基于solidworks的零件電子化設(shè)計

基于solidworks的零件電子化設(shè)計

1產(chǎn)品的重新設(shè)計和開發(fā)隨著市場的精細化和個性化市場的發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)不是過去的大規(guī)模生產(chǎn)，而是逐漸轉(zhuǎn)向小規(guī)模和多品種生產(chǎn)模式。然而,并非每一個新產(chǎn)品都需要進行重新設(shè)計,這么多的產(chǎn)品中有相當多的為系列化零件、系列化標準件和通用件。如果重復(fù)設(shè)計將極大地浪費人力、物力和財力,大大延緩了產(chǎn)品開發(fā)周期。SolidWorks是在Windows平臺下開發(fā)的三維機械設(shè)計軟件,該軟件不僅提供了強大的建模功能、裝配功能和靈活的工程圖操作功能,而且提供了極實用的產(chǎn)品系列化設(shè)計功能。本文基于SolidWorks探討零件系列化設(shè)計方法。2solidws配置功能的應(yīng)用,實現(xiàn)企業(yè)設(shè)計的人性化,提高產(chǎn)品的多樣性,機械類產(chǎn)品一般由支承部分、傳動部分和功能部分組成。機械類產(chǎn)品中大多數(shù)零件在結(jié)構(gòu)方面存在一定的相似性。相似零件的基本結(jié)構(gòu)相似,只是在某些細節(jié)和尺寸規(guī)格上有所差異。SolidWorks提供一種配置的功能,在零件或裝配體中通過隱藏或壓縮某些特征,或用Excel表控制零件的系列尺寸和參數(shù),生成一系列零件配置,每個配置可以在特征構(gòu)成和尺寸規(guī)格方面有所差異,這樣完成相似零件的系列化設(shè)計。SolidWorks的配置功能在現(xiàn)今的零件、產(chǎn)品的多樣化和系列化中具有極重要的應(yīng)用價值。設(shè)計人員可以利用現(xiàn)有設(shè)計參數(shù)和特征建立其他新的設(shè)計方案;建立產(chǎn)品的系列零件庫;分別指定同一零件的不同的自定義屬性,以便應(yīng)用于不同的裝配等。2.1基于lidwell的系統(tǒng)配置啟動SolidWorks,以默認的模板建立一個新文件。SolidWorks通過控制區(qū)的配置管理器生成和管理配置,單擊文件窗口底部的配置管理器按鈕,在配置管理器窗口中就建立了零件的默認配置,對應(yīng)于窗口中的模型,如圖1所示的軸承蓋的默認配置。2.2添加配置宏觀控制器的設(shè)計打開默認的軸承蓋配置,該軸承蓋外徑?90,中間有一通孔,有關(guān)尺寸如圖2所示。通過配置功能可以在零件中描述不同規(guī)格尺寸的軸承蓋,實現(xiàn)零件的系列化設(shè)計。其方法是:將控制區(qū)切換為配置管理器窗口,右擊其最頂端的軸承蓋配置,選擇快捷菜單中“添加配置”命令,出現(xiàn)添加配置對話框,在其配置名稱中輸入“配置1”,在備注文本框中輸入對此配置的說明,比如“修改軸承蓋外徑尺寸為?85”,完成添加配置,如圖3所示。此時在圖形區(qū)域雙擊旋轉(zhuǎn)基體特征,并雙擊顯示的尺寸“?90”,在修改對話框中將尺寸改為?85mm,選擇“此配置”單選按鈕,表示此修改只對本配置有效,如圖4所示。其他尺寸也作相應(yīng)修改,重新建模。使用同樣方法再定義一些配置,添加配置后的配置管理器窗口如圖5所示,可以通過在配置上雙擊鼠標切換激活的配置。2.3右擊提取特征器設(shè)計樹零件的配置不僅可以通過修改尺寸而形成不同大小的零件,還可以通過壓縮默認配置中的一些特征形成不同形狀的零件。其一般步驟是:①右擊配置管理器最頂端的圖標,選擇快捷菜單中的“添加配置”命令,添加一個命名為“無通孔軸承蓋”的配置;②單擊特征管理器按鈕,顯示特征管理器設(shè)計樹,右擊需要壓縮的通孔特征,在彈出快捷菜單中選擇壓縮命令。于是在配置中,“通孔”特征被壓縮。如圖6分別顯示了軸承蓋的3個不同配置。3配置驅(qū)動的實現(xiàn)對于系列零件或標準件,當零件很多時,可以利用MicrosoftExcel軟件定義Excel表對配置進行驅(qū)動,自成生動零件系列配置。SolidWorks稱之為“系列零件設(shè)計表”,系列零件設(shè)計表提供了一種極簡便的生成和管理配置的方法。3.1生成系列零件以默認模板建立一新文件,如圖7所示的階梯軸零件。