基于Solid Works的自潤滑桿端關節軸承系列化設計

葉宏偉

（麗水職業技術學院 機電工程學院，浙江 麗水 323000）

0 引言

系列化零件是指拓撲結構相同，但尺寸參數和某些細節有差異的一組零件[1]。在Solidworks軟件中，零件的系列化設計一般有3種方法：第一，使用配置功能，建立一個原始零件，在這個零件的基礎上，手動修改特征尺寸生成零件的數個變體，形成系列化零件，這種方法在系列化設計中比較繁瑣容易出錯；第二，使用軟件本身提供的API接口，通過編程實現零件系列化和參數化，這種方法功能完善，但要求設計人員具有較高的編程基礎，不易推廣；第三，使用“系列零件設計表”，在建立原始零件的基礎上，通過創建、編輯Excel電子表格自動生成多種配置，完成系列化零件設計，這種方法克服了前兩種方法存在的問題，值得在企業中推廣使用[2]。本文以SI_T/K型自潤滑桿端關節軸承為例，討論SolidWorks中零件系列化設計的方法和步驟。

1 原始零件建模

SI_TK型自潤滑桿端關節軸承結構如圖1所示，圖中R1S為潤滑層厚度，G代表內螺紋編號。通過查詢企業產品手冊得到SI_T/K型自潤滑桿端關節軸承尺寸參數如表1.從表中可知，根據軸承內徑d的不同，SI_T/K型自潤滑桿端軸承分為SI5T/K等21種型號，各型號結構完成相同，僅尺寸參數不同，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型自潤滑桿端關節軸承結構圖

注意，建模時如同系列不同規格零件在結構細節上有區別，則應選擇最復雜的規格零件建立原始零件模型，并通過壓縮特征簡化細節得到其它規格零件。

表1 SI_T/K型自潤滑桿端關節軸承尺寸

（續下表）

（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型零件的規格尺寸為基準，使用旋轉、拉伸、倒角、螺紋等命令，建立原始零件模型如圖2.

圖2 自潤滑桿端關節軸承零件三維模型

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，否則當參數改變生成新模型時，草圖可能產生變形，執行成形特征時出現錯誤[3]。

2 創建系列零件設計表

完成原始零件建模后，選擇菜單“插入→表格→設計表”，在資源管理器中彈出的“系列零件設計表”對話框“源”項目下選擇“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計表。為方便編輯表格，可以在窗口左側特征管理器特征樹中的特征“系列零件設計表”右擊鼠標，出現快捷菜單，選擇“在單獨的窗口中編輯表格”，系統彈出獨立的Excel窗口，即可建立和編輯系列零件設計表[4]。

系列零件設計表默認包含最終需要導入到軟件中符合格式規范的參數表格sheet1，其格式見圖3，從圖中可見，這一部分的參數名稱如D1@草圖1等與表1中尺寸規格參數名稱并不相同，但有相關性，可以通過Excel公式將兩者關聯起來，從而由表1中的尺寸規格參數自動計算得到系列零件設計表sheet1中符合格式規范的參數。

操作方法如下：

在系列零件設計表中新建表格“sheet2”，將表1數據圓整后輸入表格，如圖4所示。

圖3 自潤滑桿端關節軸承模型格式參數

圖4 自潤滑桿端關節軸承規格參數

表中d3、d3p分別為內螺紋公稱直徑和螺距，ch、R為倒角和圓角尺寸。

找出sheet1中規范參數和sheet2尺寸規格參數之間的關系，并在相應單元格中輸入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”，計算出 SI10TK 型軸承的螺紋孔小徑。依此辦法關聯“sheet1”和“sheet2”表中參數，得到sheet1中所有符合規范的參數值，結果如圖4.

3 零件系列化

關閉Excel文件，返回SolidWorks，系統將自動提取sheet1表格中的參數完成計算，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計表生成的代表不同規格參數的配置零件。見圖5.

圖5 自潤滑桿端關節軸承系列化模型圖

4 結束語

零件系列化設計通過建立一個原始零件并結合Excel表格就可以自動生成一個系列的零件，大大提高了產品設計的效率，同時可以有效保證產品設計的統一性和標準化，大大降低了人工設計的出錯率，具有很大的實用價值。

[1]葉宏偉.基于UG的桿端關節軸承參數化設計[J].機械研究與應用，2017，30（4）：116-118.

[2]王 麗.基于SolidWorks系列化零件設計研究[J].機電產品開發與創新，2009，22（3）：96-97.

[3]熊 雋.UG參數化設計過程中的常見問題解析[J].價值工程，2011，30（12）：40-41.

[4]羅紅萍.基于SolidWorks的三維系列化標準零件庫設計[J].梧州學院學報，2009，19（12）：32-36.