SolidWorks軟件設(shè)計模板應(yīng)用分析

羅躍輝， 靖少朋， 常向陽， 薛曉江， 王巖， 原志華， 張彬彬， 井儀

（中國一拖集團有限公司 大拖裝配廠，河南 洛陽471004）

0 引 言

隨著三維設(shè)計軟件在機械設(shè)計領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，越來越多的工程師使用三維模型進行技術(shù)交流。SolidWorks軟件由于其強大的功能，成為了機械設(shè)計領(lǐng)域受歡迎的三維軟件之一[1]。

雖然SolidWorks軟件在三維制圖方面表現(xiàn)出很高的優(yōu)異性，但技術(shù)人員在進行三維設(shè)計后制作工程圖時存在以下問題：1）二維工程圖中的標(biāo)題欄和技術(shù)要求的填寫費時費力；2）二維工程圖轉(zhuǎn)化為CAD后字體及標(biāo)注需要重新調(diào)整；3）SolidWorks自身的模板文件并不能充分滿足每個企業(yè)或用戶的實際需要。

目前，雖然大多數(shù)企業(yè)都有屬于自己的通用CAD圖紙模板[2]，但在實際的生產(chǎn)過程中，用于指導(dǎo)生產(chǎn)制造的圖紙仍然以二維CAD圖紙為主。如何能夠快捷、方便地制作工程圖成了廣大SolidWorks軟件用戶面臨的關(guān)鍵問題。SolidWorks工程圖出圖效率低下的根本原因在于零件、裝配體、工程圖之間的關(guān)聯(lián)性不強。為了解決這些問題，企業(yè)或者用戶需要通過設(shè)置自身需要的零件、裝配體、工程圖等模板文件，并創(chuàng)建其間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以解決軟件的實際應(yīng)用問題。為此，本文將深入討論SolidWorks軟件在機械設(shè)計方面的應(yīng)用問題。

1 零件及裝配體模板創(chuàng)建

1.1 零件模板創(chuàng)建

特定行業(yè)或?qū)I(yè)領(lǐng)域一般對零部件的材料要求在一個特定的范圍內(nèi)，如此一來，創(chuàng)建特定的零件材料模板顯得十分必要，且對提高設(shè)計效率有極大的幫助。

創(chuàng)建零件模板是為了對零件材料、質(zhì)量等特征數(shù)據(jù)進行快速應(yīng)用，避免在制作工程圖時重復(fù)填寫相關(guān)數(shù)據(jù)，提高設(shè)計效率。

相對于拖拉機行業(yè)，在液壓系統(tǒng)中經(jīng)常遇到液壓管路方面的設(shè)計與改進, 在液壓管路的設(shè)計中材料和質(zhì)量兩個參數(shù)為常見的參數(shù)指標(biāo)。材料指標(biāo)是為了保障零部件性能的需求，質(zhì)量指標(biāo)便于設(shè)計人員明確產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，以便確定后續(xù)裝配生產(chǎn)過程中采用的手段和方法，如采用何種裝配方法、使用何種工裝等。

下面結(jié)合拖拉機液壓管路方面的零部件模板進行討論。

1.1.1 定義零件材料屬性

在拖拉機液壓管路所使用的硬管中，最常見的材料為“精軋20-NBK GB/T3639”，為了便于說明，在以下的模板文件創(chuàng)建中使用該類型材料。

啟動SolidWorks軟件，新建一個零件。在軟件界面左側(cè)特征樹“材質(zhì)”欄對零件模板所需要的材料進行編輯。材料選擇界面如圖1所示。

圖1 選擇材料并進行應(yīng)用

定義零件材料的目的是在制造中保證性能需求、計算零部件質(zhì)量和進行力學(xué)分析。

材料定義的原則：根據(jù)零件定義材料的不同需求，在建立材料時進行區(qū)別對待。在不需要對零件進行力學(xué)分析時，可直接對相同類別的材料進行復(fù)制、粘貼后，直接更改材料名稱即可。在需要進行力學(xué)分析的場合，需要通過查找材料手冊，對材料的力學(xué)性能參數(shù)進行編輯。在后續(xù)的使用過程中，通過長期的積累，用戶可建立完善自己的材料數(shù)據(jù)庫。

