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SolidWorks在机械行业中的应用技巧

时间:2018-12-04

       随着计算机硬件的不断改进和SolidWorks软件技术问题的不断克服,随着SolidWorks软件的不断改进和发展,其优势肯定会被更多的机械设计师发现。因此,SolidWorks将成为更多机械设计人员首选的机械设计软件,并成为未来机械设计软件的主流产品,这是不可阻挡的趋势。那么接下来就让我们来给您详细的介绍一下。

  一、SolidWorks软件简介

  SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM大型桌面集成系统,是由美国SolidWorks公司在总结和继承了大型机械CAD软件的基础上,在Windows环境下实现的第一个机械CAD软件,在l995年推出第一版之后,便很快确立了在Windows平台上三维设计的主流方向和优势地位。

  随着SolidWorks版本的不断提高、性能的不断增强以及功能的不断完善,SolidWorks已经完全能满足现代企业机械设计的要求,它完整的机械设计模块包括了设计者所必备的工具:零件设计、装配设计和工程制图,因此可以广泛应用于机械设计和机械制造的各个行业。

  二、SolidWorks软件应用

  1.机械零件设计

  SolidWorks软件具有专门的机械零件设计模块,根据不同零件的特点,选择不同的零件设计方法,设计方便、简单易学[1]。利用SolidWorks的草图绘制、放样和特性等功能,可以绘制出各种复杂形状的零件来,还可以方便的在3D立体图和2D零件图之间转换(图1),同时还可以直接将立体图转换成三视图输出和打印(图1)。

  由于SolidWorks软件是参数化的设计思路,参数化是由受约束的数学关系式来定义的,而不是简单的、不相干的,因而在其各工具栏的命令之间具有相应的设计关联性,因此SolidWorks软件在对零件的设计和修改方面具有方便快捷、准确可靠的优点,在对零件的尺寸修改和相似零件的结构设计方面具有独到的技术优势[1,4]。

  因为在各工具栏的命令之间具有相应的设计关联性,因此在零件设计模块中所做的更改可以自动、快速、准确地反映到装配、工程图等相应关联模块中去,同样,在装配模型和工程图样中,由于零件所做的更改可以自动地反映到相应需要更改的零件上去。所以在应用SolidWorks软件时,设计人员的主要精力集中在方案结构的设计上,为方案的设计和修改提供了极大地方便,有利于设计人员设计出结构先进、安全可靠的零件结构。

  2.装配体设计

  SolidWorks软件具有专门的装配设计模块,从功能的角度出发,同时根据美学原理考虑几何造型,装配体的设计主要包括自底向上的装配方法和自顶向下的装配方法。

  (1)自底向上的装配方法

  自底向上的装配方法,简单的说就是先分别生成各个零件,然后把设计好的零件一个一个地插入装配体,具体地就是先采用SolidWorks生产部件中的一系列零件,然后再按照各个零件在装配模型中的位置及配合关系要求直接装配成符合设计意图的设计模型的设计方法。

  此设计方法是一个先有零件后有装配的过程,应用起来比较简单,也是初学者最常用的方法,但对各零件建模时必须保证其尺寸完全正确,各零件在装配设计之前,设计者已有一个明确的设计思路,零件的尺寸大小、结构形式、各零件之间的连接与定位方式已经完全确定,否则建装配体时会发生许多干涉,修改起来非常麻烦;另一方面, 此方法使用配合关系,可相对于其他部件来精确定位零部件,设计者可以根据自己的设计意图和零件在装配模型中的位置以及相互关系,结合零件的自身特点和具体的运动条件,不断地调整自己的设计模型和配合要求,使零件结构设计更符合自己的设计思路和功能要求。

  (2)自顶向下的装配方法

  自顶向下的装配方法,简单的说就是先从现成的零件入手,然后在关联装配体内生成其他的部件,参考装配体中一些零部件的特征确定出其他零部件的尺寸;具体来说,它是一种从装配入手的设计方法,它直接在装配模型中利用已有零件的几何要素,根据设计思路,在现有零件的面或基准面上创建和编辑零件的草图轮廓,从而根据零件的结构特点,选用合适的零件设计方法,在装配图中直接创建新的零件设计方法。此方法应用起来比较困难,要求设计者思路非常明确,而且要想得周到。

  由于此方法在装配图中直接创建新的零件,当在零部件之间建立起参考关系时,所设计的零件与其他零件之间就将存在内在的关联性,其他零件的设计更改或许会影响某些相关零件特征的生成,因此,在装配设计时,必须根据零件之间的相互关系和内在的关联性,适时使用布局草图来调整零件相互位置和配合关系,及时修复因零件更改而出现的各种错误提示,使装配模型的设计得到不断地调整和优化。

  自顶向下的装配方法在装配模型中所做的任何改动同样会反映到相应的零件模型和工程图中去。这种更改是由装配模型中零件的变化指向零件模型中零件的变化或工程图中相应零件尺寸和结构的变化,零件在装配图中的结构形式和位置关系直观、清晰,有利于设计者专注于总体结构方案的设计,不断地调整和修改设计方案,立足于功能结构模型快捷和直观的三维再现,形象逼真地模拟出设计者的各种设计思路和设计模型。

  在实际设计使用中,由于装配体往往很复杂,考虑到以上两种方法各自的特点,很难区分其优劣性,设计者可以根据自己的实际情况,综合交叉使用,在实际中不断地调整,摸索出适合自己的使用习惯,从而高效灵活地使用这两种设计方法,不断提高自己的设计方法和设计能力。

  在装配设计模型中,设计者可以根据设计思路,在设计方案时设计多种不同的装配模型配置,在不同的配置中,装配模型可以进行不同的设计,这样设计者为达到同一设计功能,可以设计出多种不同的设计方案,便于设计者进行设计方案的评审和挑选,同时,由于各种配置中存在部分设计零件在设计模型中不需要进行设计的结构变化,设计者只要对各配置装配模型中的部分结构或机构进行不同方案的结构改进设计,就可以节省大量设计时间和设计精力,提高设计效率,缩短设计周期,有利于新产品的开发和研制。

  3.提高设计效率

  SolidWorks的设计库为用户提供了存储、查询、调用常用设计数据和资源的空间。正确使用该功能可以提高检索效率, 减少重复劳动, 提高设计效率。

  (1)配置设计库

  在本地的计算机硬盘上创建一个“设计库”文件夹,文件目录创建完毕后,启动软件,点击“工具”-“选项”命令,在“系统选项”对话框选择文件位置,

  依次选择设计库,把创建的文件夹添加到列表里即可。

  (2)常用零部件

  可以在自己的设计库里添加常用的一些零部件, 只需要把这些零部件设置好“配合参考”保存在相应文件中, 当需要的时候只需要从右侧任务窗格展开设计库找到相应零部件直接拖进来, 就可以自动完成装配关系。

  (3)常用注释库

  软件虽然提供了强大的工程图视图功能,可以很方便地创建我们需要的视图,自动的尺寸标注,但有部分的注释经常被使用,譬如表面粗糙度、形位公差和常用技术要求等,我们可以把常用的注释分别保存在注释库里(图2)。

  (4)设置图块库

  可以把一些SolidWorks中没有的图形做成块,保存在图块库里,使用的时候直接拖拽到制定位置, 然后修改相应的参数即可[6]。

  回顾SolidWorks软件在机械设计中的运用过程,深深感受到其功能之强大、使用之方便和功能之齐全,为机械设计者提供了几乎完整的设计解决方案,使设计者在实际的设计中受益非浅。


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