葉宏偉

（麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，浙江 麗水 323000）

0 引言

系列化零件是指拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同，但尺寸參數(shù)和某些細(xì)節(jié)有差異的一組零件[1]。在Solidworks軟件中，零件的系列化設(shè)計(jì)一般有3種方法：第一，使用配置功能，建立一個原始零件，在這個零件的基礎(chǔ)上，手動修改特征尺寸生成零件的數(shù)個變體，形成系列化零件，這種方法在系列化設(shè)計(jì)中比較繁瑣容易出錯；第二，使用軟件本身提供的API接口，通過編程實(shí)現(xiàn)零件系列化和參數(shù)化，這種方法功能完善，但要求設(shè)計(jì)人員具有較高的編程基礎(chǔ)，不易推廣；第三，使用“系列零件設(shè)計(jì)表”，在建立原始零件的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)建、編輯Excel電子表格自動生成多種配置，完成系列化零件設(shè)計(jì)，這種方法克服了前兩種方法存在的問題，值得在企業(yè)中推廣使用[2]。本文以SI_T/K型自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承為例，討論SolidWorks中零件系列化設(shè)計(jì)的方法和步驟。

1 原始零件建模

SI_TK型自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖中R1S為潤滑層厚度，G代表內(nèi)螺紋編號。通過查詢企業(yè)產(chǎn)品手冊得到SI_T/K型自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承尺寸參數(shù)如表1.從表中可知，根據(jù)軸承內(nèi)徑d的不同，SI_T/K型自潤滑桿端軸承分為SI5T/K等21種型號，各型號結(jié)構(gòu)完成相同，僅尺寸參數(shù)不同，因此可選任其中一個型號建立原始零件，本文選擇SI10TK建立原始零件。

圖1 SI_T/K型自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)圖

注意，建模時(shí)如同系列不同規(guī)格零件在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上有區(qū)別，則應(yīng)選擇最復(fù)雜的規(guī)格零件建立原始零件模型，并通過壓縮特征簡化細(xì)節(jié)得到其它規(guī)格零件。

表1 SI_T/K型自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承尺寸

（續(xù)下表）

（接上表）

尺寸mm d B dk C1 d2 G 6H h1 L3 L4 L5 W d4 d5 R1Sα SI20T/K 20 25 34.93 18 50 M20×1.5 77 33 102 10 30 27.5 34 0.6 14 SI22T/K 22 28 38.10 20 54 M22×1.5 84 37 111 12 32 30 37 0.6 15 SI25T/K 25 31 42.86 22 60 M24×2 94 42 124 12 36 33.5 43 0.6 15 SI28T/K 28 35 47.63 24 66 M27×2 103 51 136 14 41 37 46 0.6 15 SI30T/K 30 37 50.8 25 70 M30×2 110 51 145 15 41 40 50 0.6 17 SI30T/K-1 30 37 50.8 25 70 M27×2 110 51 145 15 41 40 50 0.6 17 SI35T/K 35 43 57.1 28 81 M36×2 125 56 165.5 17 50 46 58 0.6 16 SI40T/K 40 49 66.6 33 91 M42×2 142 60 187.5 19 55 53 65 1.0 17 SI50T/K 50 60 82.5 45 117 M48×2 160 65 218.5 23 65 65 75 1.0 12型號PartNo

啟動SolidWorks，以SI10T/K型零件的規(guī)格尺寸為基準(zhǔn)，使用旋轉(zhuǎn)、拉伸、倒角、螺紋等命令，建立原始零件模型如圖2.

