SOLIDWORKS上机实习
不锈钢球阀的SOLIDWORKS上机实习
一.实习任务
基于UG软件的基础了解自学Solidworks软件，利用Solidworks软件建立一个实体模型，要求该模型具有实际用途，可以生产制造。具体要求如下：
1.零件：零件个数不少于10个，零件必须包括拉伸/切除、旋转、圆角、倒角、抽壳、筋、镜向、阵列和异型孔等基本特征，及含有曲面、放样、扫描等操作。
2.装配图及其爆炸视图。
3.工程图：包括尺寸、形位公差标注，明细栏，技术要求。
4.模具的型芯、型腔（或上下模）的三维造型。
5.动画（爆炸动画、机械运动动画）。
二.产品介绍
不锈钢球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，不锈钢球阀可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。本类阀门在管道中一般应当水平安装。不锈钢球阀分类：不锈钢气动球阀，不锈钢电动球阀，不锈钢手动球阀。不锈钢球阀材质分为304,316,321不锈钢球阀。
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球阀的工作原理是靠旋转阀芯来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便，体积小，可以做成很大口径，
密封可靠，结构
简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，在各行业得到广泛
的应用。
球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只有它的关闭件是个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。
图1 球阀基本结构
球阀按结构形式可分：
浮动球球阀：球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。
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固定球球阀：球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。
弹性球球阀：球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。
球阀按其通道位置可分为直通式，三通式和直角式。
三通球阀有T型和L型。T型能使三条正交的管道相互联通和切断第三条通道，起分流、合流作用。L型只能连接相互正交的两条管道，不能同时保持第三条管道的相互连通，只起分配作用。
1、三通球阀在结构上采用一体化结构，4面阀座的密封型式，法兰连接少，可靠性高，设计实现了轻量化
2、三通球芯分T型和L型，使用寿命长，流通能力大，阻力小
3、球阀按作用式分单作用和双作用两种型式，单作用式的特点是一旦动力源发生故障时，球阀将处于控制系统要求的状态。
阀门型号通常应表示阀门类型、驱动方式、连接形式、结构特点、公称压力、密封面材料、阀体材料等要素。阀门型号的标准化对阀门的设计、选用、经销，提供了方便。当今阀门的类型和材料种类越来越多，阀门型号的编制也愈来愈复杂。我国虽然有阀门型号编制的统一标准，但逐渐不能适应
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阀门工业发展的需要。目前，阀门制造厂一般采用统一的编号方法；不能采用统一编号方法的，各生产厂可按自己的情况制订出编号方法。
图2 阀门各部分代号树状图
一单元：阀门类型代号
类型安
全阀
蝶
阀
隔
膜阀
止
回阀
底
阀
截
止阀
节
流阀
排
污阀
球
阀
疏
水阀
柱
塞阀
旋
塞阀
减
压阀
闸
阀
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表1 阀门类型代号对照表
当阀门还具有其他功能作用或带有其他特异结构时，在阀门类型代号前再加注一个汉语拼音字母，按下表的规定。
二单元：传动方式
表
2 阀
门传动
方式
对
照表
安全阀、减压阀、疏水阀、手轮直接连接阀杆操作结构形式的阀门，本代号省略，不表示； 对于气动或液动机构操作的阀门：常开式用6K 、7K 表示；常闭式用6B 、7B 表示； 防爆电动装置的阀门用9B 表示。
三单元：连接形式
表3 阀门连接形式对照表四单元：阀体材料
表4 阀门连接形式对照表球阀具有许多优点：
1．流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。
2．结构简单、体积小、重量轻。
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．
紧密可靠，球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广泛使用。
4．操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。
5．维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。
6．在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。
7．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。
球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中。
图3 常用球阀
四.实习成果展示
经历了为期一周的Solidworks软件自学，总结经验与UG软件对比发现，Solidworks软件有着更加强大的草图拉伸功能，对于某些结构明了，形状对称的零件具备更高效的建模能力，而且Solidworks更容易上手，软件难度是UG软件的一半不到。
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图4 阀体零件
图4中的阀体零件采用了拉伸、倒圆、倒角、简单孔等造型方法。
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图5 球芯零件
图5中的球芯零件采用了回转、拉伸切除、简单孔等造型方法。
图6 阀杆零件
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图6中的阀杆零件采用了拉伸拔模、拉伸切除等造型方法。
图7 阀体接头零件
图7中的阀体零件采用了拉伸、拉伸切除、加强筋、倒圆、倒角、简单孔等造型方法。
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图8 圆柱销零件图8中的阀体零件采用了草图加扫描的造型方法。
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图9 扫描特征应用
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图10 球阀装配体
图11 球阀内部装
配展示
根据图7、图8可以清晰地看到球阀的工作结构，了解其工作原理。利用扳手的转动带动阀杆的转动进而带动球芯的转动调节中部孔的朝向从而控制液体的流动。
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图12 球阀装配体爆炸图
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图13 球阀装配图
图14 阀体接头零件图
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图15 阀体接头零件放大图
五.Solidworks模具设计模块
Solidworks为模具设计提供了专门的工具条，可以就给定的零件进行了拔模分析，生成分型面。模具设计的主要工作是得到型芯和型腔零件，Solidworks模具工具可以方便快捷地分析零件是否能够拔模，并能迅速地制作出型芯型腔零件。Solidworks提供的模具设计工具可以创建高价值的复杂模具，缩短研制周期，并降低整个模具设计过程中出现大错误的可能。
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图14 注塑零件建模
建好模型后，根据零件的工艺特点选取好分型面，进入到Solidworks的模具模块进行型芯和型腔的创建。
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图15 上模模型页脚内容18
图16 下模模型模具三维造型的方法：
1、生成零件铸造毛坯并保存“零件毛坯”。
2、生成零件基体并保存为“零件基体”。
3、准备过渡装配体：
(i)新建装配体文件并保存为“过渡装配体”。
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(ii)平铺窗口，将“模具基体”拖入装配体中，将模具基体的坐标原点与装配体的原点重合。
(iii)将毛坯零件插入装配体。
(iv)右击装配体，选择“属性”→单击“颜色”→单击“高级”→将“透明度”拖动到70％左右位置，关闭窗口。
(v)将毛坯零件放入模具基体中心。
4、生成模具型腔。
(i)单击设计树中“”模具基体零件，单击装配体工具栏中“编辑零件”按钮。
(ii)单击铸模工具栏上“型腔”按钮，“缩放类型”选“零部件重心”，“缩放系数”设为“2”，选择“均匀”。单击“确定”。
(iii)再次单击“型腔”按钮，返回装配体编辑模式
(iv)保存装配体
5、切割模具
(i)在过渡装配体窗口中，单击“文件”中“派生零部件”。
(ii)单击“等轴侧”工具，单击“隐藏线变暗”按钮，以便观察模具基体内部型腔。
(iii)在零件右端面创建新草图
(iv)选择型腔端面边线，单击“草图绘制工具”中“转换实体引用”，将此边线投影至新建草图上，生成一个直线实体。
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