基于SOLIDWOKS的滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機外殼參數(shù)化設(shè)計

王樹鵬

摘要：SolidWorks是一款優(yōu)秀的三維CAD設(shè)計軟件，功能多樣、簡單易學(xué)，能夠提供不同的設(shè)計方案、降低新產(chǎn)品開發(fā)過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文基于SolidWorks軟件，利用Solidworks平臺下系列零件設(shè)計表功能，快速有效地實現(xiàn)滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機外殼零件的參數(shù)化設(shè)計，大幅度的縮減了三維建模耗費的時間，簡化了設(shè)計過程，有效提高了產(chǎn)品的開發(fā)效率。

關(guān)鍵詞：SolidWorks；滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機；外殼；參數(shù)化設(shè)計；系列零件表

概述

滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機因具有容積效率高、零部件少、體積小等優(yōu)點而在空調(diào)器中得到了廣泛使用。在市場競爭激烈的今天，如何快速地響應(yīng)市場的需求，迅速設(shè)計出經(jīng)濟、可靠的滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機產(chǎn)品是現(xiàn)在從事滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機研究設(shè)計人員面臨的主要問題之一。

外殼是滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機一個主要零件，在通常的設(shè)計過程中，我們根據(jù)實際需求進行外殼設(shè)計，按不同的高度、內(nèi)徑、壁厚、吸氣孔的大小和位置等參數(shù)對每個外殼進行繪制。

由于外殼形狀基本相同，僅僅是在具體尺寸參數(shù)上不同，而現(xiàn)有設(shè)計人員常用的三維軟件不可能有該類零件的標(biāo)準庫。如果仍按傳統(tǒng)的方法對所有規(guī)格的外殼逐一設(shè)計，則會進行大量的重復(fù)性工作，工作效率低下。

SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，它是是一款優(yōu)秀的三維參數(shù)化設(shè)計軟件，它為參數(shù)化設(shè)計提供了兩種設(shè)計方法。一種是直接采用用Solidworks中的系列零件設(shè)計表參數(shù)化功能，這種方法無需編程，簡單實用。第二種是利用Solidworks軟件內(nèi)嵌的應(yīng)用程序接口（API）實現(xiàn)二次開發(fā)，此方式相對要復(fù)雜一些，需具有設(shè)計人員要有計算程序的的編程能力。

本文介紹利用Solidworks系列零件設(shè)計表功能簡單便捷地建立基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征的產(chǎn)品模型，建立外殼的標(biāo)準零件庫，簡便快捷，可以提高設(shè)計效率，縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期。

1 Solidworks的系列零件設(shè)計表功能和參數(shù)化設(shè)計流程

Solidworks軟件的主要特點是：基于特征、造型、參數(shù)化驅(qū)動、二維和三維全動態(tài)關(guān)聯(lián)，而參數(shù)化設(shè)計功能也是它區(qū)別于其他三維CAD軟件的一個典型特征。所謂參數(shù)化就是用數(shù)學(xué)公式建立模型內(nèi)各相關(guān)尺寸的參數(shù)關(guān)系，使之成為可任意調(diào)整的參數(shù)，當(dāng)改變某個尺寸參數(shù)值時，將自動改變與其相關(guān)的尺寸，實現(xiàn)通過調(diào)整參數(shù)來修改和控制幾何形狀的功能。參數(shù)化設(shè)計以強大的的草圖設(shè)計、尺寸驅(qū)動修改圖形的功能，成為最初設(shè)計、產(chǎn)品建模及修改、系列化設(shè)計、多方案比較和動態(tài)設(shè)計的有效手段。

系列零件設(shè)計表是用來實現(xiàn)新產(chǎn)品三維模型設(shè)計標(biāo)準化和系列化的輔助工具，利用系列零件設(shè)計表工具可以驅(qū)動一系列零件的尺寸值，從而生成不同的配置，可以便利的管理具有相同或相近結(jié)構(gòu)的零件，特別適用于通用化零件的管理?？梢圆捎煤唵蔚姆椒ㄉ纱罅康难苌慵瑢τ跇?biāo)準化零件管理有很大幫助。使用系列零件設(shè)計表，不需要每個零件都從草圖繪制，可以節(jié)約大量的設(shè)計時間。使用系列零件設(shè)計表，由于具有一致的特征參數(shù)，只是尺寸不同，所以在裝配體中可以無錯誤的實現(xiàn)零部件的替換。生成的系列零件設(shè)計表存儲在模型文件中，不會關(guān)聯(lián)到Excel文件，在模型中所進行的修訂不會影響原來的Excel文件。

