top_down_设计流程简介

自顶向下（Top-down）设计方法目前，很多人在利用三维软件进行机械产品设计时，首先设计好各个零部件，然后在组件模式下将这些零部件通过匹配、对齐、插入、相切等约束进行装配。

如果在装配过程中发现干涉现象或者某些零部件根本安装不上去等等，这时需要对零部件进行重新设计与装配，而在装配过程中存在很多父子关系，当修改完某些零件后，会发现以这些零件的点、线、面为基准的其它零件装配不上去，缺失装配基准，这样会造成蝴蝶效应，更严重的是有时候还必须从头开始进行装配，大大延长了设计周期，降低了设计效率。

这是一种传统的自底向上的设计方法，由于事先没有一个很好的规划，没有一个全局的考虑，修改起来特别麻烦，重复工作量大，造成人力和时间的浪费，这对产品快速推出市场有很大的影响。

为了缩短设计周期，提高设计效率，吸音板自动生产线布料机的设计采用了与之相反的一种设计方法即自顶向下的设计方法。

产品的设计尤其是新产品的开发设计是一个复杂的过程，是将产品市场需求映像成产品功能要求、并将产品功能要求映像成几何结构的过程。

要实现该过程，首先要分析产品的功能要求，先设计出初步方案及装配结构草图，得到产品的功能概念模型，再对功能概念模型进行分析，设计计算，确定每个设计参数，将概念模型映像成装配体模型，通过装配体模型传递设计信息，然后各设计小组在此装配体模型的统一控制下，并行地完成各子装配体及零部件的详细设计，最后对设计产品分析，返回修改不满意之处，直至得到满足功能要求的产品。

即要经过概念设计、功能结构设计、产品详细设计及产品分析等阶段，是一自顶向下的设计过程[8]，如图3.1所示。

图3.1 自顶向下设计流程Fig.3.1 Top-down design process从图3.1可以看出自顶向下设计方法强调在设计中首先从整体和全局入手，通过装配体模型自顶向下地传递总体设计信息，然后在统一模型的约束下对各个部分进行详细设计。

在整个过程中，可随时对设计进行修改。

第一章布局及组件结构简介可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。

在自顶向下设计流程中，组件设计是通过创建布局来开始的。

布局包括可用于控制整个组件的规范和参数。

您将创建一个初步的组件结构，其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。

创建了布局后，就可使用骨架来定义关键元件尺寸、安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。

最终，通过参照骨架和共享组件结构各级之间的设计信息来创建单个元件几何。

目标学习此模块后，您将能够：说明自顶向下设计流程。

使用布局记录设计信息。

创建组件结构。

简介自顶向下设计流程可以使用Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 采用自顶向下设计流程来创建复杂的组件。

在自顶向下设计流程中，组件设计是通过创建布局来开始的。

布局包括可用于控制整个组件的设计规范和参数。

您将创建一个初步的组件结构，其中包含一个子组件和元件的列表以及它们在该组件内部的层次。

然后，使用骨架来定义组件的设计框架。

使用骨架可定义关键元件尺寸和安装位置、空间要求和组件各元件之间的运动。

接着，可声明布局的骨架和组件元件。

这样就能够分布关键设计信息，包括整个组件结构中心位置的设计更改。

下一步，使用发何和复制几何功能，将关键设计参照从骨架中选取并复制到低级元件中。

最后，通过参照包含来自骨架的关键设计参照的复制几何特征，在单独的元件中完成设计几何。

自顶向下设计流程传统设计流程∙使用传统设计流程（又称为自底向上方式）可以创建独立于组件的单独元件。

∙将元件放置到子组件中，然后装配子组件来创建顶级组件。

∙创建顶级组件之后，经常发现某些元件无法正确拟合（例如两个模型的关键界面不匹配），您必须手工调整元件和组件来纠正这些问题。

∙当装配更多的元件时，查找和纠正干涉可能要花费大量的时间。

如果出现影响很多元件的重大设计更改（如更改设计的整体宽度），则必须手工标识并修改每个受影响的元件以适应更改。

详解SolidWorks Top-Down设计作者：SolidWorks华东北区技术经理郭健一、Down-Top和Top-Down的基本概念1.Down-Top设计的优点Down-Top设计方法是最基本的设计方法，它的基本设计流程如图1所示：首先单独设计零件，然后由零件组装装配体，装配体验证通过后生成工程图。

