蔡更生
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基于CAXA實體設計實現閥門的快速設計
蔡更生
(北京勞動保障職業學院,北京 100029)
以閥門中的蝶閥為研究對象,對實現蝶閥的快速設計進行詳細闡述。概述了當前設計閥門存在的問題,并根據閥門結構的特點提出了閥門設計的流程;根據CAXA實體設計應用接口的特點,提出了構建蝶閥各零部件結構設計單元的提高設計效率的理念;在CAXA實體設計的環境下,依托C++6.0得出了蝶閥快速設計的系統。
CAXA;蝶閥;結構設計單元;效率
閥門廣泛應用于工業行業中,這些工業行業主要包括石油、化工、核工業以及航天等。閥門在工業中應用的主要目的是調節管道中壓力和流量、扮演截止閥的作用、實現對管道中流體的分流控制[1]。當前,我國對閥門的設計工作主要是用二維或者三維CAD軟件實現的。然而,在設計過程中由于CAD軟件不足,導致其所得到的部分閥門不能滿足實際工作的要求[2]。為此,本文提出了面向行業應用的產品設計理念。該設計理念是在對產品結構進行模塊化劃分的基礎上,并對其相關參數模型進行設置,從而實現了閥門相關產品的快速設計。
根據閥門的形式,可以將其分為蝶閥、球閥、插板閥等系列[3]。理論上,設計人員根據閥門的公稱壓力、公稱直徑以及其驅動方式對閥門系列產品進行劃分[4]。任何產品快速設計都是在對該產品結構設計單元合理劃分的基礎上,閥門也不例外。依據對閥門產品結構單元的劃分,可以確定閥門零部件的生產的先后次序,各個層次的零部件具有很強的關聯性[5]。
本文以CAXA實體設計軟件為依托,實現對蝶閥結構設計單元參數模型的搭建,并利用CAXA軟件二次開發接口實現對所搭建模型的參數設置。
根據蝶閥結構設計單元劃分的結果,在CAXA實體設計環境下建立了蝶閥各零部件(閥體、蝶板、閥桿以及連接支架)的結構單元庫,并根據每個零部件的結構形式建立與之對應的子結構設計單元庫。
完成蝶閥相關零部件的結構設計單元后,對所有單元的參數進行設置。本文以蝶閥閥體的筒身設計單元為示例進行詳細說明。在所建立的所有單元庫中找到蝶閥閥體的結構設計單元庫,并點擊筒身設計單元,對蝶閥閥體的筒身結構設計單元的相關參數進行設置。為了保證最終搭建模型的可行性,將與筒身關系最為密切的法蘭和筒壁與筒身構建為關聯體,對該關聯提的參數進行設置。具體設置步驟如下:①搭建筒身結構設計單元模型,如圖1所示;②根據實際要求對與筒身相關的法蘭及筒壁的參數進行設置,即在法蘭及筒壁的參數表中根據實際情況添加與其配套的表達式,保證筒身能夠實現對筒壁及法蘭的正常驅動,具體設置界面如圖2所示;③對上述表中的各項參數根據實際要求進行賦值,從而實現對筒身結構設計單元的控制,根據上述步驟對閥門相關的結構設計單元的各項參數進行設備并保存,即完成了對閥門各結構設計單元的搭建及設置。

圖1 筒身結構設計單元模型圖

圖2 筒身結構設計單元參數表
在搭建閥門相關結構設計單元模型及其相關模型參數設置的基礎上,并結合蝶閥結構的特點,建立了蝶閥快速設計的系統。該系統包括有界面層、功能層以及知識層三個方面的內容。界面層主要提供人機交互的界面;功能層主要實現對蝶閥產品的設計,并根據實際情況對產品的各項參數進行調整;知識層為蝶閥產品的設計提供技術支持。
設計人員可以根據個人需要及設計要求,對蝶閥各零部件的結構設計單元的參數進行設置。以蝶閥閥體為例,其蝶閥總體設計界面如圖3所示,點擊“確定”就可以完成對相應蝶閥的搜索。如果所設計閥門尚未錄入結構實際單元庫中,可以在蝶閥關鍵技術參數界面中輸入所要設計蝶閥的相關參數,如圖4所示。
關鍵參數引導設計人員對蝶閥閥體筒身、筒壁的設計,而后將通用件法蘭的參數賦值于筒身的設計中,從而得到蝶閥閥體筒身的結構設計單元模型,如圖5所示。

圖3 蝶閥總體設計界面

圖4 蝶閥關鍵參數計算

圖5 筒身結構設計單元模型
本文以蝶閥為研究對象,通過CAXA實體設計的應用程序設計出實現蝶閥快速設計的系統。該系統能夠根據實際工作要求及設計人員的要求對產品各零部件結構設計單元的參數化,從而實現了對該產品的快速設計,為提高設計效率及設計質量奠定了基礎。
[1]李向東,檀潤華,張學民,等.面向平臺創新的閥門產品快速設計流程研究[J].計算機集成制造系統,2008,14(1):6-10.
[2]彭廷紅,潘柏松,姚進,等.基于知識的閥門快速設計方法研究[J].機械設計與制造,2006(5):145-146.
[3]鄭清春,馬會來,朱世和.基于模塊化的閥門產品快速設計技術研究[J].天津理工大學學報,2007,23(3):45-47.
[4]顧蘭智,方憶湘,靳江艷,等.閥門產品設計知識表示與知識庫設計[J].華北理工大學學報(自然科學版),2009,31(4):47-50.
[5]趙雙,曾慶萌,施斌,等.閥門快速開關執行器受力分析及減速機構設計方法研究[C]//第一屆北京化工大學大學生創新創業論壇論文集,2012.
2095-6835(2018)18-0124-02
TH134
A
10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.124
〔編輯:嚴麗琴〕