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(shè)計，從設(shè)計計算到數(shù)據(jù)導(dǎo)入，最終驅(qū)動生成系列化模型的整個過程。

關(guān)鍵詞：SolidWorks；吊耳；系列化

0引言

計算機(jī)輔助設(shè)計經(jīng)過多年的發(fā)展，已日趨成熟，為了能縮短設(shè)計的時間，系列化、參數(shù)化設(shè)計成為必然。而SolidWorks在這些方面有著很大的優(yōu)勢，它是在Windows環(huán)境下實現(xiàn)的第一個基于Windows的CAD/CAM/CAE/PDM的桌面集成機(jī)械三維CAD軟件。其以簡潔易用著稱，成為許多設(shè)計師的主要設(shè)計工具。在原來，我們設(shè)計零件是先要查詢一些基本數(shù)據(jù)，然后代入計算公式，求得結(jié)果，然后再根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行繪圖，有時我們還要根據(jù)實際情況一遍遍對圖紙進(jìn)行修改。而這還僅僅只是一種規(guī)格的設(shè)計，如果有五個、十個、二十個乃至更多的規(guī)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(shè)計者更多的精力。實際上，機(jī)械產(chǎn)品中很多零件在結(jié)構(gòu)上都具有一定程度的相似性，而相似零件的基本結(jié)構(gòu)只在某些細(xì)節(jié)或尺寸上存在差異。如果我們能夠?qū)@些不同規(guī)格的零件進(jìn)行批量化參數(shù)設(shè)計，然后用這些參數(shù)驅(qū)動我們的設(shè)計圖紙，那效率將十倍、百倍地提升。產(chǎn)品系列化設(shè)計的基本條件主要有：①需系列化的零件其不同規(guī)格具有相同的核心技術(shù)和相同的外形；②零件系列化是面向市場需求的設(shè)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(xì)介紹其整個參數(shù)化設(shè)計過程。

1外形設(shè)計

在設(shè)計計算前，我們需要先設(shè)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(shù)表設(shè)計

參數(shù)表的設(shè)計包含兩部分，一部分是設(shè)計計算表格，另一部分是最終需要導(dǎo)入到軟件中的格式規(guī)范的參數(shù)表格，而我們最后要將這兩個表格的參數(shù)關(guān)聯(lián)起來，實現(xiàn)只通過更改計算表格就可驅(qū)動圖紙模型的目的。

第一步，計算表格的設(shè)計：先將查相關(guān)資料得到的參數(shù)列出，然后把相關(guān)的計算公式套進(jìn)EXCEL表格中得出結(jié)果，然后與許用的相關(guān)參數(shù)比較驗證結(jié)果。見圖3，由圖中數(shù)據(jù)可知計算的實際剪應(yīng)力小于許用剪應(yīng)力，以上吊環(huán)數(shù)據(jù)正確。這時，我們可以將800-10行數(shù)據(jù)下拉復(fù)制，然后改動每一行不同規(guī)格閥門吊耳的數(shù)據(jù)，能在滿足應(yīng)力要求的情況下對閥門吊耳的數(shù)據(jù)有個整體的把握，形成有規(guī)律性的參數(shù)（這樣不會存在有大規(guī)格閥門的吊耳參數(shù)比小規(guī)格的還小的情況）。

第二步，符合SolidWorks要求的參數(shù)表的設(shè)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(dǎo)出的數(shù)據(jù)表格也是由這些數(shù)據(jù)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(dǎo)入其中就可以批量形成不同配置的實體。

然后在設(shè)計計算表標(biāo)簽“sheetl”表中做的SolidWorks參數(shù)表，實際上我們可以將該表中的所有參數(shù)與標(biāo)簽“鑄鋼閥門吊耳”中的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，這樣我們只需要更改設(shè)計計算數(shù)據(jù)就可以同步至SolidWorks參數(shù)表，進(jìn)而驅(qū)動三維實體的形成。

3參數(shù)導(dǎo)入，驅(qū)動三維

點開SolidWorks界面上端的菜單欄中輸入-表格-設(shè)計表，然后選“來自文件”瀏覽選中我們做好的SolidWorks參數(shù)表，出現(xiàn)圖4，再點空白處，出現(xiàn)圖5，點確定。

然后看圖6，吊耳配置出現(xiàn)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(biāo)簽復(fù)制，再粘貼，在出現(xiàn)的插入粘貼對話框時，直接確定，下方標(biāo)簽位置出現(xiàn)了一個新的標(biāo)簽，右鍵這個新的標(biāo)簽，重命名為800-10回車。然后我們還需要對每個視圖進(jìn)行配置，單獨選中各個視圖，在左側(cè)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(shè)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(xiàn)下面的對話框，點開應(yīng)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(biāo)題欄需要的屬性：如材質(zhì)、零件名稱、零件代號等。這樣800-10吊耳標(biāo)題欄數(shù)據(jù)就配置完了，同樣再逐個選中其他的口徑進(jìn)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(huán)基于SolidWorks的系列化、參數(shù)化設(shè)計算是完成了；后續(xù)假如還有其他口徑的閥門要設(shè)計吊耳，便可右鍵點擊系列零件設(shè)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(shù)據(jù)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(jié)語

隨著閥門結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，二維CAD已經(jīng)不能滿足日常的設(shè)計需求，三維軟件正在不斷完善。SolidWorks軟件的設(shè)計思路非常符合我們在閥門設(shè)計工程中的思維方式，其全新的參數(shù)化設(shè)計勢必將成為我們當(dāng)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(yè)的設(shè)計成本、縮短設(shè)計師的設(shè)計周期、減少制圖中的數(shù)據(jù)錯誤，我們當(dāng)以積極的心態(tài)去接受和利用這些新生代的設(shè)計工具，使我們在日常設(shè)計工作中能夠更加地如魚得水。endprint