關(guān)于基于SolidWorks 對(duì)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用論文
1 SolidWorks 概述
1.1 SolidWorks 軟件簡(jiǎn)介
SolidWorks 是一個(gè)以特殊表征為基礎(chǔ)的三維CAD 參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，主要有實(shí)際零件的設(shè)計(jì)造型、裝配的設(shè)計(jì)造型和自主產(chǎn)生二維工程圖紙這三個(gè)應(yīng)用功能大項(xiàng)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和更新另外附加了各類仿真插件和相關(guān)渲染工具以此對(duì)軟件進(jìn)行完善更新，更好的為機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體更強(qiáng)大的輔助功能。在軟件的輔助下可以順利完成真實(shí)形體的設(shè)計(jì)、快捷形成零件工程圖、生產(chǎn)相應(yīng)模型并且進(jìn)行科學(xué)性技術(shù)性附加幫助性解釋。
1.2 SolidWorks 的功能特點(diǎn)
SolidWorks 軟件形成的是較為完整的，完全面向?qū)ο笮问降臉錉罱Y(jié)構(gòu)整體，內(nèi)涵許多目標(biāo)對(duì)象類型、屬性和方法。
1.3 SolidWorks 的功能特點(diǎn)如下所述
1.3.1Windows 用戶友好型界面展現(xiàn)及具有較強(qiáng)的可編輯性其管理器能夠更加直接的完成管理活動(dòng)，SolidWorks 特征管理器以圖形展示的方式進(jìn)行零件模型表征并與實(shí)際模板進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，中文簡(jiǎn)化界面易懂易操作，界面展現(xiàn)更加清楚、直觀。可編輯性特點(diǎn)使工件設(shè)計(jì)不斷循環(huán)的修改過程變得容易和簡(jiǎn)單，在設(shè)計(jì)、裝配、制圖三種狀態(tài)下的任意一個(gè)都可以實(shí)現(xiàn)編輯和修改操作并對(duì)另外兩種狀態(tài)進(jìn)行同步更新。
1.3.2 圖紙成型和檢測(cè)具有簡(jiǎn)便靈活性
軟件將描繪圖紙和特征定義進(jìn)行鮮明區(qū)別而存在較大差異性，使操作者更加明晰所有操作狀態(tài)，簡(jiǎn)化圖紙成型操作步驟，更容易上手操作實(shí)踐，實(shí)時(shí)記錄操作和互動(dòng)反應(yīng)，自動(dòng)進(jìn)行約束增加，狀態(tài)間的差異性由表示屬性的差異性代表，高效簡(jiǎn)便完成形狀調(diào)整和修改并進(jìn)行合理性檢驗(yàn)檢測(cè)。
1.3.3 工程圖紙制作及數(shù)據(jù)信息交互
在零件模型和裝配設(shè)計(jì)工作順利完畢后可以通過RapidDraft 工程圖技術(shù)根據(jù)模型智能化制作出項(xiàng)對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)的工程圖。另外軟件中進(jìn)行工程圖紙的相關(guān)操作選項(xiàng)可以完成更加靈活的調(diào)整、剖析。通過該軟件形成的相關(guān)數(shù)據(jù)信息能夠?qū)崿F(xiàn)與另外CAD 工具之間完成準(zhǔn)確交互，另外為其他設(shè)備軟件工具提供數(shù)據(jù)信息連接接口以完成信息交換。
1.3.4 集合性的參數(shù)化裝配和建模
該軟件可根據(jù)實(shí)際需要在兩種裝配形成模型中進(jìn)行取舍，可以同時(shí)進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，亦可以按先零件后裝配的順序進(jìn)行設(shè)計(jì)，另外附加的輔助功能如：零件安置方式、同功能件更換、檢測(cè)和零件組裝功能等，一個(gè)狀態(tài)的調(diào)整聯(lián)動(dòng)到其他狀態(tài)下的實(shí)時(shí)更新改變，裝配建模方便快捷。
2 基于SolidWorks 對(duì)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
2.1 零件模型的建立
在運(yùn)用SolidWorks 軟件進(jìn)行零件模型建立的過程中首先需要對(duì)詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)信息及對(duì)應(yīng)分類信息進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，其中可將前者稱為幾何信息數(shù)據(jù)，由標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)名和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值組合構(gòu)成;后者相對(duì)的則被稱為聯(lián)系性非幾何信息，分為類別和類型兩個(gè)方面。
