用SOLIDWORKS对复摆颚式破碎机进行三维模型图设计

  (11贵阳医学院设备处,贵州贵阳550004;21南方冶金学院机电学院,江西赣州341000)

  摘 要:运用Solidworks2001软件建立了复摆颚式破碎机的三维实体模型,提出了三维模型建模的基本思路和方

  Solidworks是一套基于特征建模的微机三维实体造型软件,是在Windows环境下运行的新一代机械设计CAD系统。Solidworks以高档的设计功能,低廉的投资所需成本,让每一位工程师拥有优良的工作环境,高生产力的桌面CAD系统。

  Solidworks是基于特征的参数化三维实体建模系统,在开始设计之前考虑设计目标的整体结构,然后制定出良好的设计路线,有效的发挥系统的功能,加快模型的创建速度,节约设计时间。

  产品模型建模的思路,是将整个产品分解为多个特征,通过特征之间的布尔运算,逐步得到完整准确的产品模型。将整个产品中最主要的或是最大的部分视为基本特征,首先完成对它的造型。别的部分作为添加特征,以搭积木的方式,在基本特征的基础上通过添加、去除、求交等布尔运算,最终得到整个产品模型。最后,进行一些细小特征的添加,如倒角、倒圆和孔等,由此得到准确完整的产品模型。

  这是很重要的一步,首先须找出设计目标是由哪些特征组成的,哪个特征作为基本特征(即最先要建立的特征),然后决定组成设计目标,各个特征被创建的顺序。特征被创建的顺序对建模效率有较

  (1)草图绘制。用于绘制特征二维轮廓的平面成为草图平面。可用Line、Circle等2D命令绘制草图轮廓线)对草图施加约束。约束类型一般有几何约束和尺寸约束:几何约束保证图形的几何形状;尺寸约束能调整零件的大小。草图的约束总数=尺寸约束个数+几何约束个数。应该多用几何约束,如共线、共心、相切、垂直等。

  (3)创建基本特征。用Solidworks提供的拉伸、旋转、扫描、放样等方法将施加了全约束的草图生成一个三维实体,即零件的基本特征。

  添加新特征的步骤与基本特征的创建类似,但有以下区别:如果所要创建的新特征不是孔、倒角、倒圆和阵列,则需要定义新特征草图平面,因为草图平面就是一个暂时的二维工作坐标面,只有选定了草图平面,才能进行草图绘制工作。除了对新特征轮廓草图进行创建约束外,还要对草图与已有特征之间进行约束,因此在添加新特征的过程中需要注意特征创建的顺序。对草图的约束可以使新创建的特征进行参数设计,即在已有特征和草图间加以约束,使特征与特征间建立连接关系,保证当某一特征更改时,这种连接关系保持不变。

  作者简介:熊晓丽(1964-),女,贵州遵义人,工程师,主要是做设备管理与维修。

  在Solidworks中,一旦完成了三维实体建模,即可利用Solidworks提供的三维到二维的转换功能,选择好视图、投影方向,就能自动生成二维投影图,并且自动标注一些在造型中已经定义的尺寸。

  复摆颚式破碎机的设计,以往还都是二维图形设计,难以实现参数化、系列化,难以实现整机分析和计算,图形数据难以为后续工程应用。因此,笔者对复摆颚式破碎机三维实体模型设计提出其思路和方法。其设计过程如图1所示。

  装配设计包括部件设计和总装配设计。利用零件(部件)的平移、旋转、和重合(共面、共线、共点)、同心(同轴)、垂直、平行、相切、距离、夹角等装配约束关系,通过对零件之间添加装配约束,使设计好的所有零部件装配在一起。同时,在装配过程中进行动态装配干涉检查,若发生装配干涉或公差不配合,可用特征树的编辑功能做修改。最后,对总装配图进行渲染,包括阴影、纹理、透明、抛光、漫反射、

  在Solidworks200l中,具有全面的零件实体建模功能和变量化的草图轮廓绘制功能,能自动进行动态约束检查。用Solidworks的拉伸、旋转、倒角、抽壳和倒圆等功能能方便的得到设计实体模型,自动计算零部件的物理参数,进行可控制的几何测量,所有特征都可以用拖动手柄改变,并有动态的形状变化预览功能。下面以机架三维图形设计为例说明零件的建模过程,见图2。

  (1)整个机架为对称结构,可以只对整个机架的一半进行建模,再对其进行镜像以节省时间。

  (2)对机架的后壁E形框架建模,在前视面中画出草图轮廓,利用基体拉伸命令把它拉伸到给定长度。

  在Solidworks的装配设计中,可直接参照已有零件生成新的零件。不论是采用“自顶向下”还是“自低向上”的办法来进行设计,Solidworks都能以其易用的操作大幅度提升设计效率。为进行快速装配设计,Solidworks有一个鼠标引导的自动装配功能,可以捕捉要定义装配关系的位置,能观察在完全动态的装配设计中可运动零部件的运动形式。通过产品配置管理器,设计者可以建立和修改指定产品配置、几何形状、装配关系、零部件颜色和其他属性。

  在复摆颚式破碎机的装配中,基部件为机架,其他部件为子部件,如偏心轴部件(包括偏心轴、轴承、动颚部件)。调整座部件,拉紧弹簧部件 , 最后将子 部件和其他零件装配在基部件上完成装配 。图 3 为 复摆颚式破碎机的三维装配模型图 。

  和后壁所有的孔 ,利用拉伸切除其特征 ;前壁和后壁 的所有凸台 ,拉伸至设计长度 ;把后支架的一半利用 拉伸和切除命令 , 建模至设计尺寸 ; 前壁和后壁的 筋 , 建模至给定要求 ; 所有螺纹孔在模型中画出 ; 再

  其装配过程中的误差按装配尺寸链进行计算 , 在设 计的技术范围生成的动态图形是不会“错位”的 。如 果设计生成的三维图形在运行时产生“错位”, 这是

  由于在进行图形设计时 ,相对坐标尺寸有误差 。 在 Solidworks 中 , 整台破碎机装配完后 , 运用工

  具栏下的零部件旋转和移动 ,对皮带轮进行旋转 ,检 查运动部件中有无干涉 ,运动部件可否达到一定的要求 ,就 像一台真正的破碎机在我们面前运动一样 。

  碎机的设计与制作的完整过程可以从单一的平面图转变成 可视化的三维动态图形 , 从而使得 CAD 形象化 、可 视化 、更接近生产实际 ,它可直观地检查产品工作过 程中相对运动及干涉原因 , 缩短了产品设计制造周 期 ,可达到高效 、快速 、敏捷和一次试制成功的目的 , 有效地降低了设计制造成本 。

  运用基于三维特征造型软件 Solidworks 构造了 产品的三维模型图 ,将三维动态模拟 、图形学与机械 产品模型 、CAD/ CAM有效结合 , 直观的描述了产品 设计过程 。非常大地节省了设计时间和设计周期 。

  三维图形能反应机械产品的外观 、空间关系 、运 动学等方面的特性 、原理 , 用户能从不同的角度 、以 不同的比例观察虚拟模型 , 还可以通过操纵模型对 产品的功能进行定性的评价 。