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Solidworks是当前比较流行的三维设计软件，该软件提供了比较强大的三维造型功能，易学易用、界面友好，能让使用者以简单的操作方式进行高效的产品设计，能满足大部分机械行业的应用要求，其提供的基于特征的参数化造型功能更为开发者提供了良好的开发环境。本文以压路机产品设计开发为例，浅谈Solidworks三维设计软件在新产品开发中的应用。

1 在新产品方案评价中的应用

在产品设计规划阶段往往需要组织多次方案讨论评价会，以对产品的最终设计方案进行充分论证和讨论。按照以往的方式设计主管需要准备大量的设计方案图供大家讨论，经过论证、修改、再论证的多次反复才能最后定稿。

在某新型压路机设计中，为了缩短方案设计周期，我们将Solidworks三维参数化设计的压路机主要零部件和整机模型用于方案论证，可以立体、直观，清晰地将每一结构、每一层次装配关系表达清晰，并进行模拟运动显示及关键零部件应力校核，以确保结构的合理性。若方案中存在问题或某些简单结构需要修改，可利用参数化特征即时修改并再评价，从而可有效减少方案讨论、评价周期，提高设计方案的合理性和准确性。

2 利用参数化特征构建标准件库

三维模型的参数化设计是以约束造型为核心、以尺寸驱动为特征，通过改动图形的某一部分或某几部分尺寸，或修改已定义好的零件参数，自动完成对图形中相关部分的改动从而实现对图形的驱动。在Solidworks中实现参数化设计的方法归纳起来有两大类：①利用Solidworks软件本身提供的参数化造型方法，包括方程式驱动、系列零件设计表、配置和库特征这些功能；②利用Solidworks提供的丰富的API函数进行二次开发，任何支持OLE和COM的编程语言都可以作为Solidworks的开发工具。比较而言，第一类方式简单易行，无需编写代码，较为简单易用。

由于压路机产品体积庞大、结构复杂，在设计过程中要使用大量的各种标准件，这将消耗大量精力。为解决这一问题，可利用Solidworks提供的标准件库特征工具，将标准件按照动力装置（柴油机、电动机、滤清器、水箱等）、液压件（泵、马达、阀、接头、管件、加力器等）、联接件（螺钉、螺栓、键、垫片、销、弹簧等）、传动件（齿轮、轴承、传动轴、变速器等）和大型通用件（驾驶室、铰接架、振动轮、后罩壳、轮胎、座椅等）等若干大类，通过对上述零部件进行参数化设计并纳入标准件库进行管理，利用标准件库方便的查询、搜索、添加、调用与阅览功能，极大地简化压路机零部件的设计进程，将主要精力用于整体方案的合理性设计和关键零部件的设计上，对提高设计效率和结构的合理性、准确性起着至关重要的作用。图1所示为采用第一种方式设计的驱动后桥标准件造型图，图2为柴油机三维造型图。

图1 后驱动桥三维造型图

图2 柴油机三维造型图

3 系列产品的快速设计应用

在压路机同一系列产品设计过程中，考虑到成本及设计周期等因素，必须要着重考虑“四化”的要求，即标准化、规范化、通用化和摸块化。同一系列产品不同吨位的品种其主要零部件是完全通用的，需要改变的结构部分主要是由于动力装置或整机重量变化而需要修改的后机身、前车架连接等部分，如当设计的压路机吨位增加时，所匹配的柴油机功率增大、柴油机的体积将相应变大、安装柴油机的后机身结构及连接尺寸也将相应变化，因此需要对相关零部件实体结构及装配结构进行修改。

对于某些简单的结构改进，如当压路机吨位增加有限时，振动轮部件为通用件，可以直接从标准件库中调用，前车架由于只起到平衡前、后机身重量分配及增重的作用，因此只需要将侧板等连接件板厚相应增大即可，此时通过Solidworks参数化设计只需修改板厚尺寸即可快速生成新装配图，有利于系列产品的快速设计。

4 整机及部件虚拟装配应用

Solidworks三维设计软件是一种基于装配关系关联设计思想的设计平台，它真正实现的是计算机辅助设计而不是辅助造型，它提供了两种装配设计模式：自上而下和自下而上。一般情况下，在进行压路机零部件装配体的全新设计时可采用自上而下的设计方式，优先利用Solidworks布局草图进行布局设计，采用通过与原零件模型建立几何关系来确定各零部件相关尺寸，设计效率就比较高；在装配体改进设计时可采用自下而上的设计方式，先完成对每一个零件的设计，然后根据不同的位置要求和装配约束关系将零件逐个按照实际的安装方式装配成部件产品。