2.2 有限元模型的建立
建立零件的有限元模型，這是SolidWorks 軟件應(yīng)用中進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)分析的重要組成部分。首先要保證所建立的模型幾何體是正確的且在進(jìn)行網(wǎng)格化的過程中可以使單元數(shù)量適度小，這樣才能確保得到準(zhǔn)確的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、溫度分布等重要參數(shù)信息。接下來通過加載和求解進(jìn)行受力分析。首先要對(duì)零件或裝配件相應(yīng)位置施加固定約束，其次根據(jù)其或拉伸或壓縮的受利情況及質(zhì)量和位置距離關(guān)系計(jì)算出受力的大小和壓強(qiáng)，最后對(duì)得到結(jié)果圖示，如應(yīng)力分析情況、敏感區(qū)應(yīng)力大小等，然后將所得數(shù)據(jù)與零件自身拉伸強(qiáng)度極限進(jìn)行比較分析得到位移情況。
2.3 機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是從生產(chǎn)方式的確定、生產(chǎn)原材料的確定、采用加工工序直到該零件的`最終裝配等一個(gè)完整的動(dòng)作過程。生產(chǎn)方式是針對(duì)各種結(jié)構(gòu)形式必須采用的不同種特定生產(chǎn)方法;原材料是對(duì)其質(zhì)量、品質(zhì)、屬性、效用等方面的綜合考量;對(duì)加工工序的安排或排布要充分考慮輔助資金支出價(jià)值，盡力滿足所設(shè)計(jì)零件的需求特點(diǎn)訴求點(diǎn)，以高效靈活的方式設(shè)計(jì)制造出最符合理想的零件。
3 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)過程
機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般過程，此處以機(jī)械手部件為例進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
首先要建立該零件的參數(shù)信息及關(guān)系的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫是對(duì)零件參數(shù)的諸多進(jìn)行存儲(chǔ)。在對(duì)零件的各項(xiàng)參數(shù)完成明晰的基礎(chǔ)上通過VB 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序進(jìn)行各個(gè)類別零件的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，接下來將數(shù)據(jù)庫中的基本表進(jìn)行關(guān)系聯(lián)系。
然后要進(jìn)行機(jī)械手部件的結(jié)構(gòu)特征分析并建立對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)模型。為了其二次開發(fā)應(yīng)用的便捷性需要根據(jù)各個(gè)分類零件的差異特點(diǎn)完成正確的模型。通過對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的拆分確定零件的各個(gè)特征項(xiàng)完成相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信息的記錄存儲(chǔ)并以宏文件的形式進(jìn)行實(shí)時(shí)跟進(jìn)。
由于SolidWorks 軟件中采用了特殊的程序接口和完全面向?qū)ο笫降挠脩艚换ソ缑妫@使得相關(guān)文件的創(chuàng)立變得更加簡(jiǎn)便靈活。
最后根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各項(xiàng)參數(shù)及參數(shù)值進(jìn)行相關(guān)操作，完成該機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在此過程中可能需要通過該軟件的特殊接口完成向其他相關(guān)軟件或程序的數(shù)據(jù)信息交互溝通。
4 結(jié)論
SolidWorks 軟件是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物之一，其技術(shù)功能也在不斷更新完善，它在機(jī)械零件設(shè)計(jì)領(lǐng)域的大范圍運(yùn)用使得機(jī)械零件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造更加系統(tǒng)化、高效化，是機(jī)械系統(tǒng)中的重要組成部分之一，是此類相關(guān)工作的首選技術(shù)輔助工具，其應(yīng)用水平的和利用情況引領(lǐng)著機(jī)械零件設(shè)計(jì)軟件的潮流。
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