solidworks三維軟件在鐵塔組立技術(shù)方案編制中的應(yīng)用

肖永奇 陽晶 馮斌

湖北省送變電工程公司 湖北 武漢 430000

當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，技術(shù)變革可以對(duì)企業(yè)生產(chǎn)效益帶來巨大影響。在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，三維CAD軟件的應(yīng)用越來越廣泛，如autoCAD，SolidWorks等軟件的運(yùn)用，幫助企業(yè)設(shè)計(jì)人員極大地提升了工作效率，提升了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

近年來，在送變電工程企業(yè)開展鐵塔組立技術(shù)方案編制時(shí)，逐步推廣運(yùn)用SolidWorks三維軟件。借助該軟件來完成零件設(shè)計(jì)、裝配體設(shè)計(jì)和工程圖生成，發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 SolidWorks三維軟件介紹

SolidWorks三維軟件是在20世紀(jì)90年代由美國SolidWorks公司開發(fā)的一套基于Windows操作系統(tǒng)的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。SolidWorks公司于1995年推出第一套SolidWorks三維軟件后，由于其功能強(qiáng)大、使用便捷，符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，贏得了用戶的廣泛好評(píng)，在全球140多個(gè)國家和地區(qū)被使用[1]。目前，已被法國達(dá)索公司以高額市值全資并購。目前，最新版的是SolidWorks2017版。

SolidWorks三維軟件有零件設(shè)計(jì)、裝配體設(shè)計(jì)、工程圖設(shè)計(jì)等基本功能，并集成了豐富的輔助功能，可用于二維圖生成、機(jī)械設(shè)計(jì)，還可以用于動(dòng)畫生成演示、圖形渲染及應(yīng)力和有限元分析，幫助設(shè)計(jì)者在三維空間開展產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并可在進(jìn)行三維瀏覽、運(yùn)動(dòng)模擬及受力分析等。此外，SolidWorks三維軟件還具有良好的可拓展性，可借助其他軟件來拓展其使用范圍。

應(yīng)用于鐵塔組立技術(shù)方案編制中時(shí)，SolidWorks三維制圖主要由以下環(huán)節(jié)組成[2]：①創(chuàng)建草圖。繪制鐵塔組立過程中各零件草圖的基本形狀，并添加幾何關(guān)系和尺寸約束；②創(chuàng)建零件圖。借助軟件所具備的各類特征屬性，在繪制草圖的基礎(chǔ)上，生成包含鐵塔組立過程中零件具體信息的零件圖；③創(chuàng)建裝配體圖。在裝配體文件中，對(duì)鐵塔組立過程中零件進(jìn)行裝配；④創(chuàng)建工程圖。通過工程制圖文件，將裝配體圖轉(zhuǎn)化為在具體施工中所需要的各類工程技術(shù)圖紙，并標(biāo)配詳細(xì)的施工材料明細(xì)、技術(shù)要求、標(biāo)注等信息，用以指導(dǎo)具體的施工實(shí)踐。

2 SolidWorks三維軟件制圖標(biāo)準(zhǔn)化探討

在使用SolidWorks三維軟件編制鐵塔組立施工方案時(shí)，為提高工作效率，應(yīng)做好制圖標(biāo)準(zhǔn)化，建立好相應(yīng)模板，包括零件模板、裝配體模板、工程圖模板、材料明細(xì)模板以及各類出圖標(biāo)準(zhǔn)，以期快速完成零件圖設(shè)計(jì)、裝配體設(shè)計(jì)、工程圖出圖和材料明細(xì)表制定以及快速書寫工程圖標(biāo)注及技術(shù)要求。

2.1 零件設(shè)計(jì)及建立零件圖模板

零件圖設(shè)計(jì)是裝配體設(shè)計(jì)和工程圖出圖的基礎(chǔ)性工作。最后生成的二維工程圖紙中零件的名稱、重量、規(guī)格等信息都來自于零件建模時(shí)的信息。因此，事先編輯好零件屬性，制定零件圖模板，能夠?yàn)楹罄m(xù)出總圖打好基礎(chǔ)、提高效率。

在企業(yè)開展鐵塔組立施工方案編制時(shí)，同有此理。企業(yè)應(yīng)該事先建立好所需要使用的零件圖模板，以便于快速調(diào)動(dòng)，無需對(duì)每一個(gè)零件信息進(jìn)行修改。同時(shí)，在開展零件設(shè)計(jì)時(shí)，可借助SolidWorks軟件所自帶的有限元分析工具，就零件工作狀況開展力學(xué)模擬分析，并根據(jù)模擬分析結(jié)果對(duì)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

