基于SolidWorks软件的磨粉机模块化参数化设计（一）

海芮5303

发表时间： 2014-6-3 作者: 杨磊*王卫军 来源: 万方数据

关键字: SolidWorks 零件[url=https://www.swbbsc.com/collection-5.html]模型特征设计[/url] 仿真模块化

在理解零件信息模型的内涵以及分析各种特征建模方法的基础上，首先完成了磨粉机总体特征规划和设 计，并利用SolidWorks软件三维造型功能和基于特征直接生成法构建了磨粉机的信息模型。最后，对其加工仿真和数控自动编程，较成功得实现设计和制造的集成。

在机械制造业，现在有很多企业把产品的设计、分析、制造、产品的数据管理和信息技术集于一体。这种先进的管理方式也引发了设计领域的巨大的变化。第一次大的变化是上世纪八十年代CAD软件的推广，国内普遍使用的是AutoCAD软件。利用AutoCAD软件使许多机械工程师逐渐的甩掉了图板。第二次大的变化是大量三维CAD软件的不断出现，如：Proengineer，，NX等。三维CAD软件不仅仅可以实体造型，还可以利用设计出的三维实体模型进行模拟装配和静态干涉检验、机构分析和动态干涉检验、动力学分析、强度分析等。

1 简介

是三维参数化特征造型CAD软件，其技术内核基于先进的Parasolid图形语言平台。本文选用SoildWorks作为系统开发平台，主要是基于在以下几方面的突出优点：强大的参数化特征造型功能，能方便、快捷地创建几乎任何复杂形状的实体，满足绝大部分的工程设计的需要；采用统一的内部数据库，全数据库相关，任何一个功能模块中对零件的修改都会自动反映到其他模块中：界面友好，操作简便，采用典型的Windows软件风格，在所有的国外三维CAD软件中提供了最优秀的中文支持；拥有开放的体系结构，拥有丰富的第三方支持软件，提供了开放的数据结构和方便的二次开发环境，为企业今后广泛的工程应用提供了良好的基础平台；优异的性能价格比。是一款中端CAD系统，企业可以花较小的投入满足设计的要求，因此特别适合于中小企业的产品设计。

2 软件在设计装配体中的应用

三维软件使工程师在大脑中产生的三维实体图像可以直接仿真到屏幕上，既形象又直观。因此，应用进行设计，是直接自然的思维过程，表达更直接、准确，清晰。与二维设计不同的是，在装配体的设计中，不是先画装配图，而是从每个零件的三维设计开始，然后进行装配。在中装配体设计有两种方法：一种是在装配环境中完成零件设计，这种方法称为“自上而下”的设计方法，在设计中，工程师头脑中先产生的是装配体的形状，再通过装配的总体构架详细进行每个零件的设计，最后把设计的零件自动装配在装配体上，无须添加任何约束。另一种方法是先设计每个零件，然后把设计好的零件一个个地进行装配，发现间题及时进行修改，利用同轴、贴面等装配关系，经过简单的拖拉就可以完成装配。利用软件的编辑功能，可以使工程师在设计中自由地对装配体上的零件进行修改，修改后会自动地同步反映到该零件图上。

1)磨粉机模块化参数化的设计思想

参数化设计是规格化、系列化产品设计的一种简单、高效、优质的设计方法。它一般是指零件或部件的形状比较定型，用一组参数和几何约束该模型的结构尺寸与拓扑关系；参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系，当赋予不同的参数序列值时，就可驱动典型模型，达到满足设计要求的零件模型。

磨粉机的参数化设计是基于机械结构模块的参数化设计，它以机械结构模块为设计的基本单元。机械结构模块是指具有尺寸互换性的机械结构部件，其安装连接部分的几何参数满足某种规定的要求，并能保证通用互换或兼容。模块化产品的构成模式等于通用模块（不变部分）加专用模块（变动部分）。磨粉机的参数化设计着重解决模块中的变动部分。在模块的设计过程中，首先确定各模块的性能参数，几何尺寸系列，基本结构布局与各模块之间的结合形式。这些参数将作为模块的主驱动参数，让次要参数依赖于主驱动参数，利用方程式设计成某种比例关系或几何约束关系模块间的接口数据有定义说明．以作为设计计算模块的数据接口和样机模型的输入接口，图1为磨粉机的3D模型，依据磨粉机的设计和功能要求，将磨粉机划分为标准件及通用件、喂料装置、传动装置磨辊、控制、离合闸6个模块。

图1 磨粉机的3D模型

2)模型的建立与参数化

以磨粉机为例，建立各模块的参数化3D模型在完成本步骤时应注意以下几点：

①在模型建立之前应先对零件的特征进行规划，先建立最重要的基本特征，依次类推，最后建立辅助特征。对于一些装饰性的特征，如：倒角、圆角，对零件的整体形状影响较小，但非常容易造成参数化驱动失败，因而最好放到最后生成。

②标准件及通用件按零件设计手册中的公称尺寸参数构建模型，有固定关系的尺寸参数应在模型中建立方程式利用数据库Access为每一种标准件建立数据库，如：螺栓、垫圈、螺钉、键等标准件和通用件的数据库，每个数据库由相应标准件的国标参数表和与其公称参数对应的长度系列表组成，以作为应用程序的数据源层。

③零件的属性（名称、图号、材料、重量）应在模型中建立，便于装配体自动提取生成BOM(BillofMaterials)材料明细表。

④视零件的不同特征及不同的设计要求采取不同的驱动方式。

⑤在零件草图或装配中建立几何约束关系和尺寸方程式以确定模块之间以及零部件之间的连接、配合、位置关系。

⑥对模块的数据接口进行定义说明。

人间﹏有爱゛

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