基于SolidWorks的鐵路粉狀貨物罐車裝配模型建模方法

1、基于SolidWorks的鐵路粉狀貨物罐車裝配模型建模方法         在制造企業(yè)中，有效的軟件不但能縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期同時還能提高設(shè)計質(zhì)量。本文作者根據(jù)企業(yè)本身主導(dǎo)產(chǎn)品的技術(shù)特點，利用SolidWorks軟件探索了從零件設(shè)計、部件設(shè)計到最終產(chǎn)品裝配設(shè)計的實現(xiàn)方法及設(shè)計技巧，以供讀者參考。     一、SolidWorks功能綜述    SolidWorks軟件功能強大并且易學(xué)易用，因而近年來在機械設(shè)計行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。其功能特點主要包括如下幾點: 

2、;   (1) 參數(shù)化設(shè)計、特征建模技術(shù)及設(shè)計過程的全相關(guān)性使其具有很好的設(shè)計柔性，即設(shè)計過程靈活，修改方便；    (3) 功能強大的CAD模塊包括了草圖設(shè)計、曲面建模、實體建模和鈑金零件設(shè)計等，可以完成基于特征的CAD模型建立，滿足機械設(shè)計要求；    (4) 面向裝配的零件設(shè)計為大型裝配體的建模提供了重要的技術(shù)方法，其IPA動畫制作可以實現(xiàn)動態(tài)模擬裝配，同時可以進行運動分析，從而在計算機里完成零件設(shè)計正確與否的校驗；    二、相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)    1

3、參數(shù)化造型    參數(shù)化造型（Parametric Modeling，又稱尺寸驅(qū)動幾何造型技術(shù)）中，物體的幾何外形是由受約束的數(shù)學(xué)關(guān)系式來定義的，而不僅僅取決于簡單的、孤立的尺寸參數(shù)。其主要技術(shù)特點在于：基于特征，全尺寸約束，尺寸驅(qū)動設(shè)計修改以及全數(shù)據(jù)相關(guān)。    (1)基于特征  將某些具有代表性的幾何形狀定義為特征，并將其所有尺寸定義為可變參數(shù)，進而形成實體，以此為基礎(chǔ)進行更為復(fù)雜的幾何形體的構(gòu)造；    (2)全尺寸約束  將形狀和尺寸聯(lián)合起來考慮，通過尺寸約束來實現(xiàn)對幾何形狀的

4、控制。造型必須以完整的尺寸參數(shù)為出發(fā)點（全約束），不能漏注尺寸（欠約束），也不能多注尺寸（過約束）；    (3)尺寸驅(qū)動設(shè)計修改  通過修改尺寸數(shù)值來驅(qū)動幾何形狀的改變；    (4)全數(shù)據(jù)相關(guān)  尺寸參數(shù)的修改帶動其他相關(guān)模型中的相關(guān)尺寸的更新，從而驅(qū)動模型更新。    采用參數(shù)化造型進行設(shè)計，最大的優(yōu)點是CAD系統(tǒng)會自動記錄幾何建模的整個過程。換句話說，系統(tǒng)不僅記錄幾何模型，同時還記錄設(shè)計意圖即實體間的關(guān)系。修改零件形狀時，只需編輯尺寸的數(shù)值即可實現(xiàn)形狀上的改變。 &#

5、160;  2關(guān)聯(lián)設(shè)計    在傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)中，裝配體（部件）設(shè)計大都采用自底向上的方法，即首先設(shè)計出各部分組成零件，然后再把設(shè)計好的零件拼裝在一起，各零件間不存在任何關(guān)聯(lián)關(guān)系。當部件功能或結(jié)構(gòu)需做出調(diào)整時，相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)形式、尺寸不會自動做出相應(yīng)的改變；反之，當某零件發(fā)生改變時，部件功能或結(jié)構(gòu)也不會做出自動調(diào)整。零件之間的裝配關(guān)系和尺寸協(xié)調(diào)完全依靠設(shè)計人員手工完成。這種CAD系統(tǒng)實際上僅起到了輔助制圖的作用。要使CAD系統(tǒng)真正有效地工作，必須采用基于關(guān)聯(lián)的設(shè)計方法，即以零件所包含的各種幾何信息為數(shù)據(jù)源頭，通過幾何繼承、數(shù)學(xué)推導(dǎo)等方式獲取其他所需信息

6、，選用適當?shù)募s束傳播和求解模型，來構(gòu)筑一個具有實時響應(yīng)變更能力的信息資源高度共享的體系。    SolidWorks軟件能很好地實現(xiàn)設(shè)計過程的關(guān)聯(lián)性。對于存在裝配關(guān)系的零件，可以建立其配合部分的尺寸關(guān)聯(lián)，尺寸值可以相互驅(qū)動與影響。例如， A零件的a尺寸與B零件的b尺寸存在尺寸關(guān)系ba0.1，那么如果改變A零件模型中的尺寸值a，可以驅(qū)動B零件模型的同步協(xié)調(diào)改變。這樣在設(shè)計過程中一方面可以提高設(shè)計效率，同時也可以避免錯誤。從而實現(xiàn)了零件之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計，對于大型裝配體的三維設(shè)計具有重大的實際意義。    三、實現(xiàn)方法 圖1 產(chǎn)品的設(shè)計思路&

7、#160;   具體說明如下：    (2) 部件設(shè)計也可分為兩類，一類是通用的標準結(jié)構(gòu)體，這部分設(shè)計可以在平時完成并且可以適用于絕大多數(shù)總裝配體。第二類是專用部件的子裝配體，這部分設(shè)計是對產(chǎn)品設(shè)計中包含創(chuàng)新性的部分，因而應(yīng)該特別注意其設(shè)計進度與質(zhì)量，進而保證總體設(shè)計質(zhì)量與效率；    (4) 設(shè)計技巧。由于大型罐車產(chǎn)品的裝配體包含幾百甚至上千的零件，因此在設(shè)計過程中必須對零件進行適度的“簡化”處理，否則產(chǎn)品的總裝配體的動畫仿真甚至只是簡單的旋轉(zhuǎn)都非常緩慢。因此在不影響整體效果的前提下，采用了如下兩種方法進行處理以提高設(shè)計效率：