图1 Down-Top设计方法◎简单：由于零部件单独设计，彼此之间没有相互关联参考，所以建模简单，不容易出错，即使出现错误也容易判断和修改。

◎对工程师要求低：设计任务清晰，即使初学者也能轻松完成设计任务。

◎对硬件要求低：零部件之间没有关联参考，修改局限于单个零件或装配体，所以运算量比较小，对于硬件的要求相对较低。

2.Down-Top设计的缺点◎不符合产品设计流程：Down-Top设计流程与产品设计流程正好相反，因此不适合进行新产品研发。

◎局限性强：设计修改局限于单个零部件，不能总览全局进行设计和修改，修改单个零部件后，相关零部件不能自动更新，需要进行手工干预。

3.Down-Top设计的适用范围◎SolidWorks软件初步引入，对已有2D图样进行三维转化阶段，尤其适合初学者，或者刚刚完成初级/中高级培训的企业。

◎已有产品的变型设计和局部修改，这种针对局部进行的修改适用于Down-Top设计。

4.Top-Down设计的优点Top-Down设计属于SollidWorks的高级设计方法，设计流程如图2所示。

图2 Top-Down设计流程◎符合产品开发流程：由图2可知，Top-Down设计流程与产品研发流程基本一致，符合现有的设计习惯，可以完全融合到产品研发中。

◎全局性强：总图修改后，设计变更能自动传递到相关零部件，从而保证设计一致。

◎效率高：一处修改而全局变化。

在系列零件设计中效率更高：主参数修改→零部件自动更新→所有工程图自动更新，一套新的产品数据自动生成，现在用几个小时就能完成原来几周的工作量。

Top_Down （自顶而下）设计教程Top_down设计方法严格来说只是一个方法，在不同的软件上有不同的实现方式，只要能实现数据从顶部模型传递到底部模型的参数化过程都可以称之为Top Down设计方法，从这点来说实现的方法也可以多种多样。

不过从数据管理和条理性上来衡量，对于某一特定类型都有一个相对合适的方法，当产品结构的装配关系很简单时这点不太明显，当产品的结构很复杂或数据很大时数据的管理就很重要了。

下面我们就WildFire来讨论一下一般的Top Down的实现过程。

不过在讨论之前我们有必要先弄清楚WildFire中各种数据共享方法，因为top down的过程其实就是一个数据传递的过程。

弄清楚不同的几何传递方法才能根据不同的情况使用不同的数据共享方法1.1 数据共享方法在WildFire中，数据的共享方法有下面几种：■ From File...(来自文件….)■ Copy Geometry…(复制几何…)■ Shrinkwrap…（收缩几何..）■ Merge…(合并)■ Cutout…(切除)■ Publish Geometry…（发布几何…）■ Inheritance…(继承…)■ Copy Geometry from other Model…（自外部零件复制几何…）■ Shrinkwrap from Other Model…（自外部零件收缩几何..）■ Merge from Other Model…（自外部模型合并…）■ Cutout from Other Model..(自外部模型切除…)■ Inheritance from Other Model…(自外部模型继承…)From File…(来自文件…)实际就是输入外部数据。

Wildfire可以支持输入一般常见的图形格式，包括igs，step，parasolid，catia，dwg,dxf，asc等等，自己试试就可以看到支持的文件类型列表。

CREO自顶向下设计方法TOP-down一、方法介绍设计思路：在产品开发的前期按照产品的功能要求，预先定义产品架构并考虑组件与零件、零件与零件之间的约束和定位关系，在完成方案和结构设计之后进行详细设计。

其设计方法分为两种：一种是骨架Top-down设计方法；另一种是主控模型Top-down设计方法。

骨架Top-down设计方法如图1所示，先在装配特征树的最上端建立顶级骨架，然后在各组件下建立次级骨架，参照次级骨架进行零部件设计。

该方法可以通过控制不同层级的骨架对相应的零件进行更改，但不利于数据重用。

主控模型Top-down设计方法（如图2所示）是将顶级骨架从整个装配关系中剥离出来，然后在各组件下建立次级骨架，零件设计参照次级骨架，但在数据重用时各组件互不干涉。

底盘产品在开发过程中模型共享现象较多，因此，宜采用主控模型Top-down设计方法。

图2主控模型Top-down设计方法中组件1和组件2是相互独立的组件。

鉴于此特点，在本次示例中采用模块化设计思路。

根据模块划分的原则：模块间的依赖程度要尽量小，模块内部的关联要尽可能多；再依据底盘的功能分布，将底盘划分为5个模块（如图3）。

这几个模块在底盘的位置相对固定、功能相对集中，因此，各模块可以作为一个独立的组件进行开发。

采用主控模型结合模块化设计思想，底盘主控模型的结构框图如图4所示。

在此框图中，顶级骨架独立于装配产品，在各模块下建立二级骨架，其必要设计信息参照顶级骨架。

Top-down的设计流程包括设计意图定义、产品结构定义、骨架模型定义、设计信息发布、部件详细设计。

在底盘的开发中，首先根据底盘的基本参数建立骨架即三维总布置，其次建立分模块内部系统骨架布置方案，最后进行详细的部件设计。

采用PTC公司的CREO软件和Windchill系统搭建协同设计环境，需先在Windchill系统建立各个模块的工作文件夹，然后在本地建立对应工作区并与之关联。

具体的开发流程如图5所示，三维总布置包括整车主要参数的拟定、布局和骨架的建立。