solidworks三維軟件在鐵塔組立技術(shù)方案編制中的應用

肖永奇 陽晶 馮斌

湖北省送變電工程公司 湖北 武漢 430000

當今社會，科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力，技術(shù)變革可以對企業(yè)生產(chǎn)效益帶來巨大影響。在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域，三維CAD軟件的應用越來越廣泛，如autoCAD，SolidWorks等軟件的運用，幫助企業(yè)設(shè)計人員極大地提升了工作效率，提升了企業(yè)的核心競爭力。

近年來，在送變電工程企業(yè)開展鐵塔組立技術(shù)方案編制時，逐步推廣運用SolidWorks三維軟件。借助該軟件來完成零件設(shè)計、裝配體設(shè)計和工程圖生成，發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 SolidWorks三維軟件介紹

SolidWorks三維軟件是在20世紀90年代由美國SolidWorks公司開發(fā)的一套基于Windows操作系統(tǒng)的三維機械設(shè)計軟件。SolidWorks公司于1995年推出第一套SolidWorks三維軟件后，由于其功能強大、使用便捷，符合技術(shù)發(fā)展趨勢，贏得了用戶的廣泛好評，在全球140多個國家和地區(qū)被使用[1]。目前，已被法國達索公司以高額市值全資并購。目前，最新版的是SolidWorks2017版。

SolidWorks三維軟件有零件設(shè)計、裝配體設(shè)計、工程圖設(shè)計等基本功能，并集成了豐富的輔助功能，可用于二維圖生成、機械設(shè)計，還可以用于動畫生成演示、圖形渲染及應力和有限元分析，幫助設(shè)計者在三維空間開展產(chǎn)品設(shè)計，并可在進行三維瀏覽、運動模擬及受力分析等。此外，SolidWorks三維軟件還具有良好的可拓展性，可借助其他軟件來拓展其使用范圍。

應用于鐵塔組立技術(shù)方案編制中時，SolidWorks三維制圖主要由以下環(huán)節(jié)組成[2]：①創(chuàng)建草圖。繪制鐵塔組立過程中各零件草圖的基本形狀，并添加幾何關(guān)系和尺寸約束；②創(chuàng)建零件圖。借助軟件所具備的各類特征屬性，在繪制草圖的基礎(chǔ)上，生成包含鐵塔組立過程中零件具體信息的零件圖；③創(chuàng)建裝配體圖。在裝配體文件中，對鐵塔組立過程中零件進行裝配；④創(chuàng)建工程圖。通過工程制圖文件，將裝配體圖轉(zhuǎn)化為在具體施工中所需要的各類工程技術(shù)圖紙，并標配詳細的施工材料明細、技術(shù)要求、標注等信息，用以指導具體的施工實踐。

2 SolidWorks三維軟件制圖標準化探討

在使用SolidWorks三維軟件編制鐵塔組立施工方案時，為提高工作效率，應做好制圖標準化，建立好相應模板，包括零件模板、裝配體模板、工程圖模板、材料明細模板以及各類出圖標準，以期快速完成零件圖設(shè)計、裝配體設(shè)計、工程圖出圖和材料明細表制定以及快速書寫工程圖標注及技術(shù)要求。

2.1 零件設(shè)計及建立零件圖模板

零件圖設(shè)計是裝配體設(shè)計和工程圖出圖的基礎(chǔ)性工作。最后生成的二維工程圖紙中零件的名稱、重量、規(guī)格等信息都來自于零件建模時的信息。因此，事先編輯好零件屬性，制定零件圖模板，能夠為后續(xù)出總圖打好基礎(chǔ)、提高效率。

在企業(yè)開展鐵塔組立施工方案編制時，同有此理。企業(yè)應該事先建立好所需要使用的零件圖模板，以便于快速調(diào)動，無需對每一個零件信息進行修改。同時，在開展零件設(shè)計時，可借助SolidWorks軟件所自帶的有限元分析工具，就零件工作狀況開展力學模擬分析，并根據(jù)模擬分析結(jié)果對零件的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。

