羅躍輝， 靖少朋， 常向陽， 薛曉江， 王巖， 原志華， 張彬彬， 井儀

（中國一拖集團(tuán)有限公司 大拖裝配廠，河南 洛陽471004）

0 引 言

隨著三維設(shè)計軟件在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的工程師使用三維模型進(jìn)行技術(shù)交流。SolidWorks軟件由于其強(qiáng)大的功能，成為了機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域受歡迎的三維軟件之一[1]。

雖然SolidWorks軟件在三維制圖方面表現(xiàn)出很高的優(yōu)異性，但技術(shù)人員在進(jìn)行三維設(shè)計后制作工程圖時存在以下問題：1）二維工程圖中的標(biāo)題欄和技術(shù)要求的填寫費時費力；2）二維工程圖轉(zhuǎn)化為CAD后字體及標(biāo)注需要重新調(diào)整；3）SolidWorks自身的模板文件并不能充分滿足每個企業(yè)或用戶的實際需要。

目前，雖然大多數(shù)企業(yè)都有屬于自己的通用CAD圖紙模板[2]，但在實際的生產(chǎn)過程中，用于指導(dǎo)生產(chǎn)制造的圖紙仍然以二維CAD圖紙為主。如何能夠快捷、方便地制作工程圖成了廣大SolidWorks軟件用戶面臨的關(guān)鍵問題。SolidWorks工程圖出圖效率低下的根本原因在于零件、裝配體、工程圖之間的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。為了解決這些問題，企業(yè)或者用戶需要通過設(shè)置自身需要的零件、裝配體、工程圖等模板文件，并創(chuàng)建其間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以解決軟件的實際應(yīng)用問題。為此，本文將深入討論SolidWorks軟件在機(jī)械設(shè)計方面的應(yīng)用問題。

1 零件及裝配體模板創(chuàng)建

1.1 零件模板創(chuàng)建

特定行業(yè)或?qū)I(yè)領(lǐng)域一般對零部件的材料要求在一個特定的范圍內(nèi)，如此一來，創(chuàng)建特定的零件材料模板顯得十分必要，且對提高設(shè)計效率有極大的幫助。

創(chuàng)建零件模板是為了對零件材料、質(zhì)量等特征數(shù)據(jù)進(jìn)行快速應(yīng)用，避免在制作工程圖時重復(fù)填寫相關(guān)數(shù)據(jù)，提高設(shè)計效率。

相對于拖拉機(jī)行業(yè)，在液壓系統(tǒng)中經(jīng)常遇到液壓管路方面的設(shè)計與改進(jìn), 在液壓管路的設(shè)計中材料和質(zhì)量兩個參數(shù)為常見的參數(shù)指標(biāo)。材料指標(biāo)是為了保障零部件性能的需求，質(zhì)量指標(biāo)便于設(shè)計人員明確產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，以便確定后續(xù)裝配生產(chǎn)過程中采用的手段和方法，如采用何種裝配方法、使用何種工裝等。

下面結(jié)合拖拉機(jī)液壓管路方面的零部件模板進(jìn)行討論。

1.1.1 定義零件材料屬性

在拖拉機(jī)液壓管路所使用的硬管中，最常見的材料為“精軋20-NBK GB/T3639”，為了便于說明，在以下的模板文件創(chuàng)建中使用該類型材料。

啟動SolidWorks軟件，新建一個零件。在軟件界面左側(cè)特征樹“材質(zhì)”欄對零件模板所需要的材料進(jìn)行編輯。材料選擇界面如圖1所示。

圖1 選擇材料并進(jìn)行應(yīng)用

定義零件材料的目的是在制造中保證性能需求、計算零部件質(zhì)量和進(jìn)行力學(xué)分析。

材料定義的原則：根據(jù)零件定義材料的不同需求，在建立材料時進(jìn)行區(qū)別對待。在不需要對零件進(jìn)行力學(xué)分析時，可直接對相同類別的材料進(jìn)行復(fù)制、粘貼后，直接更改材料名稱即可。在需要進(jìn)行力學(xué)分析的場合，需要通過查找材料手冊，對材料的力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行編輯。在后續(xù)的使用過程中，通過長期的積累，用戶可建立完善自己的材料數(shù)據(jù)庫。

