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1、 基于solidworks的碳鋼閥門吊耳系列化設(shè)計(jì) 吉元鑫劉曉凱兌亞貞張圓圓賈世林摘要:本文介紹了基于solidworks的碳鋼閥門吊耳系列化設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)計(jì)算到數(shù)據(jù)導(dǎo)入,最終驅(qū)動(dòng)生成系列化模型的整個(gè)過程。關(guān)鍵詞:solidworks;吊耳;系列化0引言計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)經(jīng)過多年的發(fā)展,已日趨成熟,為了能縮短設(shè)計(jì)的時(shí)間,系列化、參數(shù)化設(shè)計(jì)成為必然。而solidworks在這些方面有著很大的優(yōu)勢(shì),它是在windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)基于windows的cad/cam/cae/pdm的桌面集成機(jī)械三維cad軟件。其以簡(jiǎn)潔易用著稱,成為許多設(shè)計(jì)師的主要
2、設(shè)計(jì)工具。在原來,我們?cè)O(shè)計(jì)零件是先要查詢一些基本數(shù)據(jù),然后代入計(jì)算公式,求得結(jié)果,然后再根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行繪圖,有時(shí)我們還要根據(jù)實(shí)際情況一遍遍對(duì)圖紙進(jìn)行修改。而這還僅僅只是一種規(guī)格的設(shè)計(jì),如果有五個(gè)、十個(gè)、二十個(gè)乃至更多的規(guī)格,那這工作量可想而知。這樣不但浪費(fèi)了大量的時(shí)間,還消磨了設(shè)計(jì)者更多的精力。實(shí)際上,機(jī)械產(chǎn)品中很多零件在結(jié)構(gòu)上都具有一定程度的相似性,而相似零件的基本結(jié)構(gòu)只在某些細(xì)節(jié)或尺寸上存在差異。如果我們能夠?qū)@些不同規(guī)格的零件進(jìn)行批量化參數(shù)設(shè)計(jì),然后用這些參數(shù)驅(qū)動(dòng)我們的設(shè)計(jì)圖紙,那效率將十倍、百倍地提升。產(chǎn)品系列化設(shè)計(jì)的基本條件主要有:需系列化的零件其不同規(guī)格具有相同的核心技術(shù)和相同的
3、外形;零件系列化是面向市場(chǎng)需求的設(shè)計(jì),并不是無明確目的的單純的系列化。本次以碳鋼閥體的吊耳為例,詳細(xì)介紹其整個(gè)參數(shù)化設(shè)計(jì)過程。1外形設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)計(jì)算前,我們需要先設(shè)計(jì)下吊耳的外觀形狀,用solidworks軟件做出一個(gè)模型圖(圖1)和工程圖(圖2)。2參數(shù)表設(shè)計(jì)參數(shù)表的設(shè)計(jì)包含兩部分,一部分是設(shè)計(jì)計(jì)算表格,另一部分是最終需要導(dǎo)入到軟件中的格式規(guī)范的參數(shù)表格,而我們最后要將這兩個(gè)表格的參數(shù)關(guān)聯(lián)起來,實(shí)現(xiàn)只通過更改計(jì)算表格就可驅(qū)動(dòng)圖紙模型的目的。第一步,計(jì)算表格的設(shè)計(jì):先將查相關(guān)資料得到的參數(shù)列出,然后把相關(guān)的計(jì)算公式套進(jìn)excel表格中得出結(jié)果,然后與許用的相關(guān)參數(shù)比較驗(yàn)證結(jié)果。見圖3,由圖中數(shù)據(jù)
