淺談?dòng)?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在低壓電器產(chǎn)品上的應(yīng)用研究

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)輔助軟件的發(fā)展，其在電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)的應(yīng)用越來越為廣泛，本文以Solid Edge 這款軟件為例，對計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在低壓電器產(chǎn)品上的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。Solid Edge 屬于一種功能較為全面的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，本文對Solid Edge 在低壓電器產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹，對Solid Edge 軟件如何設(shè)計(jì)產(chǎn)品和如何與PDM進(jìn)行集成進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，電器產(chǎn)品

Solid Edge這款軟件是由著名的西門子公司所研發(fā)出來的，主要是面向中端市場，其功能十分的豐富，可以實(shí)現(xiàn)大量產(chǎn)品的3D模型設(shè)計(jì)以及一些相對來說比較簡單的零件仿真；另外其Velocity 系列產(chǎn)品同樣還包括了CAM Express、Teamcenter Express等一些列功能。

1.Solid Edge模塊概述

在Solid Edge這款軟件里面，包括多種模塊功能供設(shè)計(jì)者進(jìn)行選擇，例如鈑金、零件模型、焊接、裝配、仿真分析以及二維工程圖等等。

對于零件模型模塊來說，也就是modeling 模塊，其主要的作用就是通過同步或者是順序建模的方法來進(jìn)行一些零件3D模型的構(gòu)建，能夠?qū)α慵牧系母鞣N參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，這樣能夠方便的查看后期的一些數(shù)據(jù)。

對于鈑金模塊來說，也就是sheet metal模塊，其屬于一個(gè)專用于沖壓件類零件的模塊，所以在這個(gè)模塊里面，擁有彎折、沖壓、以及凹坑等一系列命令，通過這些命令能夠設(shè)計(jì)出滿足相關(guān)工藝要求的零件，同時(shí)還能夠完成計(jì)算平面展開圖，從而使CAM加工制造更加便捷。

對于裝配模塊來說，也就是assemble模塊來說，其主要的作用就是用于裝配設(shè)計(jì)，包括鈑金生成零件以及零件模型生成零件的裝配設(shè)計(jì)。另外其還能夠完成裝配件的渲染造型、裝配動(dòng)畫和干涉檢查等。

對于焊接模塊來說，也就是weld模塊，其屬于一個(gè)專用于焊接類零件的模塊，能夠在零件和零件間生成角焊以及坡口焊等等。

對于二維工程圖模塊來說，也就是draft 模塊，其主要的作用就是進(jìn)行以3D模型為基礎(chǔ)的2D工程圖的建立，同時(shí)也能夠進(jìn)行AUTOCAD 的構(gòu)建。除此之外，這個(gè)模塊還可以完成和AUTOCAD 等一系列繪圖軟件圖紙的高效率交互，使得兼容性得到了很大程度的提升。

對于仿真分析模塊來說，也就是simulation模塊，其進(jìn)行了多種仿真工具的集成，包括熱分析以及應(yīng)力分析等等，這使得客戶能夠便捷的對自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。

2.Solid Edge的建模原理

對于Solid Edge這款軟件來說，其鈑金或者是零件的建模和別的一些3D軟件是不一樣的，這款軟件的主要思路是利用繪制并操作草圖來構(gòu)建零件的模型。所以，對于Solid Edge來說，建模的首要步驟就是繪制草圖。如果繪制的草圖存在問題，那么會直接對模型的質(zhì)量產(chǎn)生影響。在下面的內(nèi)容里面，就以一個(gè)低壓的電器產(chǎn)品上面的一個(gè)零件進(jìn)行舉例，對整個(gè)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行說明，本文所設(shè)計(jì)的這個(gè)零件是低壓接觸器上面的接線端鈕，如下圖所示。

2.1如何使用Solid Edge對零件進(jìn)行實(shí)體造型

通過對零件類型的分析能夠知道這個(gè)零件是沖壓件，所以在進(jìn)行模型建立的時(shí)候要選擇鈑金模塊。然后把零件根據(jù)鈑金類特征分解成相應(yīng)的元素或者是特征，從而明確能夠采取的特征造型命令，和將要構(gòu)建什么樣的輪廓，在最后的時(shí)候?qū)μ卣鞯慕㈨樞蜻M(jìn)行一個(gè)明確。對于造型順序來說，如果其足夠合理，那么對于后期的維護(hù)和修改是特別方便的。對于造型來說，其是利用旋轉(zhuǎn)、拉伸等一系列命令來進(jìn)行實(shí)體的構(gòu)建的，之后通過布爾運(yùn)算實(shí)現(xiàn)減除以及合并等操作。在最后的時(shí)候可以通過倒圓以及倒角等進(jìn)行細(xì)節(jié)特征的附加。

