利用Solidworks建构企业规范标准库

2009年第12期福建电脑

朱春华,叶建华,朱聪玲,贾敏忠

(福建工程学院机电及自动化工程系,福建福州350108)

【摘要】:SolidWorks中建立企业规范标准库的方法进行研究探讨,提出利用设计库、系列产品设计表、智能零部件等功能来建构企业开发的规范标准库,以规范企业结构设计和提高产品设计效率。

【关键词】:SolidWorks;企业规范标准库;设计库

当前市场竞争日趋激烈,产品生命周期缩短,新产品的设计手段、效率成为企业提高竞争力的重要条件。伴随着计算机辅助设计技术(CAD)的不断发展,通用的CAD软件成为产品开发的主要工具。企业一般是进行系列产品的设计生产。新产品的设计大部分都是在原来产品的基础上进行的,如何很好的规范产品的设计细节、统一产品的设计过程并利用原来的设计基础提高设计效率,避免重复工作,而又不受原来产品结构的限制,成为新产品设计的关键。为了实现这一规范化、标准化的高效设计目标,需要依托于CAD设计软件配置一个企业级的规范标准参考、设计库。

以往在SolidWorks中主要是通过二次开发来建立企业级的设计参考标准库。SolidWorks的二次开发在很多文献[1-3]中都有探讨,这种方法难度大、周期长、开发成本高。而随着SolidWorks 新版本的推出借助其提供强大、易用的开发和扩展功能,如设计库[4]、系列产品设计表、智能零部件等,就可以很方便快捷地进行设计参考标准库的建立。本文主要结合实际应用经验,探讨在SolidWorks中如何利用这些功能实现规范和标准库的建立,从而更好的规范产品设计过程提高企业产品的设计效率。1、SolidWorks简介

SolidWorks[5]无疑是当前三维实体建模领域中的佼佼者。它是第一个完全基于Windows平台的CAD/CAE/CAM/PDM集成系统。具有Windows图像用户界面,以灵活自由的草图为基础,利用特征和装配控制能力进行产品模型的开发和详细工程图的设计。采用了全参数化特征造型技术,具有基于特征、全数据相关、尺寸驱动设计修改的特点。并且具有低廉的价格优势。在业界得到广泛的应用。对于标准零件,SolidWorks有强大的ToolBox的标准件库,并且对于在装配体中有大小规格并可接受标准器件的孔、孔系列、或孔阵列,通过智能扣件功能可自动的为装配体添加配合扣件,实现智能的自动装配。而对于企业级的规范标准参考、设计库的建立,SolidWorks也提供了强大并方便易用的开发和扩展功能。主要有设计库、系列产品设计表、智能零部件等。

2、设计库的应用

SolidWorks的设计库为用户提供了存储、调用常用设计数据和资源的空间。借助设计库可以总体规划与配置企业自己的规范标准库,从而统一设计规范、实现协同设计,方便数据管理和减少重复劳动。如根据企业的不同要求,建立类似图1的设计库目录,并通过"工具->选项->设计库"设置到企业共享服务器上。库中包括常用零部件库、特征库、注释库、装配体库和图快库等等。常用零部件库存放企业级的通用系列件,特征库则统一放置零部件中局部相似的特征组,注释库为工程图中的一些常用注释如尺寸公差、粗糙度等提供企业规范库,而图快库则为一些特定的符号提供规范格式。

在SolidWorks中可以方便地把常用的特征、草图、块、零件、装配体加入到已经建立的库中的相应目录下。并且可以很智能化的把库中元素应用到正在建构的模型中。以库特征的应用为例对设计库具体项目的建立和使用进行说明。在SolidWorks中零件是由特征组成的,SolidWorks提供了强大的基础特征功能,如拉伸、扫描、拔模等等。而在实际产品设计时,有很多结构相同而尺寸形状不一致的部位,如键槽、端盖上的阵列螺栓孔等。这些功能结构可以通过基础特征组进行建构完成。然后把这些基础特征组定义成用户的库特征,以.sldlfp格式进行保存。在下一次遇到具有相同结构的位置就可以直接通过设计库把库特征加入到当前零件中,作为当前零件的组成部分。其中可以利用草图编辑或者通过选择不同的配置调整模型的大小、形状,并通过参考定位到所要放置的位置处。如图3的减速器箱体中,存在很多相似的螺栓孔,则可以采用上述方法进行设计。首先设计如图2所示的包含基体特征和阵列孔特征的零件模型,接着选取阵列孔特征存储成.sldlfp格式,并存放到规划好的设计库的相应目录下。在进行箱体零件设计的时候,展开设计库的目录树,在预览区直接通过鼠标拖放到零件的相应位置,再进行修改、定位,则可完成如图3中的阵列螺栓孔特征的建构。

图1企业规范标准库图2库特征零件模型

图3减速器与库特征

示意图

*基金项目:福建省教育厅科技项目资助(编号:JA09182)福建工程学院科研发展基金项目资助(编号:GY-Z0883)

2009年第12期福建电脑

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Excel等Office文档并保存到Web服务器,实现文档和电子表格

的统一管理;

(2)使用标准协议,支持任意后台Web服务器系统和编程

语言的体系结构;

(3)采用智能提交技术,能够将控件中的文档数据和HTML FORM中的数据同时一次提交给后台的Web服务器处理;