選擇插入新建系列零件設(shè)計表命令,在圖形區(qū)域即嵌入Excel軟件界面,同時SolidWorks的菜單和工具欄被Excel的菜單和工具欄代替。Excel表的第一行是標題,提示我們現(xiàn)在操作的零件對象。第二行是配置項目行,在這一行中設(shè)定需要進行配置的零件尺寸和零件特征。選定配置項目的方法是:①如果需要選擇特征,直接在圖形區(qū)域或者特征管理器中雙擊特征即可;②如果要選擇尺寸,要在建立系列零件設(shè)計表之前先在圖形區(qū)顯示特征尺寸,方法是在特征管理器中選擇注解節(jié)點,單擊鼠標右鍵,在彈出的快捷菜單中選擇顯示特征尺寸。然后在圖形區(qū)中的尺寸上雙擊,該尺寸就成為Excel設(shè)計表中的配置項目,如圖8所示。第三行以下是系列零件的實例,在A列中輸入零件實例名稱,在其它列中輸入相應(yīng)的配置項目的設(shè)定,如尺寸的數(shù)值、特征的壓縮狀態(tài)等。在圖形區(qū)域中Excel設(shè)計表以外的區(qū)域單擊鼠標,退出Excel表的編輯。系統(tǒng)自動生成系列零件的配置。單擊配置管理器窗口左側(cè)底部的標簽,系統(tǒng)為零件自動添加一系列配置,如圖9所示。3.2零件設(shè)計表的修改每個模型文件中只能包含一個系列零件設(shè)計表,插入或新建系列零件設(shè)計表以后,需要對系列零件設(shè)計表進行編輯修改。對系列零件設(shè)計表的編輯包括,改變Excel表本身的參數(shù)值,增加(或刪除)配置和項目參數(shù),以及刪除系列零件設(shè)計表等。3.2.1r保圖形區(qū)域選擇編輯系列零件設(shè)計表命令,建立的系列零件設(shè)計表重新出現(xiàn)在SolidWorks圖形區(qū)域,根據(jù)需要編輯Excel表格,可以增加行和列的內(nèi)容,修改單元格中的數(shù)值等等。在添加其他驅(qū)動參數(shù)時,需要添加相應(yīng)的列,該列定位后雙擊需要添加的驅(qū)動參數(shù)。刪除系列零件設(shè)計表中某一列,也即刪除了對該尺寸的驅(qū)動控制。3.2.2不同零件設(shè)計表的添加方式選擇編輯刪除系列零件設(shè)計表命令,即能刪除當前模型文件的系列零件設(shè)計表。刪除系列零件設(shè)計表與刪除由零件設(shè)計表生成的配置不同。刪除系列零件設(shè)計表后,Excel表格刪除,不能進行系列零件設(shè)計表的編輯,但在配置管理器中由系列零件設(shè)計表生成的配置沒有刪除,但此時配置與系列零件設(shè)計表不再有任何關(guān)系。因此,當需要生成多種類型的多種配置時,可以考慮使用不同的系列零件設(shè)計表驅(qū)動生成多種配置。3.3系列零件設(shè)計表的高級應(yīng)用技術(shù)利用系列零件設(shè)計表不僅可以控制零件的尺寸,而且可以控制零件中特征的壓縮狀態(tài),以及配置的其他屬性。3.3.1參數(shù)型數(shù)字型設(shè)計方案所謂設(shè)計表的參數(shù)是指系列零件設(shè)計表的表頭,利用系列零件設(shè)計表可以對零件的控制內(nèi)容和參數(shù)進行設(shè)置。比如,設(shè)計表中最常用的參數(shù)dim@feature,用于控制配置中特征的尺寸,其中dim表示尺寸名,feature表示特征名稱。特征狀態(tài)用于控制配置中的特征的壓縮狀態(tài),參數(shù)格式為:$狀態(tài)@feature,其中feature表示特征名稱。零件編號用于控制顯示在明細表中的名稱,參數(shù)格式為:$零件編號。還可以單獨為配置指定顏色,格式為:$顏色。添加備注欄控制配置的“備注”內(nèi)容等。3.3.2建立單元格的程序用已建立的“階梯軸”例子來說明零件的高級應(yīng)用。如圖8所示,在新建系列零件設(shè)計表中,在L2～O2單元格中分別設(shè)定參數(shù):$屬性@material、$屬性@description、$零件編號、$顏色等。建立如圖10所示的配置,同時對不同的參數(shù)設(shè)定相應(yīng)的有效值,退出Excel表的編輯。分別雙擊建立的不同配置,零件的顏色均由設(shè)計表控制,其他的自定義參數(shù)也通過設(shè)計表填入了不同的內(nèi)容。4機械零件的設(shè)計應(yīng)用本文基于SolidWorks,以實例探討了機械零件系列化設(shè)計方法和技巧。特別是SolidWorks的配置功能,在