基于SolidWorks的碳鋼閥門吊耳系列化設計

吉元鑫　劉曉凱　兌亞貞　張圓圓　賈世林

摘要：本文介紹了基于SolidWorks的碳鋼閥門吊耳系列化設計，從設計計算到數據導入，最終驅動生成系列化模型的整個過程。

關鍵詞：SolidWorks；吊耳；系列化

0引言

計算機輔助設計經過多年的發展，已日趨成熟，為了能縮短設計的時間，系列化、參數化設計成為必然。而SolidWorks在這些方面有著很大的優勢，它是在Windows環境下實現的第一個基于Windows的CAD/CAM/CAE/PDM的桌面集成機械三維CAD軟件。其以簡潔易用著稱，成為許多設計師的主要設計工具。在原來，我們設計零件是先要查詢一些基本數據，然后代入計算公式，求得結果，然后再根據計算結果進行繪圖，有時我們還要根據實際情況一遍遍對圖紙進行修改。而這還僅僅只是一種規格的設計，如果有五個、十個、二十個乃至更多的規格，那這工作量可想而知。這樣不但浪費了大量的時間，還消磨了設計者更多的精力。實際上，機械產品中很多零件在結構上都具有一定程度的相似性，而相似零件的基本結構只在某些細節或尺寸上存在差異。如果我們能夠對這些不同規格的零件進行批量化參數設計，然后用這些參數驅動我們的設計圖紙，那效率將十倍、百倍地提升。產品系列化設計的基本條件主要有：①需系列化的零件其不同規格具有相同的核心技術和相同的外形；②零件系列化是面向市場需求的設計，并不是無明確目的的單純的系列化。本次以碳鋼閥體的吊耳為例，詳細介紹其整個參數化設計過程。

1外形設計

在設計計算前，我們需要先設計下吊耳的外觀形狀，用SolidWorks軟件做出一個模型圖（圖1）和工程圖（圖2）。

2參數表設計

參數表的設計包含兩部分，一部分是設計計算表格，另一部分是最終需要導入到軟件中的格式規范的參數表格，而我們最后要將這兩個表格的參數關聯起來，實現只通過更改計算表格就可驅動圖紙模型的目的。

第一步，計算表格的設計：先將查相關資料得到的參數列出，然后把相關的計算公式套進EXCEL表格中得出結果，然后與許用的相關參數比較驗證結果。見圖3，由圖中數據可知計算的實際剪應力小于許用剪應力，以上吊環數據正確。這時，我們可以將800-10行數據下拉復制，然后改動每一行不同規格閥門吊耳的數據，能在滿足應力要求的情況下對閥門吊耳的數據有個整體的把握，形成有規律性的參數（這樣不會存在有大規格閥門的吊耳參數比小規格的還小的情況）。

第二步，符合SolidWorks要求的參數表的設計：我們需要先查看一下SolidWorks中吊耳的模型的每個尺寸的代號，選中三維模型后，模型會顯示出各個尺寸的代號：一種是草圖尺寸如DI@草圖l，D2@草圖l，D3@草圖1…；另一種是實體成型尺寸如DI@凸臺一拉伸1。而由SolidWorks導出的數據表格也是由這些數據形成的，那么我們只要在外部表格中將這些尺寸按照上面的格式完成后導入其中就可以批量形成不同配置的實體。

然后在設計計算表標簽“sheetl”表中做的SolidWorks參數表，實際上我們可以將該表中的所有參數與標簽“鑄鋼閥門吊耳”中的數據進行關聯，這樣我們只需要更改設計計算數據就可以同步至SolidWorks參數表，進而驅動三維實體的形成。

3參數導入，驅動三維

點開SolidWorks界面上端的菜單欄中輸入-表格-設計表，然后選“來自文件”瀏覽選中我們做好的SolidWorks參數表，出現圖4，再點空白處，出現圖5，點確定。

然后看圖6，吊耳配置出現了不同的閥門口徑，至此三維實體的系列化算是完成了。

4不同口徑閥門的吊耳的工程圖配置

在閥門吊耳工程圖中，右鍵工程圖下方的標簽復制，再粘貼，在出現的插入粘貼對話框時，直接確定，下方標簽位置出現了一個新的標簽，右鍵這個新的標簽，重命名為800-10回車。然后我們還需要對每個視圖進行配置，單獨選中各個視圖，在左側配置下拉菜單中選擇800-10確定，這樣800-10口徑的閥門吊耳就設置完成（見圖7），那么其他口徑閥門吊耳也用同樣的方法即可完成工程圖的配置（見圖8）。

保存工程圖后我們還需要對圖紙的名稱和代號做個配置，這樣圖紙才算是完整了。先切換到三維實體界面，點開菜單欄，文件，屬性/配置特定，這時出現下面的對話框，點開應用到菜單，可以看到好多不同的閥門口徑配置。我們先選中800-10，然后在下面添加上圖紙標題欄需要的屬性：如材質、零件名稱、零件代號等。這樣800-10吊耳標題欄數據就配置完了，同樣再逐個選中其他的口徑進行配置，全部完成后確定即可。

至此，我們的整個碳鋼閥門吊環基于SolidWorks的系列化、參數化設計算是完成了；后續假如還有其他口徑的閥門要設計吊耳，便可右鍵點擊系列零件設計表，在單獨窗口中編輯表格，按之前的方法將新的口徑的閥門吊耳數據增加上去，然后一步一步最終便能形成新的配置的工程圖。

5結語

隨著閥門結構的復雜化，二維CAD已經不能滿足日常的設計需求，三維軟件正在不斷完善。SolidWorks軟件的設計思路非常符合我們在閥門設計工程中的思維方式，其全新的參數化設計勢必將成為我們當今時代最有力的工具，它能有效地提高我們的工作效率、減小企業的設計成本、縮短設計師的設計周期、減少制圖中的數據錯誤，我們當以積極的心態去接受和利用這些新生代的設計工具，使我們在日常設計工作中能夠更加地如魚得水。endprint