(4)支持全部OFFICE菜单;

(5)具有直接保存到数据库的功能;

(6)智能Web调用技术。可以在不提交页面的情况下和服

务器交互数据;

(7)具有手写签名、电子印章、强制痕迹保留和版本控制的

功能,支持复杂模板;

(8)采用ActiveX控件技术,实现客户端软件自动安装,部

属和更新;

(9)无缝集成到IE中,支持B/S方式,并且还可用于VB, Delphi,C++Builder等其他容器;

(10)流程一经定义即可自动流转。

5、结束语

高校集成办公平台的规划与设计,着重于关系管理、时效管理和协同办公,通过信息整合,消除学校内部的信息孤岛,实现了一个集协同办公、视频学习系统、短信网关等功能为一体的系统集成办公平台,希望能为高校建立整体性的办公解决方案起到一定的参考作用。

参考文献:

1.武坤.中文Lotus Domino/Notes R7应用开发指南.北京:机械工业出版社,2008

2.万永敏,张宁.基于数字化校园网的办公自动化系统研究.南京工业大学学报(社会科学版),2007,6(3):91-93

3.黄德生.基于Lotus Domino/Notes平台的应用系统研究.电化教研究, 2003,(8):21-24

4.陈敏宇.Lotus平台下办公自动化中文档修改痕迹保留的实现.福建交通科技,2006,(2):28-30

3、系列零件的设计

通过设计库,可以实现资源的共享和通用模型及规范的管理。而通过系列零件设计表可以在单一的文件中对零件或装配体生成多个设计变化,从而可以避免通用系列件的模型编辑,建立企业内部的标准系列件。系列零件设计表,是通过在嵌入的Microsoft Excel工作表中指定的参数进行不同尺寸模型的配置与管理。创建的主要过程为:建立系列零件的默认配置模型;把默认配置模型的特征控制尺寸添加到嵌入的Excel表中,按照系列零件的尺寸在Excel相对尺寸列中进行尺寸的控制。SolidWorks根据变量化和尺寸驱动的造型功能,根据Excel的系列尺寸数据,对模型进行配置。然后在实际应用场合中根据不同的配置驱动模型的重建,从而实现在一个模型中包含系列产品族的信息。这种技术广泛的应用在标准、系列件库的建构过程中。图4是应用系列零件设计功能进行固定钻套建构的过程和结果示例图。其中a为默认配置零件模型,b为进行相应尺寸配置的Excel表,c为通过系列零件设计表设计出不同配置的模型实例。在进行默认模型的建构过程中需要合理的选择几何约束和尺寸定位进行模型的定义。

图4固定钻套系列零件示例图

4、智能化零件库的应用

智能零部件功能则可以把经常使用且需要添加关联零部件和特征的零部件生成为智能零部件。通过智能零部件可以实现系列件的智能选择并且具有尺寸的自动调整功能来实现自动装配功能。把常用的装配组合建立成智能零部件,并放在库中使用,则可以非常快速的进行产品的装配,对提高设计效率十分有效。

智能零件库的建构过程主要为:首先建立包含使之智能化的零部件的培训装配体。装配体中包含使之智能化的零部件,与智能零部件关联的零部件,与智能零部件关联并包含特征的零部件等。通过培训装配体定义智能零部件。通过配置器表中对自动适应尺寸范围进行设置。在装配中就可自动的根据与智能零件相配合的配置进行安装。从而实现智能化的装配。可以把这些智能化装配零部件加入到设计库中,建立企业内部的智能零件装配库。从而提高产品的设计效率。如图5的智能轴承装配体的应用示意图。首先分别建立内圈、外圈、滚珠带配置的系列零件模型,以及与内圈相配合的安装训练轴;接着对上一步骤中建立的零件模型进行装配,建立带配置的装配体文件;通过"制作智能零部件"功能页面定义装配体中的内圈为智能零部件,外圈、滚珠为零部件;存储装配体文件,则智能内圈零部件制作完成。需要安装轴承的装配体中通过"插入零部件"选取智能内圈零件,鼠标所经过不同大小的轴径处系统会动态的调整轴承的的大小来适应装配,通过点击确定就可实现图5所示不同要求的快速装配。

图5智能轴承装配示意图

5、总结语

利用SolidWorks设计库、系列产品设计表、智能零部件等功能给企业规范设计细节和建立企业设计库的过程和方法提供一种思路。通过实际的实施应用证明,本文的方案可以很好的促进企业产品设计的规范化、标准化和提高设计效率、减少重复工作,从而提升企业在市场中的响应速度和产品竞争能力。

参考文件:

1.陈锦昌,詹伟杰,陈绚.SolidWorks中零件的精确建模及装配配合关系的实现[J].工程图学学报,2008,(2):54-60.

2.黄文俊,李录平,郭克希.基于SolidWorks的汽轮机扭曲叶片造型研究[J].机械设计与制造,2007,(5):67-69.

3.夏燕袁徐旭.运用SolidWorks和ObjectARX改革工程图学教学方法[J].工程图学学报,2006,(1):130-133.

4.熊丞政,邹江,石新营.应用SolidWorks设计库提高设计效率的探讨[J].机械制造与研究,2008,37(4):15-17.

5.朱冬云,林延延.基于SolidWorks的铣床顶尖座三维参数化设计[J].机械制造

,2008,46(6):31-34