基于SOLIDWOKS的滾動轉子式壓縮機外殼參數化設計

王樹鵬

摘要：SolidWorks是一款優秀的三維CAD設計軟件，功能多樣、簡單易學，能夠提供不同的設計方案、降低新產品開發過程中的錯誤以及提高產品質量。本文基于SolidWorks軟件，利用Solidworks平臺下系列零件設計表功能，快速有效地實現滾動轉子式壓縮機外殼零件的參數化設計，大幅度的縮減了三維建模耗費的時間，簡化了設計過程，有效提高了產品的開發效率。

關鍵詞：SolidWorks；滾動轉子式壓縮機；外殼；參數化設計；系列零件表

概述

滾動轉子式制冷壓縮機因具有容積效率高、零部件少、體積小等優點而在空調器中得到了廣泛使用。在市場競爭激烈的今天，如何快速地響應市場的需求，迅速設計出經濟、可靠的滾動轉子式壓縮機產品是現在從事滾動轉子式壓縮機研究設計人員面臨的主要問題之一。

外殼是滾動轉子式壓縮機一個主要零件，在通常的設計過程中，我們根據實際需求進行外殼設計，按不同的高度、內徑、壁厚、吸氣孔的大小和位置等參數對每個外殼進行繪制。

由于外殼形狀基本相同，僅僅是在具體尺寸參數上不同，而現有設計人員常用的三維軟件不可能有該類零件的標準庫。如果仍按傳統的方法對所有規格的外殼逐一設計，則會進行大量的重復性工作，工作效率低下。

SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發的三維CAD系統，它是是一款優秀的三維參數化設計軟件，它為參數化設計提供了兩種設計方法。一種是直接采用用Solidworks中的系列零件設計表參數化功能，這種方法無需編程，簡單實用。第二種是利用Solidworks軟件內嵌的應用程序接口（API）實現二次開發，此方式相對要復雜一些，需具有設計人員要有計算程序的的編程能力。

本文介紹利用Solidworks系列零件設計表功能簡單便捷地建立基于產品結構特征的產品模型，建立外殼的標準零件庫，簡便快捷，可以提高設計效率，縮短新產品的研發周期。

1 Solidworks的系列零件設計表功能和參數化設計流程

Solidworks軟件的主要特點是：基于特征、造型、參數化驅動、二維和三維全動態關聯，而參數化設計功能也是它區別于其他三維CAD軟件的一個典型特征。所謂參數化就是用數學公式建立模型內各相關尺寸的參數關系，使之成為可任意調整的參數，當改變某個尺寸參數值時，將自動改變與其相關的尺寸，實現通過調整參數來修改和控制幾何形狀的功能。參數化設計以強大的的草圖設計、尺寸驅動修改圖形的功能，成為最初設計、產品建模及修改、系列化設計、多方案比較和動態設計的有效手段。

系列零件設計表是用來實現新產品三維模型設計標準化和系列化的輔助工具，利用系列零件設計表工具可以驅動一系列零件的尺寸值，從而生成不同的配置，可以便利的管理具有相同或相近結構的零件，特別適用于通用化零件的管理。可以采用簡單的方法生成大量的衍生零件，對于標準化零件管理有很大幫助。使用系列零件設計表，不需要每個零件都從草圖繪制，可以節約大量的設計時間。使用系列零件設計表，由于具有一致的特征參數，只是尺寸不同，所以在裝配體中可以無錯誤的實現零部件的替換。生成的系列零件設計表存儲在模型文件中，不會關聯到Excel文件，在模型中所進行的修訂不會影響原來的Excel文件。

2 外殼參數化設計的方法

2.1首先建立外殼的基礎模型，由于外殼具有相近的特征，外形相同而尺寸不同，不同的外殼特征區分為壁厚、外徑、底面球徑、過渡R、吸氣高度、吸氣孔徑。外殼的三維建模通過旋轉生成本體，通過拉深切除生成吸氣孔。其他尺寸的外殼利用系列零件設計表生成多種配置進行設計造型。

2.2在FeatureManager設計樹中的注解文件夾處單擊鼠標的右鍵，選擇：“顯示特征尺寸”，這時在圖形區域中外殼的兩個草圖中的的所有特征尺寸都顯示出來，可以看到兩個草圖中的相關尺寸，分別代表外殼的壁厚、外徑、底面球徑、過渡R角、吸氣高度、吸氣孔徑

2.3啟動零件設計表功能，依次通過選擇菜單欄的的【插入】、【表格】、【設計表】命令圖表，在SolidWorks中插入系列零件設計表，視圖窗口將彈出到Excel軟件界面，設計界面顯示為Excel的工具欄。之后會在PropertyManager設計樹種出現系列零件設計表的選項，可以看到三個選項組，分別是【源】、【編輯控制】和【選項】。全部選擇默認選項即可。可以看到彈出尺寸對話欄，顯示出兩個草圖的所有尺寸列表。

2.4選擇尺寸添加到零件設計表，我們可以選擇全部尺寸也可以只選擇變量尺寸添加到零件設計表，之后點擊確定，自動識別草圖中的尺寸。

上圖中的尺寸依次代表了外殼的參數：壁厚、高度、外徑、球面半徑、過渡R、吸氣孔徑、吸氣孔高度。

2.5添加系列外殼尺寸，在系列零件設計表中按照特征定義輸入其他編號的外殼的相關尺寸，點擊圖形區域中的空白處從而完成外殼同系列零件的設計。同時彈出一個對話框提示生成相應配置，一個零件圖中就包含了多種尺寸規格。

2.6單擊Solidworks窗口左邊面板頂部的ConfigurrationManager設計樹顯示了此模型中所包含的系列零件型號。雙擊要需要的外殼代號，自動生成模型。需要追加外殼型號尺寸時，再EXCEL表格中添加數據即可。

2.7文件保存，模型生成后將零件保存為外殼.sldprt，這樣當需要生成一個外殼實體時，雙擊外殼代號。保存文件為相應外殼代號.sldprt即可，外殼.sldprt作為一個模版存在。

3結束語

運用Solidworks的參數化設計功能，結合外殼部件的結構特征，采用Solidworks的系列零件設計表配置功能，建立了外殼的標準零部件體系，在設計時可以快速的建立新規外殼，不需要重復畫圖，避免和減少了重復勞動。大大提高了工作效率，加快新產品的研發周期。

參考文獻

[1] 郭術義.常用零部件的SolidWorks三維建模與仿真[M].北京：國防工業出版社，2013.

[2] 鄧遠雄，周志雄，龔春全.磨床砂輪架零件三維參數化CAD系統的開發[J].機械，2004，3（1）：33-36.

（作者單位：沈陽中航三洋制冷設備有限公司）