圖2 自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承零件三維模型

建模過程繪制的草圖一定要注意草圖約束為完全約束，既不能欠約束也不要過約束，否則當(dāng)參數(shù)改變生成新模型時(shí)，草圖可能產(chǎn)生變形，執(zhí)行成形特征時(shí)出現(xiàn)錯誤[3]。

2 創(chuàng)建系列零件設(shè)計(jì)表

完成原始零件建模后，選擇菜單“插入→表格→設(shè)計(jì)表”，在資源管理器中彈出的“系列零件設(shè)計(jì)表”對話框“源”項(xiàng)目下選擇“自動生成”。彈出“添加行和列”對話框，選定系列化零件模型用到的特征尺寸，如D1@草圖1，自動生成系列零件設(shè)計(jì)表。為方便編輯表格，可以在窗口左側(cè)特征管理器特征樹中的特征“系列零件設(shè)計(jì)表”右擊鼠標(biāo)，出現(xiàn)快捷菜單，選擇“在單獨(dú)的窗口中編輯表格”，系統(tǒng)彈出獨(dú)立的Excel窗口，即可建立和編輯系列零件設(shè)計(jì)表[4]。

系列零件設(shè)計(jì)表默認(rèn)包含最終需要導(dǎo)入到軟件中符合格式規(guī)范的參數(shù)表格sheet1，其格式見圖3，從圖中可見，這一部分的參數(shù)名稱如D1@草圖1等與表1中尺寸規(guī)格參數(shù)名稱并不相同，但有相關(guān)性，可以通過Excel公式將兩者關(guān)聯(lián)起來，從而由表1中的尺寸規(guī)格參數(shù)自動計(jì)算得到系列零件設(shè)計(jì)表sheet1中符合格式規(guī)范的參數(shù)。

操作方法如下：

在系列零件設(shè)計(jì)表中新建表格“sheet2”，將表1數(shù)據(jù)圓整后輸入表格，如圖4所示。

圖3 自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承模型格式參數(shù)

圖4 自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承規(guī)格參數(shù)

表中d3、d3p分別為內(nèi)螺紋公稱直徑和螺距，ch、R為倒角和圓角尺寸。

找出sheet1中規(guī)范參數(shù)和sheet2尺寸規(guī)格參數(shù)之間的關(guān)系，并在相應(yīng)單元格中輸入Excel公式，如D3@草圖29是螺紋孔小徑，它的值等于螺紋孔公稱直徑d3減去螺距d3p，則在sheet1表O7單元格中輸入公式“=Sheet2！H5-Sheet2！I5”，計(jì)算出 SI10TK 型軸承的螺紋孔小徑。依此辦法關(guān)聯(lián)“sheet1”和“sheet2”表中參數(shù)，得到sheet1中所有符合規(guī)范的參數(shù)值，結(jié)果如圖4.

3 零件系列化

關(guān)閉Excel文件，返回SolidWorks，系統(tǒng)將自動提取sheet1表格中的參數(shù)完成計(jì)算，并提示生成SI5TK等21種配置。

雙擊資源管理“ConfigurationManager”下每個配置的名稱，即可查看和使用由系列零件設(shè)計(jì)表生成的代表不同規(guī)格參數(shù)的配置零件。見圖5.

圖5 自潤滑桿端關(guān)節(jié)軸承系列化模型圖

4 結(jié)束語

零件系列化設(shè)計(jì)通過建立一個原始零件并結(jié)合Excel表格就可以自動生成一個系列的零件，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率，同時(shí)可以有效保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的統(tǒng)一性和標(biāo)準(zhǔn)化，大大降低了人工設(shè)計(jì)的出錯率，具有很大的實(shí)用價(jià)值。

[1]葉宏偉.基于UG的桿端關(guān)節(jié)軸承參數(shù)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2017，30（4）：116-118.

[2]王 麗.基于SolidWorks系列化零件設(shè)計(jì)研究[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009，22（3）：96-97.

[3]熊 雋.UG參數(shù)化設(shè)計(jì)過程中的常見問題解析[J].價(jià)值工程，2011，30（12）：40-41.

[4]羅紅萍.基于SolidWorks的三維系列化標(biāo)準(zhǔn)零件庫設(shè)計(jì)[J].梧州學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，19（12）：32-36.