圖1 零件圖文件屬性

零件圖模板確定的具體操作流程為：打開SolidWorks軟件，新建一個(gè)零件模型，點(diǎn)擊【工具】→【選項(xiàng)】，編輯零件屬性，并添加零件自定義屬性。在添加完畢后，需要把文件另存為Part Templates（*prtdot）類型。

2.2 裝配體設(shè)計(jì)及建立裝配體模板

SolidWorks軟件作為一款三維CAD軟件，在裝配體設(shè)計(jì)時(shí)，其優(yōu)勢(shì)得到充分展現(xiàn)。它可建立仿真三維模型，顯示零部件實(shí)體結(jié)構(gòu)形狀及裝配關(guān)系；并借助軟件所提供的智能配合關(guān)系和動(dòng)態(tài)仿真模擬功能，使零部件按約束條件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，正確建立起裝配關(guān)系，并復(fù)核其中是否存在干涉現(xiàn)象，并加以驗(yàn)證。

根據(jù)動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果，SolidWorks軟件還支持對(duì)裝配體設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，可通過改變零件尺寸、改變零部件之間的特征性狀等，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。應(yīng)用在鐵塔組立施工方案時(shí)，該軟件可模擬演示鐵塔組立的全過程，并對(duì)所選用零部件、所建立的施工路線圖、技術(shù)方案等進(jìn)行驗(yàn)證。

在運(yùn)用該軟件編制施工方案時(shí)，事先建立裝配體模板同樣可提高工作效率，其建立的基本步驟與建立零件圖模板相類似。需要注意的是：建立裝配體模板時(shí)，文件保存類型為Assembly Templates（*asmdot），并將文件同樣保存至SolidWorksdata emplates目錄下。

2.3 建立工程圖模板

在應(yīng)用SolidWorks三維軟件制圖標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，可選擇編輯圖紙格式，根據(jù)企業(yè)平時(shí)工程圖文件的相關(guān)規(guī)范要求，繪制圖框及明細(xì)欄。

圖紙圖框應(yīng)符合國標(biāo)要求，一般A4大小的圖紙圖框尺寸為297*210，A3大小的圖紙圖框尺寸為297*420。圖款明細(xì)欄應(yīng)根據(jù)國標(biāo)和國家電網(wǎng)制定的行業(yè)施工規(guī)范和企業(yè)施工需要來設(shè)計(jì)模板。一般應(yīng)包括零件明細(xì)、規(guī)則尺寸、出圖人、審圖人、制圖時(shí)間、技術(shù)要求等信息。此外，在工程圖紙明細(xì)欄的右上方，還可加上公司名稱與企業(yè)LOGO。

2.4 制作材料明細(xì)表模板

在制作材料明細(xì)表時(shí)，須注意將材料明細(xì)表鏈接到零件設(shè)定的各項(xiàng)屬性上。在制圖的過程中，如零件進(jìn)行修改，則無需對(duì)材料明細(xì)表逐一再進(jìn)行修改，而可自動(dòng)生成，避免在修改的過程中影響制圖的準(zhǔn)確性和速度。

在應(yīng)用SolidWorks三維軟件開展鐵塔組立施工方案編制時(shí)，因軟件自帶的材料明細(xì)表自帶欄較少，需選擇插入新的列，完善相關(guān)材料屬性信息。明細(xì)表的模板存儲(chǔ)在SolidWorkslangchinese-simplified 目錄下，默認(rèn)的拓展名為.sldbombt。

2.5 建立常用的標(biāo)注和技術(shù)要求模板

在裝配體設(shè)計(jì)完畢并完成二維施工圖出圖后，還需標(biāo)注尺寸、公差、技術(shù)要求等信息，補(bǔ)充完整施工技術(shù)方案。在不同項(xiàng)目鐵塔組立施工中，技術(shù)要求大致相同，也可事先設(shè)計(jì)常用的標(biāo)注和技術(shù)要求模板，以期能夠快速調(diào)用，提高出圖效率。

3 結(jié)束語

SolidWorks作為一個(gè)簡(jiǎn)單、易學(xué)、易用的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)在工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品模型設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在SolidWorks軟件后續(xù)開發(fā)中，建議加強(qiáng)易用性、定制性開發(fā)，便于新用戶快速上手，便于企業(yè)用戶根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際和行業(yè)特征來設(shè)計(jì)出適合行業(yè)特征的模板，提高工作效率。

[1] 張鳳雷,黃松和,宋振華.SolidWorks制圖標(biāo)準(zhǔn)化探討[J].機(jī)械,2012(S1):58-61.

[2] 夏燕.SolidWorks裝配和二維工程圖[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002:35-37.