基于SolidWorks的碳钢阀门吊耳系列化设计

吉元鑫　刘晓凯　兑亚贞　张圆圆　贾世林

摘要：本文介绍了基于SolidWorks的碳钢阀门吊耳系列化设计，从设计计算到数据导入，最终驱动生成系列化模型的整个过程。

关键词：SolidWorks；吊耳；系列化

0引言

计算机辅助设计经过多年的发展，已日趋成熟，为了能缩短设计的时间，系列化、参数化设计成为必然。而SolidWorks在这些方面有着很大的优势，它是在Windows环境下实现的第一个基于Windows的CAD/CAM/CAE/PDM的桌面集成机械三维CAD软件。其以简洁易用著称，成为许多设计师的主要设计工具。在原来，我们设计零件是先要查询一些基本数据，然后代入计算公式，求得结果，然后再根据计算结果进行绘图，有时我们还要根据实际情况一遍遍对图纸进行修改。而这还仅仅只是一种规格的设计，如果有五个、十个、二十个乃至更多的规格，那这工作量可想而知。这样不但浪费了大量的时间，还消磨了设计者更多的精力。实际上，机械产品中很多零件在结构上都具有一定程度的相似性，而相似零件的基本结构只在某些细节或尺寸上存在差异。如果我们能够对这些不同规格的零件进行批量化参数设计，然后用这些参数驱动我们的设计图纸，那效率将十倍、百倍地提升。产品系列化设计的基本条件主要有：①需系列化的零件其不同规格具有相同的核心技术和相同的外形；②零件系列化是面向市场需求的设计，并不是无明确目的的单纯的系列化。本次以碳钢阀体的吊耳为例，详细介绍其整个参数化设计过程。

1外形设计

在设计计算前，我们需要先設计下吊耳的外观形状，用SolidWorks软件做出一个模型图（图1）和工程图（图2）。

2参数表设计

参数表的设计包含两部分，一部分是设计计算表格，另一部分是最终需要导入到软件中的格式规范的参数表格，而我们最后要将这两个表格的参数关联起来，实现只通过更改计算表格就可驱动图纸模型的目的。

第一步，计算表格的设计：先将查相关资料得到的参数列出，然后把相关的计算公式套进EXCEL表格中得出结果，然后与许用的相关参数比较验证结果。见图3，由图中数据可知计算的实际剪应力小于许用剪应力，以上吊环数据正确。这时，我们可以将800-10行数据下拉复制，然后改动每一行不同规格阀门吊耳的数据，能在满足应力要求的情况下对阀门吊耳的数据有个整体的把握，形成有规律性的参数（这样不会存在有大规格阀门的吊耳参数比小规格的还小的情况）。

第二步，符合SolidWorks要求的参数表的设计：我们需要先查看一下SolidWorks中吊耳的模型的每个尺寸的代号，选中三维模型后，模型会显示出各个尺寸的代号：一种是草图尺寸如DI@草图l，D2@草图l，D3@草图1…；另一种是实体成型尺寸如DI@凸台一拉伸1。而由SolidWorks导出的数据表格也是由这些数据形成的，那么我们只要在外部表格中将这些尺寸按照上面的格式完成后导入其中就可以批量形成不同配置的实体。

然后在设计计算表标签“sheetl”表中做的SolidWorks参数表，实际上我们可以将该表中的所有参数与标签“铸钢阀门吊耳”中的数据进行关联，这样我们只需要更改设计计算数据就可以同步至SolidWorks参数表，进而驱动三维实体的形成。

3参数导入，驱动三维

点开SolidWorks界面上端的菜单栏中输入-表格-设计表，然后选“来自文件”浏览选中我们做好的SolidWorks参数表，出现图4，再点空白处，出现图5，点确定。

然后看图6，吊耳配置出现了不同的阀门口径，至此三维实体的系列化算是完成了。

4不同口径阀门的吊耳的工程图配置

在阀门吊耳工程图中，右键工程图下方的标签复制，再粘贴，在出现的插入粘贴对话框时，直接确定，下方标签位置出现了一个新的标签，右键这个新的标签，重命名为800-10回车。然后我们还需要对每个视图进行配置，单独选中各个视图，在左侧配置下拉菜单中选择800-10确定，这样800-10口径的阀门吊耳就设置完成（见图7），那么其他口径阀门吊耳也用同样的方法即可完成工程图的配置（见图8）。

保存工程图后我们还需要对图纸的名称和代号做个配置，这样图纸才算是完整了。先切换到三维实体界面，点开菜单栏，文件，属性/配置特定，这时出现下面的对话框，点开应用到菜单，可以看到好多不同的阀门口径配置。我们先选中800-10，然后在下面添加上图纸标题栏需要的属性：如材质、零件名称、零件代号等。这样800-10吊耳标题栏数据就配置完了，同样再逐个选中其他的口径进行配置，全部完成后确定即可。

至此，我们的整个碳钢阀门吊环基于SolidWorks的系列化、参数化设计算是完成了；后续假如还有其他口径的阀门要设计吊耳，便可右键点击系列零件设计表，在单独窗口中编辑表格，按之前的方法将新的口径的阀门吊耳数据增加上去，然后一步一步最终便能形成新的配置的工程图。

5结语

随着阀门结构的复杂化，二维CAD已经不能满足日常的设计需求，三维软件正在不断完善。SolidWorks软件的设计思路非常符合我们在阀门设计工程中的思维方式，其全新的参数化设计势必将成为我们当今时代最有力的工具，它能有效地提高我们的工作效率、减小企业的设计成本、缩短设计师的设计周期、减少制图中的数据错误，我们当以积极的心态去接受和利用这些新生代的设计工具，使我们在日常设计工作中能够更加地如鱼得水。endprint