材料定義完畢后在軟件界面左側(cè)特征樹“傳感器”中添加質(zhì)量傳感器，如圖2所示。

圖2 定義以后的模板

1.1.2 零件屬性編輯

對零件屬性進(jìn)行編輯是為了在制作工程圖時對零件的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行鏈接，而不需重新進(jìn)行標(biāo)注，減少不必要的重復(fù)工作。

1）文件屬性。從軟件導(dǎo)航欄的“文件”-“屬性”-“自定義”進(jìn)入文件屬性編輯界面[3]，如圖3所示。

圖3 零件文件屬性編輯界面

在零件文件屬性的編輯界面，填寫必要的屬性內(nèi)容，如零件號、零件名稱、材料、質(zhì)量等信息后進(jìn)行保存。

完成了以上工作以后，就可以對建好的零件模板進(jìn)行保存了，保存時在文件類型中選擇“Part Templates（*.prtdot）”。將零件模板以材料名稱進(jìn)行保存，并存放名為“我的模板”文件夾中，以便于后續(xù)調(diào)用。

進(jìn)行完“文件屬性”的編輯后還需要對“零件屬性”進(jìn)行編輯，不然在制作工程圖時不能進(jìn)行相關(guān)鏈接。

2）零件屬性。從電腦“所有程序”-“SolidWorks 20**”-“SolidWorks 工具”-“屬性選項卡編制器20**”進(jìn)入屬性編輯器中（**為SolidWorks的版本號）。在屬性編輯器最右側(cè)控制屬性欄中的“類型”選擇“零件”，通過鼠標(biāo)拖動左側(cè)的“文本框”至中間欄的“組框”內(nèi)，填寫需要進(jìn)行定義的屬性內(nèi)容，如圖4所示。需要注意的是，此處自定義的屬性內(nèi)容名稱必須和從通過“文件”-“屬性”進(jìn)行填寫的一致，這樣才能在制作工程圖時可以進(jìn)行鏈接。

圖4 零件屬性編輯界面

1.1.3 保存

進(jìn)行完零件的自定義屬性后，將其另存為“自定義屬性文件 零件.prtprp”，存放在事先定義好的文件夾中。

1.2 裝配體模板創(chuàng)建

參考零件模板的創(chuàng)建方法新建一個裝配體模板，在裝配體模板中不需對材料進(jìn)行編輯，但需要定義“文件屬性”和“裝配體屬性”。依據(jù)零件模板創(chuàng)建方法中的“文件屬性”和“零件屬性”的編輯方法，分別對裝配體進(jìn)行“文件屬性”和“裝配體屬性”進(jìn)行編輯和保存。

注意，裝配體模板保存時，在文件類型需選擇“Assembly Templates（*.asmdot）”進(jìn)行保存。

在進(jìn)行“裝配體屬性”編輯時，在“控制屬性”欄，“類型”選項中應(yīng)選擇“裝配”。編輯完成后將其另存為“自定義屬性文件 裝配.asmprp”，存放在“我的模板”文件夾中。

2 SolidWorks工程圖模板創(chuàng)建

2.1 編輯工程圖文件屬性

進(jìn)行前面的一系列工作是為了將零件、裝配體和工程圖關(guān)聯(lián)起來，以到達(dá)快速出工程圖的目的。下面將具體講述工程圖模板的創(chuàng)建及工程圖與零件、裝配體之間的快速鏈接。

