基于SolidWorks的鐵路粉狀貨物罐車裝配模型建模方法

1、基于SolidWorks的鐵路粉狀貨物罐車裝配模型建模方法         在制造企業(yè)中，有效的軟件不但能縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期同時(shí)還能提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。本文作者根據(jù)企業(yè)本身主導(dǎo)產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，利用SolidWorks軟件探索了從零件設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法及設(shè)計(jì)技巧，以供讀者參考。     一、SolidWorks功能綜述    SolidWorks軟件功能強(qiáng)大并且易學(xué)易用，因而近年來在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。其功能特點(diǎn)主要包括如下幾點(diǎn): 

2、;   (1) 參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征建模技術(shù)及設(shè)計(jì)過程的全相關(guān)性使其具有很好的設(shè)計(jì)柔性，即設(shè)計(jì)過程靈活，修改方便；    (3) 功能強(qiáng)大的CAD模塊包括了草圖設(shè)計(jì)、曲面建模、實(shí)體建模和鈑金零件設(shè)計(jì)等，可以完成基于特征的CAD模型建立，滿足機(jī)械設(shè)計(jì)要求；    (4) 面向裝配的零件設(shè)計(jì)為大型裝配體的建模提供了重要的技術(shù)方法，其IPA動(dòng)畫制作可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬裝配，同時(shí)可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，從而在計(jì)算機(jī)里完成零件設(shè)計(jì)正確與否的校驗(yàn)；    二、相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)    1

3、參數(shù)化造型    參數(shù)化造型（Parametric Modeling，又稱尺寸驅(qū)動(dòng)幾何造型技術(shù)）中，物體的幾何外形是由受約束的數(shù)學(xué)關(guān)系式來定義的，而不僅僅取決于簡單的、孤立的尺寸參數(shù)。其主要技術(shù)特點(diǎn)在于：基于特征，全尺寸約束，尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改以及全數(shù)據(jù)相關(guān)。    (1)基于特征  將某些具有代表性的幾何形狀定義為特征，并將其所有尺寸定義為可變參數(shù)，進(jìn)而形成實(shí)體，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行更為復(fù)雜的幾何形體的構(gòu)造；    (2)全尺寸約束  將形狀和尺寸聯(lián)合起來考慮，通過尺寸約束來實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何形狀的

4、控制。造型必須以完整的尺寸參數(shù)為出發(fā)點(diǎn)（全約束），不能漏注尺寸（欠約束），也不能多注尺寸（過約束）；    (3)尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改  通過修改尺寸數(shù)值來驅(qū)動(dòng)幾何形狀的改變；    (4)全數(shù)據(jù)相關(guān)  尺寸參數(shù)的修改帶動(dòng)其他相關(guān)模型中的相關(guān)尺寸的更新，從而驅(qū)動(dòng)模型更新。    采用參數(shù)化造型進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大的優(yōu)點(diǎn)是CAD系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄幾何建模的整個(gè)過程。換句話說，系統(tǒng)不僅記錄幾何模型，同時(shí)還記錄設(shè)計(jì)意圖即實(shí)體間的關(guān)系。修改零件形狀時(shí)，只需編輯尺寸的數(shù)值即可實(shí)現(xiàn)形狀上的改變。 &#

5、160;  2關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)    在傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)中，裝配體（部件）設(shè)計(jì)大都采用自底向上的方法，即首先設(shè)計(jì)出各部分組成零件，然后再把設(shè)計(jì)好的零件拼裝在一起，各零件間不存在任何關(guān)聯(lián)關(guān)系。當(dāng)部件功能或結(jié)構(gòu)需做出調(diào)整時(shí)，相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸不會(huì)自動(dòng)做出相應(yīng)的改變；反之，當(dāng)某零件發(fā)生改變時(shí)，部件功能或結(jié)構(gòu)也不會(huì)做出自動(dòng)調(diào)整。零件之間的裝配關(guān)系和尺寸協(xié)調(diào)完全依靠設(shè)計(jì)人員手工完成。這種CAD系統(tǒng)實(shí)際上僅起到了輔助制圖的作用。要使CAD系統(tǒng)真正有效地工作，必須采用基于關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)方法，即以零件所包含的各種幾何信息為數(shù)據(jù)源頭，通過幾何繼承、數(shù)學(xué)推導(dǎo)等方式獲取其他所需信息

6、，選用適當(dāng)?shù)募s束傳播和求解模型，來構(gòu)筑一個(gè)具有實(shí)時(shí)響應(yīng)變更能力的信息資源高度共享的體系。    SolidWorks軟件能很好地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的關(guān)聯(lián)性。對(duì)于存在裝配關(guān)系的零件，可以建立其配合部分的尺寸關(guān)聯(lián)，尺寸值可以相互驅(qū)動(dòng)與影響。例如， A零件的a尺寸與B零件的b尺寸存在尺寸關(guān)系ba0.1，那么如果改變A零件模型中的尺寸值a，可以驅(qū)動(dòng)B零件模型的同步協(xié)調(diào)改變。這樣在設(shè)計(jì)過程中一方面可以提高設(shè)計(jì)效率，同時(shí)也可以避免錯(cuò)誤。從而實(shí)現(xiàn)了零件之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，對(duì)于大型裝配體的三維設(shè)計(jì)具有重大的實(shí)際意義。    三、實(shí)現(xiàn)方法 圖1 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路&

7、#160;   具體說明如下：    (2) 部件設(shè)計(jì)也可分為兩類，一類是通用的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)體，這部分設(shè)計(jì)可以在平時(shí)完成并且可以適用于絕大多數(shù)總裝配體。第二類是專用部件的子裝配體，這部分設(shè)計(jì)是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中包含創(chuàng)新性的部分，因而應(yīng)該特別注意其設(shè)計(jì)進(jìn)度與質(zhì)量，進(jìn)而保證總體設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率；    (4) 設(shè)計(jì)技巧。由于大型罐車產(chǎn)品的裝配體包含幾百甚至上千的零件，因此在設(shè)計(jì)過程中必須對(duì)零件進(jìn)行適度的“簡化”處理，否則產(chǎn)品的總裝配體的動(dòng)畫仿真甚至只是簡單的旋轉(zhuǎn)都非常緩慢。因此在不影響整體效果的前提下，采用了如下兩種方法進(jìn)行處理以提高設(shè)計(jì)效率：