通化市農(nóng)機(jī)工程研究設(shè)計(jì)院 李海梅

淺談Solidworks三維設(shè)計(jì)在農(nóng)機(jī)中的應(yīng)用

一、前言

農(nóng)業(yè)機(jī)械由于自身的特點(diǎn)，其作業(yè)復(fù)雜、工作環(huán)境較差、制造工藝要求高，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械工程設(shè)計(jì)一般要在圖紙上完成設(shè)計(jì)，再試制樣機(jī)，然后進(jìn)行多點(diǎn)重復(fù)的田間試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)試驗(yàn)和對(duì)樣機(jī)的修改設(shè)計(jì)才能得到較滿意的機(jī)型。在研制的過(guò)程中存在著研制周期長(zhǎng)、試驗(yàn)受季節(jié)性影響大的困難，圖形表達(dá)不直觀，在制造之前無(wú)法看到零部件三維形狀，許多問題只有在制造出產(chǎn)品后才能發(fā)現(xiàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，SolidWorks三維軟件已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

二、SolidWorks簡(jiǎn)介

SolidWorks是一款優(yōu)秀的基于Windows的三維造型軟件，是由美國(guó)SolidWorks公司在總結(jié)和繼承了大型機(jī)械CAD軟件的基礎(chǔ)上，在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)機(jī)械三維CAD軟件，于1995年11月研制成功。使用SolidWorks進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員不僅能夠體會(huì)到SolidWorks強(qiáng)大的建模能力、裝配能力以及靈活的工程圖操作，而且可以感受到SolidWorks設(shè)計(jì)時(shí)所帶來(lái)的輕松和效率。SolidWorks可以方便的查看復(fù)雜零部件的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和層次關(guān)系，零部件與工程圖之間以及零部件與裝配圖之間的更新完全同步?？纱蟠鬁p輕設(shè)計(jì)修改的工作量，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。同時(shí)還具有強(qiáng)大的復(fù)雜曲面造型能力，能輕松設(shè)計(jì)出表面形狀復(fù)雜的曲面零件。SolidWorks的設(shè)計(jì)輸出是“所見即所得”的三維實(shí)體模型，可非常直觀地表現(xiàn)產(chǎn)品的實(shí)際情況。Solid-Works還可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配，進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)驗(yàn)證、運(yùn)動(dòng)分析，從而提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

三、在零件設(shè)計(jì)上的應(yīng)用

零件設(shè)計(jì)是三維農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)，Solid-Works零件設(shè)計(jì)功能齊全，它的基于特征的零件實(shí)體建模技術(shù)十分實(shí)用，設(shè)計(jì)人員的操作對(duì)象不再是原始的線條和體素，而是產(chǎn)品的功能要素，象螺紋孔、定位孔、倒角等。建立的模型容易讓別人理解和組織生產(chǎn)。也容易做各種修改，它用FeatureManagert建模特征樹記錄設(shè)計(jì)過(guò)程，可以隨意地改變零件形狀和設(shè)計(jì)意圖，這樣我們就可以暫時(shí)不考慮尺寸的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)，待形狀確定后再進(jìn)行尺寸的約束。只要掌握了基本的建模方法，就可以設(shè)計(jì)零件了。

四、在裝配體方面的應(yīng)用

在裝配體設(shè)計(jì)方面，它提供了自底而上的設(shè)計(jì)方法，自底而上即傳統(tǒng)的先生成零件后裝配，和自頂向下即從裝配體開始設(shè)計(jì)產(chǎn)品的方法。自頂向下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)最初考慮的是產(chǎn)品應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，最后才考慮實(shí)現(xiàn)這些功能的幾何結(jié)構(gòu)，它符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)人員的思維過(guò)程，而且它在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初階段就將產(chǎn)品的主要功能、關(guān)鍵約束、配合關(guān)系等重要信息確定下來(lái)，同時(shí)分配給各課題組成員，這樣各課題組成員才能很好地配合，避免發(fā)生沖突，實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)。大大地提高了設(shè)計(jì)效率，減少了新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研究時(shí)間。在工程實(shí)際中，由于大型裝配體很復(fù)雜，考慮到兩種方法各自的特點(diǎn)，可以采用自底向上和自頂向下兩種方法同時(shí)進(jìn)行的方式，這樣即能考慮整體上的設(shè)計(jì)意圖，又便于設(shè)計(jì)零件的幾何結(jié)構(gòu)。

圖1

五、solidworks的應(yīng)用實(shí)例

1.水泵導(dǎo)翼體的三維造型

圖2

圖3

模型從特征開始是三維造型的基本思想，形成特征和添加特征是三維造型的基本方法，實(shí)際建模過(guò)程就是生成特征和添加特征的過(guò)程，在導(dǎo)翼體的造型過(guò)程中首先利用旋轉(zhuǎn)操作形成內(nèi)外殼，然后根據(jù)導(dǎo)翼體裁剪圖建立多個(gè)基準(zhǔn)面，利用曲面放樣繪制出一個(gè)葉片，如圖1。然后再利用陣列特征添加其它數(shù)目葉片，如圖2。

2.1 LF-425雙向犁懸掛架裝配體

該裝配體利用自底向上和自頂向下兩種方法同時(shí)進(jìn)行的方法，首先確定與拖拉機(jī)三點(diǎn)懸掛的位置，繪制出懸掛橫梁和懸掛立柱的布局草圖，然后再進(jìn)行各個(gè)零件細(xì)致的設(shè)計(jì)。懸掛架如圖3所示

六、結(jié)束語(yǔ)

隨著三維技術(shù)的發(fā)展，大大的提高了我們的設(shè)計(jì)速度與質(zhì)量，直觀的三維圖使我們與農(nóng)民之間的溝通變得更容易了，他們給我們提供了很寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)我們也帶給他們新的技術(shù)。

通化市農(nóng)機(jī)工程研究設(shè)計(jì)院 李海梅