2 外殼參數(shù)化設(shè)計的方法

2.1首先建立外殼的基礎(chǔ)模型，由于外殼具有相近的特征，外形相同而尺寸不同，不同的外殼特征區(qū)分為壁厚、外徑、底面球徑、過渡R、吸氣高度、吸氣孔徑。外殼的三維建模通過旋轉(zhuǎn)生成本體，通過拉深切除生成吸氣孔。其他尺寸的外殼利用系列零件設(shè)計表生成多種配置進行設(shè)計造型。

2.2在FeatureManager設(shè)計樹中的注解文件夾處單擊鼠標(biāo)的右鍵，選擇：“顯示特征尺寸”，這時在圖形區(qū)域中外殼的兩個草圖中的的所有特征尺寸都顯示出來，可以看到兩個草圖中的相關(guān)尺寸，分別代表外殼的壁厚、外徑、底面球徑、過渡R角、吸氣高度、吸氣孔徑

2.3啟動零件設(shè)計表功能，依次通過選擇菜單欄的的【插入】、【表格】、【設(shè)計表】命令圖表，在SolidWorks中插入系列零件設(shè)計表，視圖窗口將彈出到Excel軟件界面，設(shè)計界面顯示為Excel的工具欄。之后會在PropertyManager設(shè)計樹種出現(xiàn)系列零件設(shè)計表的選項，可以看到三個選項組，分別是【源】、【編輯控制】和【選項】。全部選擇默認選項即可。可以看到彈出尺寸對話欄，顯示出兩個草圖的所有尺寸列表。

2.4選擇尺寸添加到零件設(shè)計表，我們可以選擇全部尺寸也可以只選擇變量尺寸添加到零件設(shè)計表，之后點擊確定，自動識別草圖中的尺寸。

上圖中的尺寸依次代表了外殼的參數(shù)：壁厚、高度、外徑、球面半徑、過渡R、吸氣孔徑、吸氣孔高度。

2.5添加系列外殼尺寸，在系列零件設(shè)計表中按照特征定義輸入其他編號的外殼的相關(guān)尺寸，點擊圖形區(qū)域中的空白處從而完成外殼同系列零件的設(shè)計。同時彈出一個對話框提示生成相應(yīng)配置，一個零件圖中就包含了多種尺寸規(guī)格。

2.6單擊Solidworks窗口左邊面板頂部的ConfigurrationManager設(shè)計樹顯示了此模型中所包含的系列零件型號。雙擊要需要的外殼代號，自動生成模型。需要追加外殼型號尺寸時，再EXCEL表格中添加數(shù)據(jù)即可。

2.7文件保存，模型生成后將零件保存為外殼.sldprt，這樣當(dāng)需要生成一個外殼實體時，雙擊外殼代號。保存文件為相應(yīng)外殼代號.sldprt即可，外殼.sldprt作為一個模版存在。

3結(jié)束語

運用Solidworks的參數(shù)化設(shè)計功能，結(jié)合外殼部件的結(jié)構(gòu)特征，采用Solidworks的系列零件設(shè)計表配置功能，建立了外殼的標(biāo)準零部件體系，在設(shè)計時可以快速的建立新規(guī)外殼，不需要重復(fù)畫圖，避免和減少了重復(fù)勞動。大大提高了工作效率，加快新產(chǎn)品的研發(fā)周期。

參考文獻

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[2] 鄧遠雄，周志雄，龔春全.磨床砂輪架零件三維參數(shù)化CAD系統(tǒng)的開發(fā)[J].機械，2004，3（1）：33-36.

（作者單位：沈陽中航三洋制冷設(shè)備有限公司）