4、可知計(jì)算的實(shí)際剪應(yīng)力小于許用剪應(yīng)力,以上吊環(huán)數(shù)據(jù)正確。這時(shí),我們可以將800-10行數(shù)據(jù)下拉復(fù)制,然后改動(dòng)每一行不同規(guī)格閥門吊耳的數(shù)據(jù),能在滿足應(yīng)力要求的情況下對(duì)閥門吊耳的數(shù)據(jù)有個(gè)整體的把握,形成有規(guī)律性的參數(shù)(這樣不會(huì)存在有大規(guī)格閥門的吊耳參數(shù)比小規(guī)格的還小的情況)。第二步,符合solidworks要求的參數(shù)表的設(shè)計(jì):我們需要先查看一下solidworks中吊耳的模型的每個(gè)尺寸的代號(hào),選中三維模型后,模型會(huì)顯示出各個(gè)尺寸的代號(hào):一種是草圖尺寸如di草圖l,d2草圖l,d3草圖1;另一種是實(shí)體成型尺寸如di凸臺(tái)一拉伸1。而由solidworks導(dǎo)出的數(shù)據(jù)表格也是由這些數(shù)據(jù)形成的,那么我們只要在
5、外部表格中將這些尺寸按照上面的格式完成后導(dǎo)入其中就可以批量形成不同配置的實(shí)體。然后在設(shè)計(jì)計(jì)算表標(biāo)簽“sheetl”表中做的solidworks參數(shù)表,實(shí)際上我們可以將該表中的所有參數(shù)與標(biāo)簽“鑄鋼閥門吊耳”中的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián),這樣我們只需要更改設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)就可以同步至solidworks參數(shù)表,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)三維實(shí)體的形成。3參數(shù)導(dǎo)入,驅(qū)動(dòng)三維點(diǎn)開solidworks界面上端的菜單欄中輸入-表格-設(shè)計(jì)表,然后選“來自文件”瀏覽選中我們做好的solidworks參數(shù)表,出現(xiàn)圖4,再點(diǎn)空白處,出現(xiàn)圖5,點(diǎn)確定。然后看圖6,吊耳配置出現(xiàn)了不同的閥門口徑,至此三維實(shí)體的系列化算是完成了。4不同口徑閥門的吊耳的工
6、程圖配置在閥門吊耳工程圖中,右鍵工程圖下方的標(biāo)簽復(fù)制,再粘貼,在出現(xiàn)的插入粘貼對(duì)話框時(shí),直接確定,下方標(biāo)簽位置出現(xiàn)了一個(gè)新的標(biāo)簽,右鍵這個(gè)新的標(biāo)簽,重命名為800-10回車。然后我們還需要對(duì)每個(gè)視圖進(jìn)行配置,單獨(dú)選中各個(gè)視圖,在左側(cè)配置下拉菜單中選擇800-10確定,這樣800-10口徑的閥門吊耳就設(shè)置完成(見圖7),那么其他口徑閥門吊耳也用同樣的方法即可完成工程圖的配置(見圖8)。保存工程圖后我們還需要對(duì)圖紙的名稱和代號(hào)做個(gè)配置,這樣圖紙才算是完整了。先切換到三維實(shí)體界面,點(diǎn)開菜單欄,文件,屬性/配置特定,這時(shí)出現(xiàn)下面的對(duì)話框,點(diǎn)開應(yīng)用到菜單,可以看到好多不同的閥門口徑配置。我們先選中800
7、-10,然后在下面添加上圖紙標(biāo)題欄需要的屬性:如材質(zhì)、零件名稱、零件代號(hào)等。這樣800-10吊耳標(biāo)題欄數(shù)據(jù)就配置完了,同樣再逐個(gè)選中其他的口徑進(jìn)行配置,全部完成后確定即可。至此,我們的整個(gè)碳鋼閥門吊環(huán)基于solidworks的系列化、參數(shù)化設(shè)計(jì)算是完成了;后續(xù)假如還有其他口徑的閥門要設(shè)計(jì)吊耳,便可右鍵點(diǎn)擊系列零件設(shè)計(jì)表,在單獨(dú)窗口中編輯表格,按之前的方法將新的口徑的閥門吊耳數(shù)據(jù)增加上去,然后一步一步最終便能形成新的配置的工程圖。5結(jié)語隨著閥門結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化,二維cad已經(jīng)不能滿足日常的設(shè)計(jì)需求,三維軟件正在不斷完善。solidworks軟件的設(shè)計(jì)思路非常符合我們?cè)陂y門設(shè)計(jì)工程中的思維方式,其全新的參數(shù)化設(shè)計(jì)勢(shì)必將成為我們當(dāng)今時(shí)代最有力的工具,它能有
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