图3所示为压路机手刹系统虚拟装配效果图，在Solidworks装配功能环境中，压路机虚拟装配应按照如下流程完成。

图3 压路机手刹装置虚拟装配效果图

1）确定装配关系 压路机整机的总装配体由若干子装配体组成，即由几大部件组成，如振动轮、前机身、后机身、柴变连接和液压油箱部件等，各部件又包含若干子部件，所有零部件分别采用Solidworks建模完成后，再按照一定层次装配在一起，最后完成整机的虚拟装配，从而在产品设计树上确定了压路机所有部件的装配层次和装配关系，使整个设计结构树一目了然。

2）确定装配顺序根据压路机的结构尺寸形式和各个部件间的约束关系确定装配顺序，其方法是选定某一零部件作为装配基准，然后依次进行各零部件装配，Solidworks将会自动生成部件装配顺序。

3）确定装配约束装配约束可以按照压路机各零部件不同位置要求和装配约束关系，将逐个零件按照实际的安装方式装配成都件产品，最终装配成产品．利用Solidworks的各种约束功能如同轴心、重合、距离、角度、平行、垂直和相切等使零件与零件之间、部件与部件之间保持正确的定位关系和装配位置。

4）干涉检查完成三维装配模型后可利用软件提供的功能进行装配零件之间的动、静态干涉检查。静态干涉检查是指在特定装配形式下，检查装配体各个零部件之间的相对位置关系是否存在干涉；而动态干涉检查是检查装配体或装配体的零件在运动过程中是否存在零部件之间的干涉。一旦发现不合理之处及时调整与修改设计图纸，从而可缩短新产品试制与装配生产的时间，降低产品成本，提高设计质量，图4为压路机整机装配三维图。

图4 压路机整机装配三维图

5 在装配图册设计中的应用

装配图册是进行规范化的指导性文件，可以方便、直观地使相关人员了解产品的主要装配结构、装配位置、装配关系和装配顺序，有利于产品技术的继承及设备的维护、保养和维修拆卸。Solidworks提供了相应功能，可以按照装配顺序，以爆炸图方式将产品及主要零部件按照装配结构树的装配层次结构并以工程图中轴侧图的方式制作成产品图册，可快速了解查询结构部分零件组成、种类和数量等要素，以满足用户的特定需求。

6 工程图设计

利用Solidworks工程图模块可以将实体造型迅速转化成适合生产的二维图，并可快速完成剖视图、局部视图等不同视图表达特征的创建，多种格式尺寸、表面粗糙度、形位公差和基准符号的标注以及零件序号明细表的创建和编辑．由于Solidworks系统自身提供的工程图模板或材料明细表往往不能满足要求，因此在工程图转换前应自行建立符合需求的模板。

1）工程图模板的建立按照自身要求建立相应图幅的工程图模板文件，并将图层建立在工程图模板文件中，使新建的工程图都包含建立的圈层，再将工程图模板复制在Solidworks/data/temp/template…的模板文件中。

2）材料明细表模板的建立系统所预设的材料明细表范本存储在安装目录Solidworks/lang/Chinesesimplified/bomLemp.xl.。.下，可依照需求自行设计新的模板并保存在此安装目录下。也可将工程图保存为dwg格式，在二维环境下利用复制、粘贴的方法进行图纸格式的选择以及图纸的编辑、修改及明细表的生成。

7 有限元分析

利用Solidworks软件中内镶入的COSMOS工程分析软件可以分析工件受力及热力学分析，从而实现产品的并行设计和优化设计，使产品关键受力零部件结构更趋合理，满足使用过程中的强度和刚度要求，图5为某型号压路机支架应力云图。

图5 支架应力云图

8 产品宣传设计

利用Solidworks三位一维设计软件的高级渲染功能，将设计完成的压路机整机及各零部件模型输出成具有照片级真实感的效果图，在各媒体或展会向客户及供应商、代理商进行宣传可以起到很好的效果，并免去利用技术图纸进行描述带来的不便，图6为采用渲染后制作的某型号压路机宣传图片。

图6 压路机宣传图片

9 成本计算

Solidworks提供了计算三维实体体积和重量的“质量特性”功能，可以方便地计算出铸件、锻件和板材等各种材料规格零件的重量定额，为定额管理和成本核算提供了准确的依据。

通过在Solidworks软件平台上对压路机进行三维参数化设计，建立了典型和标准零部件库，确保了新产品开发过程中的高效、优化设计，从而为方便、准确、快捷的研制开发系列新产品提供了有力的技术保障，也为产品的成本计算、管理及信息化建设奠定了良好的基础。