淺談計算機輔助設計在低壓電器產品上的應用研究

摘 要：隨著計算機輔助軟件的發展，其在電器產品設計的應用越來越為廣泛，本文以Solid Edge 這款軟件為例，對計算機輔助設計在低壓電器產品上的應用進行了介紹。Solid Edge 屬于一種功能較為全面的計算機輔助設計軟件，本文對Solid Edge 在低壓電器產品設計過程中的應用進行了介紹，對Solid Edge 軟件如何設計產品和如何與PDM進行集成進行了詳細的闡述。

關鍵詞：計算機輔助設計軟件，電器產品

Solid Edge這款軟件是由著名的西門子公司所研發出來的，主要是面向中端市場，其功能十分的豐富，可以實現大量產品的3D模型設計以及一些相對來說比較簡單的零件仿真；另外其Velocity 系列產品同樣還包括了CAM Express、Teamcenter Express等一些列功能。

1.Solid Edge模塊概述

在Solid Edge這款軟件里面，包括多種模塊功能供設計者進行選擇，例如鈑金、零件模型、焊接、裝配、仿真分析以及二維工程圖等等。

對于零件模型模塊來說，也就是modeling 模塊，其主要的作用就是通過同步或者是順序建模的方法來進行一些零件3D模型的構建，能夠對零件材料的各種參數進行設定，這樣能夠方便的查看后期的一些數據。

對于鈑金模塊來說，也就是sheet metal模塊，其屬于一個專用于沖壓件類零件的模塊，所以在這個模塊里面，擁有彎折、沖壓、以及凹坑等一系列命令，通過這些命令能夠設計出滿足相關工藝要求的零件，同時還能夠完成計算平面展開圖，從而使CAM加工制造更加便捷。

對于裝配模塊來說，也就是assemble模塊來說，其主要的作用就是用于裝配設計，包括鈑金生成零件以及零件模型生成零件的裝配設計。另外其還能夠完成裝配件的渲染造型、裝配動畫和干涉檢查等。

對于焊接模塊來說，也就是weld模塊，其屬于一個專用于焊接類零件的模塊，能夠在零件和零件間生成角焊以及坡口焊等等。

對于二維工程圖模塊來說，也就是draft 模塊，其主要的作用就是進行以3D模型為基礎的2D工程圖的建立，同時也能夠進行AUTOCAD 的構建。除此之外，這個模塊還可以完成和AUTOCAD 等一系列繪圖軟件圖紙的高效率交互，使得兼容性得到了很大程度的提升。

對于仿真分析模塊來說，也就是simulation模塊，其進行了多種仿真工具的集成，包括熱分析以及應力分析等等，這使得客戶能夠便捷的對自己的設計進行驗證。

2.Solid Edge的建模原理

對于Solid Edge這款軟件來說，其鈑金或者是零件的建模和別的一些3D軟件是不一樣的，這款軟件的主要思路是利用繪制并操作草圖來構建零件的模型。所以，對于Solid Edge來說，建模的首要步驟就是繪制草圖。如果繪制的草圖存在問題，那么會直接對模型的質量產生影響。在下面的內容里面，就以一個低壓的電器產品上面的一個零件進行舉例，對整個設計流程進行說明，本文所設計的這個零件是低壓接觸器上面的接線端鈕，如下圖所示。

2.1如何使用Solid Edge對零件進行實體造型

通過對零件類型的分析能夠知道這個零件是沖壓件，所以在進行模型建立的時候要選擇鈑金模塊。然后把零件根據鈑金類特征分解成相應的元素或者是特征，從而明確能夠采取的特征造型命令，和將要構建什么樣的輪廓，在最后的時候對特征的建立順序進行一個明確。對于造型順序來說，如果其足夠合理，那么對于后期的維護和修改是特別方便的。對于造型來說，其是利用旋轉、拉伸等一系列命令來進行實體的構建的，之后通過布爾運算實現減除以及合并等操作。在最后的時候可以通過倒圓以及倒角等進行細節特征的附加。

通過第一張圖能夠得知，這個零件的頂部是存在著一個折彎特征的，能夠通過折彎命令來進行完成；在底部存在一個打癟，能夠利用凹坑命令來進行完成；在頂部的中間存在一個螺紋孔，這個螺紋孔能夠打孔命令進行完成；剩下來的部分能夠利用除料命令完成。

根據上面的分析能夠看得出來，進行模型建立的時候，第一步就是要明確想要建模的零件的種類是什么，然后再分解模型特征，盡量的劃分成為基本特征，這樣更加便于建立特征。在最后的時候就是對特征和特征間的關聯進行明確，得到正確的特征建立順序，這是由于這一步對于后期模型的改動造成很大的影響。

2.2如何使用Solid Edge進行零件的參數化設計

所謂的參數優化設計，所指的就是針對于零件的各式各樣特征的尺寸通過變量的形式來進行表示，利用對變量值大小的改變以對模型的變化進行驅動。對于變量來說，其可以為固定的常數，同樣也可以是公式。對于技術人員來說，可以利用定義了變量的尺寸的調整，使得軟件能夠自動的形成所對應的3D模型，從而實現實時的更新。在Solid Edge這款軟件里面，相應的技術人員能夠通過變量表等一系列工具針對于模型的尺寸進行變量的賦予。這樣的話只要對這些尺寸的變量值進行更改，就能夠獲得形狀以及性能比較類似的零件，同時利用零件的種類把它們存儲起來，方便后期進行調用。通過這樣的方式，進行一個零件的設計，就完成了一系列類似零件的設計。

2.3如何使用Solid Edge軟件特征庫

和上面所介紹的參數化設計相類似，Solid Edge這款軟件針對于用戶經常所使用的特征設置了一個專用的特征庫，這個特征庫的主要作用就是把日常用戶所常常用到的一些特征進行相應的歸納，之后再放到特征庫里面，這樣后期的調用更加的方便。

2.4如何使用Solid Edge創建2D工程圖

對于Solid Edge這款軟件來說，其圖紙和3D模型是相互關聯的，能夠完成由3D模型直接生成2D工程圖的轉變。除此之外，在模型的屬性管理器里面能夠事先進行零件信息的填寫，在2D工程圖里面能夠直接引用，讓其能夠一直保持一致。

2.5仿真分析

能夠對零件的設計進行驗證，看看其能否滿足產品的相關要求。

3.和PDM之間的集成

另外，對于Solid Edge這款軟件來說，其和產品數據管理實現了高度的集成。利用PDM能夠對各個模型以及圖紙的狀態進行了解，還能夠實時的掌握項目的開發進度，同時還能夠實現異地的協同設計，使得整個開發的時間很大程度的得到減少。

4.總結

通過上面的介紹能夠看得出來，相比于傳統的2D軟件設計，Solid Edge這款軟件能夠通過參數化建模完成更為快速的模型構建以及后期修改，使得整個開發時間縮小一半以上，同時設計的質量也更好。另外，和產品數據管理PDM之間的高度集成能夠讓整個項目可視化效果進一步得到增強，使得產品的設計速度更快，質量更好。

參考文獻

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作者簡介

羅創章（1996—），男，漢族，籍貫：廣東廉江，職稱：學生，研究方向：電氣工程及其自動化。

（作者單位：韓山師范學院）