣的設(shè)計(jì)流程，外形的設(shè)計(jì)工作將由設(shè)計(jì)人員完成，沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，保證了原始設(shè)計(jì)意圖的完整和正確。

　　曲面造型完成后，我們?cè)谶@個(gè)曲面的基礎(chǔ)上進(jìn)行曲面編輯，得到一個(gè)有壁厚的實(shí)體。然后在這個(gè)實(shí)體的基礎(chǔ)上再運(yùn)用CAD軟件提供的實(shí)體造型功能來(lái)增加內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終完成整個(gè)零件的造型。事實(shí)上，在整個(gè)造型過(guò)程中曲面造型和實(shí)體造型是結(jié)合起來(lái)運(yùn)用的。這是運(yùn)用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)工作量最大、難度也最大的工作。

　　在所有零件的造型完成后，我們就可以在CAD軟件環(huán)境中進(jìn)行虛擬裝配，并且對(duì)整個(gè)裝配體進(jìn)行裝配的干涉檢查和運(yùn)行分析。同時(shí)可以進(jìn)行重要的安全結(jié)構(gòu)檢查，必要時(shí)也可以對(duì)各個(gè)零件的物理特性進(jìn)行設(shè)置，對(duì)各個(gè)零部件的機(jī)械、物理等性能進(jìn)行分析，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。這樣，可以大大地提高設(shè)計(jì)的可靠性和精確性。

　　如果是一個(gè)全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們可以運(yùn)用快速成型技術(shù)得到一個(gè)與三維CAD模型完全一樣的制件來(lái)進(jìn)行實(shí)物裝配、安全結(jié)構(gòu)分析和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。這樣就可以避免由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的失誤造成的其他費(fèi)用的損失。

　　由于有了三維的實(shí)體造型，我們可以運(yùn)用CAD軟件提供的功能得到二維零件圖，然后再對(duì)這些零件圖進(jìn)行編輯，得到用于生產(chǎn)、檢驗(yàn)的工程圖紙。

　　同樣，有了三維造型，就可以運(yùn)用CAD技術(shù)直接將這些造型運(yùn)用于模具的設(shè)計(jì)與制造。這樣，模具的生產(chǎn)周期將大大縮短，并且將可能出現(xiàn)的失誤減小到最小。

　　電動(dòng)工具的設(shè)計(jì)開(kāi)始是滿足功能的需要，現(xiàn)在由于人體工程學(xué)和仿生學(xué)在電動(dòng)工具上的大量運(yùn)用，電動(dòng)工具的外形設(shè)計(jì)已經(jīng)成為整個(gè)工具設(shè)計(jì)的最重要的部分。隨著現(xiàn)代自動(dòng)化加工技術(shù)得到發(fā)展，模具制造也必須使用三維實(shí)體造型。所以，運(yùn)用CAD技術(shù)是電動(dòng)工具設(shè)計(jì)的必須趨勢(shì)。合理的運(yùn)用CAD技術(shù)才能滿足企業(yè)發(fā)展的需要，才能參與激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。