基于SolidWorks的单头双极限卡规参数化设计

　　1 引言

　　表1所示的单头双极限卡规,在基本尺寸D=1~80mm范围内具有相同的结构而具体尺寸不同。如果对每个不同尺寸的零件都单独进行设计,显然有大量的重复劳动,工作繁琐,效率低下。过去也有人做成哑图后再查表添加相应尺寸,以节省工作量,但仍需仔细校核,同时也给图纸管理带来不便。

　　借助SolidWorks的三维参数化设计功能,可以实现此类具有相同结构而具体尺寸不同的系列化零件的参数化设计,设计过程简单、方便、快捷、准确。

　　2 参数化设计与SolidWorks的功能

　　2.1 参数化设计技术

　　采用CAD技术可以通过人机交互方式完成图形绘制和尺寸标注。传统CAD方法是先绘制图形,再从中抽象出几何关系,设计只存储最后结果,而将设计过程丢失。这样的系统无法支持初步设计过程,也不能对因图形尺寸变化引起的图形相关变化进行自动处理,即对于各种不同的产品模型,只要稍有变化都必须重新设计和造型。而参数化设计采用参数化模型,通过调整参数来修改和控制几何形状,自动实现产品的精确造型。参数化设计方法与传统CAD方法相比,其最大的不同在于存储了设计的整个过程,能设计出一族而不是单一的产品模型。采用参数化设计使工程设计人员能够勿需考虑细节而能尽快草拟零件图,并可以通过变动某些约束参数而不必运行产品设计的全过程来更新设计[2]。

　　2.2 SolidWorks的相应功能

　　SolidWorks是基于Windows平台的三维机械设计软件。SolidWorks具有以下优点:基于尺寸和几何驱动,零件设计尺寸、相互关系和几何轮廓形状可以随时修改,设计数据100%可以编辑;将复杂零部件的细节和局部设计用SolidWorks的特征管理器(树)进行安排,条理清晰明了,操作简单方便;SolidWorks由零部件的三维模型直接生成工程图纸,其间的结构和尺寸全相关并实现更新完全同步;SolidWorks能自动进行动态约束检查;具有强劲复杂的曲面造型能力,能设计表面形状复杂的曲面零件;SolidWorks还具有模具和钣金设计功能,等等。由于SolidWorks基于尺寸驱动,因此通过改变尺寸可以得到新的模型,通过方程式来定义参数间或尺寸间的数学关系,通过“系列零件设计表”实现系列零件的设计[3]。

　　3 设计方法

　　3.1 设计样板文件

　　所谓样板文件就是结构相同的零件中有具体尺寸的一个文件。实际上,表1中的任一个单头双极限卡规都可以作为样板。通常,为了方便,取第一个做成样板文件。图2为按表1第一行尺寸绘制好的单头双极限卡规的轴测图(设计过程从略)。

　　3.2 定义参数名