基于solidworks的零件电子化设计

基于solidworks的零件电子化设计

1产品的重新设计和开发随着市场的精细化和个性化市场的发展，现代企业的生产不是过去的大规模生产，而是逐渐转向小规模和多品种生产模式。然而,并非每一个新产品都需要进行重新设计,这么多的产品中有相当多的为系列化零件、系列化标准件和通用件。如果重复设计将极大地浪费人力、物力和财力,大大延缓了产品开发周期。SolidWorks是在Windows平台下开发的三维机械设计软件,该软件不仅提供了强大的建模功能、装配功能和灵活的工程图操作功能,而且提供了极实用的产品系列化设计功能。本文基于SolidWorks探讨零件系列化设计方法。2solidws配置功能的应用,实现企业设计的人性化,提高产品的多样性,机械类产品一般由支承部分、传动部分和功能部分组成。机械类产品中大多数零件在结构方面存在一定的相似性。相似零件的基本结构相似,只是在某些细节和尺寸规格上有所差异。SolidWorks提供一种配置的功能,在零件或装配体中通过隐藏或压缩某些特征,或用Excel表控制零件的系列尺寸和参数,生成一系列零件配置,每个配置可以在特征构成和尺寸规格方面有所差异,这样完成相似零件的系列化设计。SolidWorks的配置功能在现今的零件、产品的多样化和系列化中具有极重要的应用价值。设计人员可以利用现有设计参数和特征建立其他新的设计方案;建立产品的系列零件库;分别指定同一零件的不同的自定义属性,以便应用于不同的装配等。2.1基于lidwell的系统配置启动SolidWorks,以默认的模板建立一个新文件。SolidWorks通过控制区的配置管理器生成和管理配置,单击文件窗口底部的配置管理器按钮,在配置管理器窗口中就建立了零件的默认配置,对应于窗口中的模型,如图1所示的轴承盖的默认配置。2.2添加配置宏观控制器的设计打开默认的轴承盖配置,该轴承盖外径ϕ90,中间有一通孔,有关尺寸如图2所示。通过配置功能可以在零件中描述不同规格尺寸的轴承盖,实现零件的系列化设计。其方法是:将控制区切换为配置管理器窗口,右击其最顶端的轴承盖配置,选择快捷菜单中“添加配置”命令,出现添加配置对话框,在其配置名称中输入“配置1”,在备注文本框中输入对此配置的说明,比如“修改轴承盖外径尺寸为ϕ85”,完成添加配置,如图3所示。此时在图形区域双击旋转基体特征,并双击显示的尺寸“ϕ90”,在修改对话框中将尺寸改为ϕ85mm,选择“此配置”单选按钮,表示此修改只对本配置有效,如图4所示。其他尺寸也作相应修改,重新建模。使用同样方法再定义一些配置,添加配置后的配置管理器窗口如图5所示,可以通过在配置上双击鼠标切换激活的配置。2.3右击提取特征器设计树零件的配置不仅可以通过修改尺寸而形成不同大小的零件,还可以通过压缩默认配置中的一些特征形成不同形状的零件。其一般步骤是:①右击配置管理器最顶端的图标,选择快捷菜单中的“添加配置”命令,添加一个命名为“无通孔轴承盖”的配置;②单击特征管理器按钮,显示特征管理器设计树,右击需要压缩的通孔特征,在弹出快捷菜单中选择压缩命令。于是在配置中,“通孔”特征被压缩。如图6分别显示了轴承盖的3个不同配置。3配置驱动的实现对于系列零件或标准件,当零件很多时,可以利用MicrosoftExcel软件定义Excel表对配置进行驱动,自成生动零件系列配置。SolidWorks称之为“系列零件设计表”,系列零件设计表提供了一种极简便的生成和管理配置的方法。3.1生成系列零件以默认模板建立一新文件,如图7所示的阶梯轴零件。选择插入新建系列零件设计表命令,在图形区域即嵌入Excel软件界面,同时SolidWorks的菜单和工具栏被Excel的菜单和工具栏代替。Excel表的第一行是标题,提示我们现在操作的零件对象。第二行是配置项目行,在这一行中设定需要进行配置的零件尺寸和零件特征。选定配置项目的方法是:①如果需要选择特征,直接在图形区域或者特征管理器中双击特征即可;②如果要选择尺寸,要在建立系列零件设计表之前先在图形区显示特征尺寸,方法是在特征管理器中选择注解节点,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择显示特征尺寸。然后在图形区中的尺寸上双击,该尺寸就成为Excel设计表中的配置项目,如图8所示。第三行以下是系列零件的实例,在A列中输入零件实例名称,在其它列中输入相应的配置项目的设定,如尺寸的数值、特征的压缩状态等。在图形区域中Excel设计表以外的区域单击鼠标,退出Excel表的编辑。系统自动生成系列零件的配置。单击配置管理器窗口左侧底部的标签,系统为零件自动添加一系列配置,如图9所示。3.2零件设计表的修改每个模型文件中只能包含一个系列零件设计表,插入或新建系列零件设计表以后,需要对系列零件设计表进行编辑修改。对系列零件设计表的编辑包括,改变Excel表本身的参数值,增加(或删除)配置和项目参数,以及删除系列零件设计表等。3.2.1r保图形区域选择编辑系列零件设计表命令,建立的系列零件设计表重新出现在SolidWorks图形区域,根据需要编辑Excel表格,可以增加行和列的内容,修改单元格中的数值等等。在添加其他驱动参数时,需要添加相应的列,该列定位后双击需要添加的驱动参数。删除系列零件设计表中某一列,也即删除了对该尺寸的驱动控制。3.2.2不同零件设计表的添加方式选择编辑删除系列零件设计表命令,即能删除当前模型文件的系列零件设计表。删除系列零件设计表与删除由零件设计表生成的配置不同。删除系列零件设计表后,Excel表格删除,不能进行系列零件设计表的编辑,但在配置管理器中由系列零件设计表生成的配置没有删除,但此时配置与系列零件设计表不再有任何关系。因此,当需要生成多种类型的多种配置时,可以考虑使用不同的系列零件设计表驱动生成多种配置。3.3系列零件设计表的高级应用技术利用系列零件设计表不仅可以控制零件的尺寸,而且可以控制零件中特征的压缩状态,以及配置的其他属性。3.3.1参数型数字型设计方案所谓设计表的参数是指系列零件设计表的表头,利用系列零件设计表可以对零件的控制内容和参数进行设置。比如,设计表中最常用的参数dim@feature,用于控制配置中特征的尺寸,其中dim表示尺寸名,feature表示特征名称。特征状态用于控制配置中的特征的压缩状态,参数格式为:$状态@feature,其中feature表示特征名称。零件编号用于控制显示在明细表中的名称,参数格式为:$零件编号。还可以单独为配置指定颜色,格式为:$颜色。添加备注栏控制配置的“备注”内容等。3.3.2建立单元格的程序用已建立的“阶梯轴”例子来说明零件的高级应用。如图8所示,在新建系列零件设计表中,在L2～O2单元格中分别设定参数:$属性@material、$属性@description、$零件编号、$颜色等。建立如图10所示的配置,同时对不同的参数设定相应的有效值,退出Excel表的编辑。分别双击建立的不同配置,零件的颜色均由设计表控制,其他的自定义参数也通过设计表填入了不同的内容。4机械零件的设计应用本文基于SolidWorks,以实例探讨了机械零件系列化设计方法和技巧。特别是SolidWorks的配置功能,在