新建一個規(guī)格為“gb_a4”的工程圖模板。

1)文件屬性。參考零件模板“文件屬性”屬性內(nèi)容進(jìn)行編輯和保存；2)創(chuàng)建圖層。根據(jù)需要創(chuàng)建圖層，選擇需要的線型樣式和厚度，如圖5所示；3)編輯圖框。在工程圖界面，鼠標(biāo)右鍵選擇“編輯圖紙格式”，在此界面中對圖框進(jìn)行編輯。在此界面中，也可直接將AutoCAD版本的圖紙模板復(fù)制進(jìn)來，注意：只有在AutoCAD的版本比SolidWorks版本低時，才能將CAD圖形復(fù)制到SolidWorks中。

熱加工處理后花生中總蛋白含量結(jié)果如圖1所示，采用凱氏定氮法測定水煮前后花生中的總蛋白含量發(fā)現(xiàn)，未加工的鮮花生含蛋白11.16 g/100 g鮮花生，直接水煮和曬干水煮后，蛋白質(zhì)含量分別為11.67 g/100 g鮮花生和11.14 g/100 g鮮花生，三者間蛋白含量沒有顯著差異。Mondoulet L[29]等的研究認(rèn)為，水煮過程中可能會有蛋白損失到水煮液中，本研究也測定了水煮液中的花生蛋白含量。結(jié)果顯示，約200 g鮮花生經(jīng)過直接帶殼水煮或曬干后帶殼水煮，收集的水煮液中花生蛋白量分別為12.00和11.42 mg，可見蛋白溶解進(jìn)水煮液的數(shù)量很少，故在水煮處理過程中蛋白的損失量可以忽略。

圖5 圖層編輯界面

2.2 標(biāo)題欄超鏈接設(shè)置

對工程圖標(biāo)題欄進(jìn)行超鏈接設(shè)置的目的是為了從零件或裝配體制作工程圖時可自動添加前文所創(chuàng)建模板中的各項參數(shù)。

在工程圖標(biāo)題欄中需要添加內(nèi)容的框中插入“注釋”填寫相應(yīng)內(nèi)容，對于一個企業(yè)來講，企業(yè)名稱、設(shè)計員等信息一般較為固定，可以直接在標(biāo)題欄中填寫。

零件名稱、零件號、材料、比例、質(zhì)量等內(nèi)容需要設(shè)置超鏈接才能和零件、裝配體模板屬性內(nèi)容進(jìn)行應(yīng)用。選中材料欄的注釋，在彈出的界面“文字格式”下方選擇“鏈接到屬性”，在“當(dāng)前文件”項目下，選擇“材料”后進(jìn)行確認(rèn)[4]，如圖6所示。同樣地，對“零件名稱”、“零件號”、“質(zhì)量”、“比例”、“第X張”、“共X張”等需要進(jìn)行鏈接的內(nèi)容進(jìn)行編輯，編輯完成后退出“編輯圖紙格式”。

圖6 鏈接到屬性編輯界面

創(chuàng)建好超鏈接的工程圖標(biāo)題欄如圖7所示。

圖7 工程圖標(biāo)題欄編輯界面

2.3 文檔屬性

為了使工程圖符合國家標(biāo)準(zhǔn)的出圖規(guī)范，需要對工程圖模板的“文檔屬性”進(jìn)行編輯和定義。在工程圖界面，進(jìn)入“工 具”-“選項”-“文檔屬性”，對“注解”、“尺寸”、“單 位”、“線型”等內(nèi)容進(jìn)行編輯，選擇符合國標(biāo)和自己需要的文字、標(biāo)注樣式等相關(guān)內(nèi)容。注意，在“線型”中的可見邊線選擇0.5 mm線粗。在這里選擇的線型粗細(xì)即為從零件或裝配體生成工程圖時的線型粗細(xì)。

2.4 保存

將創(chuàng)建好的工程圖模板另存為“A4-橫.DRWDOT”，存放在“我的模板”文件夾中。注意，保存類型選擇“工程圖模板(*.drwdot)”。

3 技術(shù)要求庫的創(chuàng)建

在零件、裝配體轉(zhuǎn)工程圖時，技術(shù)要求是一項繁瑣的工程。通過創(chuàng)建常用的技術(shù)要求庫，可以在需要使用時直接進(jìn)行調(diào)用，節(jié)省設(shè)計時間。