圖1 零件圖文件屬性

零件圖模板確定的具體操作流程為：打開SolidWorks軟件，新建一個零件模型，點擊【工具】→【選項】，編輯零件屬性，并添加零件自定義屬性。在添加完畢后，需要把文件另存為Part Templates（*prtdot）類型。

2.2 裝配體設(shè)計及建立裝配體模板

SolidWorks軟件作為一款三維CAD軟件，在裝配體設(shè)計時，其優(yōu)勢得到充分展現(xiàn)。它可建立仿真三維模型，顯示零部件實體結(jié)構(gòu)形狀及裝配關(guān)系；并借助軟件所提供的智能配合關(guān)系和動態(tài)仿真模擬功能，使零部件按約束條件進行運動，正確建立起裝配關(guān)系，并復核其中是否存在干涉現(xiàn)象，并加以驗證。

根據(jù)動態(tài)仿真結(jié)果，SolidWorks軟件還支持對裝配體設(shè)計進行修改，可通過改變零件尺寸、改變零部件之間的特征性狀等，對設(shè)計進行修改。應用在鐵塔組立施工方案時，該軟件可模擬演示鐵塔組立的全過程，并對所選用零部件、所建立的施工路線圖、技術(shù)方案等進行驗證。

在運用該軟件編制施工方案時，事先建立裝配體模板同樣可提高工作效率，其建立的基本步驟與建立零件圖模板相類似。需要注意的是：建立裝配體模板時，文件保存類型為Assembly Templates（*asmdot），并將文件同樣保存至SolidWorksdata emplates目錄下。

2.3 建立工程圖模板

在應用SolidWorks三維軟件制圖標準化時，可選擇編輯圖紙格式，根據(jù)企業(yè)平時工程圖文件的相關(guān)規(guī)范要求，繪制圖框及明細欄。

圖紙圖框應符合國標要求，一般A4大小的圖紙圖框尺寸為297*210，A3大小的圖紙圖框尺寸為297*420。圖款明細欄應根據(jù)國標和國家電網(wǎng)制定的行業(yè)施工規(guī)范和企業(yè)施工需要來設(shè)計模板。一般應包括零件明細、規(guī)則尺寸、出圖人、審圖人、制圖時間、技術(shù)要求等信息。此外，在工程圖紙明細欄的右上方，還可加上公司名稱與企業(yè)LOGO。

2.4 制作材料明細表模板

在制作材料明細表時，須注意將材料明細表鏈接到零件設(shè)定的各項屬性上。在制圖的過程中，如零件進行修改，則無需對材料明細表逐一再進行修改，而可自動生成，避免在修改的過程中影響制圖的準確性和速度。

在應用SolidWorks三維軟件開展鐵塔組立施工方案編制時，因軟件自帶的材料明細表自帶欄較少，需選擇插入新的列，完善相關(guān)材料屬性信息。明細表的模板存儲在SolidWorkslangchinese-simplified 目錄下，默認的拓展名為.sldbombt。

2.5 建立常用的標注和技術(shù)要求模板

在裝配體設(shè)計完畢并完成二維施工圖出圖后，還需標注尺寸、公差、技術(shù)要求等信息，補充完整施工技術(shù)方案。在不同項目鐵塔組立施工中，技術(shù)要求大致相同，也可事先設(shè)計常用的標注和技術(shù)要求模板，以期能夠快速調(diào)用，提高出圖效率。

3 結(jié)束語

SolidWorks作為一個簡單、易學、易用的三維參數(shù)化設(shè)計軟件，已經(jīng)在工程設(shè)計、產(chǎn)品模型設(shè)計領(lǐng)域得到廣泛應用。在SolidWorks軟件后續(xù)開發(fā)中，建議加強易用性、定制性開發(fā)，便于新用戶快速上手，便于企業(yè)用戶根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實際和行業(yè)特征來設(shè)計出適合行業(yè)特征的模板，提高工作效率。

[1] 張鳳雷,黃松和,宋振華.SolidWorks制圖標準化探討[J].機械,2012(S1):58-61.

[2] 夏燕.SolidWorks裝配和二維工程圖[M].北京:清華大學出版社,2002:35-37.