通過第一張圖能夠得知，這個(gè)零件的頂部是存在著一個(gè)折彎特征的，能夠通過折彎命令來進(jìn)行完成；在底部存在一個(gè)打癟，能夠利用凹坑命令來進(jìn)行完成；在頂部的中間存在一個(gè)螺紋孔，這個(gè)螺紋孔能夠打孔命令進(jìn)行完成；剩下來的部分能夠利用除料命令完成。

根據(jù)上面的分析能夠看得出來，進(jìn)行模型建立的時(shí)候，第一步就是要明確想要建模的零件的種類是什么，然后再分解模型特征，盡量的劃分成為基本特征，這樣更加便于建立特征。在最后的時(shí)候就是對特征和特征間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行明確，得到正確的特征建立順序，這是由于這一步對于后期模型的改動(dòng)造成很大的影響。

2.2如何使用Solid Edge進(jìn)行零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)

所謂的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，所指的就是針對于零件的各式各樣特征的尺寸通過變量的形式來進(jìn)行表示，利用對變量值大小的改變以對模型的變化進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。對于變量來說，其可以為固定的常數(shù)，同樣也可以是公式。對于技術(shù)人員來說，可以利用定義了變量的尺寸的調(diào)整，使得軟件能夠自動(dòng)的形成所對應(yīng)的3D模型，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的更新。在Solid Edge這款軟件里面，相應(yīng)的技術(shù)人員能夠通過變量表等一系列工具針對于模型的尺寸進(jìn)行變量的賦予。這樣的話只要對這些尺寸的變量值進(jìn)行更改，就能夠獲得形狀以及性能比較類似的零件，同時(shí)利用零件的種類把它們存儲起來，方便后期進(jìn)行調(diào)用。通過這樣的方式，進(jìn)行一個(gè)零件的設(shè)計(jì)，就完成了一系列類似零件的設(shè)計(jì)。

2.3如何使用Solid Edge軟件特征庫

和上面所介紹的參數(shù)化設(shè)計(jì)相類似，Solid Edge這款軟件針對于用戶經(jīng)常所使用的特征設(shè)置了一個(gè)專用的特征庫，這個(gè)特征庫的主要作用就是把日常用戶所常常用到的一些特征進(jìn)行相應(yīng)的歸納，之后再放到特征庫里面，這樣后期的調(diào)用更加的方便。

2.4如何使用Solid Edge創(chuàng)建2D工程圖

對于Solid Edge這款軟件來說，其圖紙和3D模型是相互關(guān)聯(lián)的，能夠完成由3D模型直接生成2D工程圖的轉(zhuǎn)變。除此之外，在模型的屬性管理器里面能夠事先進(jìn)行零件信息的填寫，在2D工程圖里面能夠直接引用，讓其能夠一直保持一致。

2.5仿真分析

能夠?qū)α慵脑O(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，看看其能否滿足產(chǎn)品的相關(guān)要求。

3.和PDM之間的集成

另外，對于Solid Edge這款軟件來說，其和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)了高度的集成。利用PDM能夠?qū)Ω鱾€(gè)模型以及圖紙的狀態(tài)進(jìn)行了解，還能夠?qū)崟r(shí)的掌握項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)度，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)異地的協(xié)同設(shè)計(jì)，使得整個(gè)開發(fā)的時(shí)間很大程度的得到減少。

4.總結(jié)

通過上面的介紹能夠看得出來，相比于傳統(tǒng)的2D軟件設(shè)計(jì)，Solid Edge這款軟件能夠通過參數(shù)化建模完成更為快速的模型構(gòu)建以及后期修改，使得整個(gè)開發(fā)時(shí)間縮小一半以上，同時(shí)設(shè)計(jì)的質(zhì)量也更好。另外，和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM之間的高度集成能夠讓整個(gè)項(xiàng)目可視化效果進(jìn)一步得到增強(qiáng)，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度更快，質(zhì)量更好。

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作者簡介

羅創(chuàng)章（1996—），男，漢族，籍貫：廣東廉江，職稱：學(xué)生，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。

（作者單位：韓山師范學(xué)院）