在工程圖界面中，利用“注釋”按鈕插入“技術(shù)要求”4個字，注意字體和大小要符合國標(biāo)要求。用鼠標(biāo)選中注釋文字后，按住“Shift”鍵，然后使用鼠標(biāo)左鍵將注釋文字拖動到“我的技術(shù)要求”文件夾中，彈出的界面將文件名稱保存為“技術(shù)要求標(biāo)題”。

然后用同樣的方法創(chuàng)建常用的技術(shù)要求并進(jìn)行保存。可以看到，在“我的技術(shù)要求”文件夾下出現(xiàn)了剛才創(chuàng)建的相關(guān)技術(shù)要求內(nèi)容（見圖8）。

圖8 創(chuàng)建好的技術(shù)要求

此種方法的原理是將注釋文字創(chuàng)建成“塊”，并保存到軟件系統(tǒng)中。在進(jìn)行工程圖繪制時便可直接通過鼠標(biāo)拖拽的方法將相應(yīng)的技術(shù)要求放置到工程圖中，使出圖速度和效率大大提高。

4 模板文件的使用

4.1 模板的調(diào)用

在SolidWorks軟件界面進(jìn)入“工具”-“選項”-“系統(tǒng)選項”-“文件位置”設(shè)置中。在“文件模板”、“自定義屬性文件”、“設(shè)計庫”選項中添加前面建好的自定義模板文件的存放路徑并進(jìn)行保存。

此時，通過“Ctrl+N”快捷鍵進(jìn)入新建文件界面時就可以看到“我的模板”新定義的模板文件，如圖9所示。

圖9 我的模板使用界面

4.2 應(yīng)用實例

利用自定義的零件模板文件新建一個零件，在軟件界面右側(cè)“自定義屬性”欄填寫零件名稱為“出油管”，零件號為“123456”。將零件保存后選擇“文件”-“從零件制作工程圖”，選擇自定義的工程圖模板。零件進(jìn)行工程圖投放后，在工程圖的標(biāo)題欄自動生成鏈接。

此時，若標(biāo)題欄自動填寫的內(nèi)容不在圖框中心，可在工程圖界面右鍵選擇“編輯圖紙格式”對標(biāo)題欄內(nèi)容進(jìn)行移動和調(diào)節(jié)。然后，使用“智能尺寸”-“模型項目”對工程圖進(jìn)行快速標(biāo)注，調(diào)用先前建好的技術(shù)要求進(jìn)行技術(shù)要求的編輯后，便完成了工程圖的制作。制作好的工程圖如圖10所示。

圖10 工程圖樣例

此時，工程圖可直接進(jìn)行打印而不需要轉(zhuǎn)換成CAD文件后再進(jìn)行打印。這樣在以后的設(shè)計工作中就可以使用自己定義的模板文件，縮短設(shè)計周期，提高了出圖效率。

5 結(jié) 語

SolidWorks作為一款優(yōu)秀的三維軟件，允許用戶對其進(jìn)行二次操作和開發(fā)。本文對零件、裝配體、工程圖等相關(guān)模板進(jìn)行了創(chuàng)建，并結(jié)合實例介紹了如何進(jìn)行應(yīng)用。通過SolidWorks模板文件的應(yīng)用可以使設(shè)計人員在零件設(shè)計過程的工作效率大大提高，特別是在制作工程圖時能夠更便捷、準(zhǔn)確地進(jìn)行發(fā)布，減少大量的重復(fù)工作。

同時，本文的模板應(yīng)用思路有助于其他行業(yè)的設(shè)計人員根據(jù)自身的需求對軟件進(jìn)行一些改動，以滿足自身設(shè)計需求，提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量和效率。