作者: 王雪红*宁朝阳*王桂良 来源: 万方数据
关键字: SolidWorks 装配体设计 工程图 吊具
　　介绍了SofidWorks软件的特点厦其在起重机吊具中的应用。重点阐述了三维设计过程。并对装配体建模及工程图作了较深入的探讨。

　　随着企业的不断发展和钢铁工业市场需求的变化，对产品技术含量要求越来越高，产品规格越来越大，结构日趋复杂，产品开发周期越来越短，同时还要控制设计制造成本，技术设计开发工作面临严峻挑战。近几年，随着计算机三维CAD／CAM／CAE软件的应用和普及，使得传统的二维机械设计逐步向三维设计转化。
   
　　世界上有名的一些三维CAD软件，如PROE、UG、SOLIDWORKS、IDEAS等，在许多企业已经采用，都可以较好地完成零部件的三维造型。在兰维设计环境中可以进行产品的模拟装配，获得整机或部件的三维实体，建立充分完整的设计数据库。并在此基础上进行产品质量特性分析，零部件间的干涉检查，实现机构运动仿真，产品结构的有限元分析等。
   
    1 SolidWorks介绍
   
　　SolidWorks是美国SofidWorks公司开发的一款三维机械设计专业软件，它对参数化技术作了一定的改进，例如，对于参数化技术中的全尺寸约束这一硬性规定做出改进，允许不使用全尺寸约束，而是以后添加。同时专门为中国市场需要增加了中国国标(GB)内容，已经得到了较广泛的应用。设计系统主要由零件、装配体和工程图组成，通常，从绘制草图开始。然后通过三维操作生成基体特征，通过在模型上添加更多的特征，最终生成零件。可以灵活的添加特征、更改特征以及将特征重新排序，进一步完善设计。最后可以自动或人工干预下生成所需要的二维工程图。在SolidWorks中零件、装配体及工程图是全相关性，所以当其中一个视图改变时。其它两个视图也自动相应改变，对模型的改动会自动反映在相关工程图与装配体上，改变工程图或装配体的设置，模型也会跟着改变。
   
    2吊具三维实体设计的主要过程
   
    2．1零部件设计
   
　　SolidWorks有全面的零件实体建模功能和变量草图轮廓绘制功能，能够自动进行动态过约束检查；用SolidWorks的拉伸、旋转、倒角、抽壳、倒圆等功能可以更简便地得到要设计的实体模型；用户可定义坐标系，可自动计算零部件的物理参数，进行可控制的几何测量；所有特征都可以用拖动手柄改变，并有动态的形状变化预览功能；可进行变半径倒圆、指定区域倒圆、填角和圆角过渡等操作。图1、图2所示为采用SolidWorks建模完成的起重吊具中吊钩、滑轮的三维模型。
   

 2．2装配体设计
   
　　SolidWorks装配体建模可分为自底向上和自顶向下两种方法。自底向上建模方法是先采用SolidWorks生成部件中的一系列零件，再由这些零件通过一些配合关系组合成装配体。此方法使用配合关系，可相对于其它零部件来精确地定位零部件，还可定义零部件如何相对于其它的零部件移动和旋转。通过继续添加配合关系，可以将零部件移到所需的位置，最后得到-个完整的装配体。此建模方法对各零件建模时必须保证其尺寸完全正确，否则建装配体时会发生许多干涉，修改起来较麻烦；另一种就是自顶向下设计方法，是一种从装配入手的设计方法，允许在装配体中对零件进行建立和编辑，零件的草图轮廓，终止关系，建构平面等都可参考装配体中其它实体。当在零部件之间建立参考关系时，模型将完全相关联。对参考零部件所做的改变会使其它零部件相应更新。在进行装配体自顶向下建模时，其中之一就要合理的建好装配体的布局草图，通过零件与装配体草图的关联自上而下地设计-个装配体。可以绘制-个或多个草图，用草图显示每个装配体的零部件的位置。此方法应用起来较困难，要求设计者思路非常明确，而且要想得周到。
   
　　为进行快速的装配设计,SolidWorks有一个鼠标引导的自动装配对准功能(Smart Mates)可以捕捉要定义装配关系的位置，能观察在完全动态的装配设计中可运动的零部件的运动形式。在调用大装配时"轻化"零部件的功能可极大地提高运行速度，通过产品配置管理器，设计者可以建立和修改指定产品配置、几何形状、装配关系、零部件颜色和其它属性都能在产品配置中控制。本文采用白底向上方法进行装配体建模，得到的吊具装配体模型见图3。
   

    2．3工程图样绘制
   
　　SolidWorks能快捷地生成完整的、符合实际产品需要的工程图样；由三维实体自动生成任何不同的视图、局部视图、剖视图和相关视图；在剖视图上自动生成剖面线。图纸的全相关性简化了设计的过程，实体模型、图纸和装配能自动相关地更新。当图纸中的视图修改时，三维几何模型也随之改变，也可以人为控制相关的更新。能自动消除在视图中的相关隐藏线，也可以进行人工有选择地消隐。在应用过程中，通过引用已定义的标注符号、文字说明和图纸模板，自然形成企业的标准。有完整的尺寸和符号标注工具，在视图中可以控制三维模型中已有标注的显示，在视图上标注参考尺寸，并可以控制单个尺寸的表示方式，自动生成图纸中的材料明细表。图4为滑轮的工程图。
   
    3结束语
   
　　SolidWorks相对于二维计算机辅助设计软件来说，有许多优点：外形直观、尺寸精确并智能化；装配位置关系明确，可以在计算机中就发现零部件之间的碰撞；重量自动计算，模型改变则重量自动重新计算；可以自动测量出零部件点、线、面之间的距离；利用嵌入式有限元分析模块可对零部件进行应力、应变分析，便于及时更改设计；三维设计，完整的反映设计者的设计意图等。但该软件也有一些缺点：SolidWorks工程图与AUTOCAD图的转换有时会出现乱码，需要较多的修改。技术上要求更高，对硬件的要求也更高，对于一些大型装配体的设计此问题更显突出。
   
　　要让三维SolidWorks设计软件真正很好地为企业服务。还有许多工作要做，如建立完整的标准件库，建立企业内部的通用件库，把材料明细表完全与库存产品联系起来，定制好模板和定制与出图二维软件的合理接口等。

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