材料定義完畢后在軟件界面左側(cè)特征樹“傳感器”中添加質(zhì)量傳感器，如圖2所示。

圖2 定義以后的模板

1.1.2 零件屬性編輯

對零件屬性進行編輯是為了在制作工程圖時對零件的設(shè)計參數(shù)進行鏈接，而不需重新進行標(biāo)注，減少不必要的重復(fù)工作。

1）文件屬性。從軟件導(dǎo)航欄的“文件”-“屬性”-“自定義”進入文件屬性編輯界面[3]，如圖3所示。

圖3 零件文件屬性編輯界面

在零件文件屬性的編輯界面，填寫必要的屬性內(nèi)容，如零件號、零件名稱、材料、質(zhì)量等信息后進行保存。

完成了以上工作以后，就可以對建好的零件模板進行保存了，保存時在文件類型中選擇“Part Templates（*.prtdot）”。將零件模板以材料名稱進行保存，并存放名為“我的模板”文件夾中，以便于后續(xù)調(diào)用。

進行完“文件屬性”的編輯后還需要對“零件屬性”進行編輯，不然在制作工程圖時不能進行相關(guān)鏈接。

2）零件屬性。從電腦“所有程序”-“SolidWorks 20**”-“SolidWorks 工具”-“屬性選項卡編制器20**”進入屬性編輯器中（**為SolidWorks的版本號）。在屬性編輯器最右側(cè)控制屬性欄中的“類型”選擇“零件”，通過鼠標(biāo)拖動左側(cè)的“文本框”至中間欄的“組框”內(nèi)，填寫需要進行定義的屬性內(nèi)容，如圖4所示。需要注意的是，此處自定義的屬性內(nèi)容名稱必須和從通過“文件”-“屬性”進行填寫的一致，這樣才能在制作工程圖時可以進行鏈接。

圖4 零件屬性編輯界面

1.1.3 保存

進行完零件的自定義屬性后，將其另存為“自定義屬性文件 零件.prtprp”，存放在事先定義好的文件夾中。

1.2 裝配體模板創(chuàng)建

參考零件模板的創(chuàng)建方法新建一個裝配體模板，在裝配體模板中不需對材料進行編輯，但需要定義“文件屬性”和“裝配體屬性”。依據(jù)零件模板創(chuàng)建方法中的“文件屬性”和“零件屬性”的編輯方法，分別對裝配體進行“文件屬性”和“裝配體屬性”進行編輯和保存。

注意，裝配體模板保存時，在文件類型需選擇“Assembly Templates（*.asmdot）”進行保存。

在進行“裝配體屬性”編輯時，在“控制屬性”欄，“類型”選項中應(yīng)選擇“裝配”。編輯完成后將其另存為“自定義屬性文件 裝配.asmprp”，存放在“我的模板”文件夾中。

2 SolidWorks工程圖模板創(chuàng)建

2.1 編輯工程圖文件屬性

進行前面的一系列工作是為了將零件、裝配體和工程圖關(guān)聯(lián)起來，以到達快速出工程圖的目的。下面將具體講述工程圖模板的創(chuàng)建及工程圖與零件、裝配體之間的快速鏈接。

新建一個規(guī)格為“gb_a4”的工程圖模板。

1)文件屬性。參考零件模板“文件屬性”屬性內(nèi)容進行編輯和保存；2)創(chuàng)建圖層。根據(jù)需要創(chuàng)建圖層，選擇需要的線型樣式和厚度，如圖5所示；3)編輯圖框。在工程圖界面，鼠標(biāo)右鍵選擇“編輯圖紙格式”，在此界面中對圖框進行編輯。在此界面中，也可直接將AutoCAD版本的圖紙模板復(fù)制進來，注意：只有在AutoCAD的版本比SolidWorks版本低時，才能將CAD圖形復(fù)制到SolidWorks中。

熱加工處理后花生中總蛋白含量結(jié)果如圖1所示，采用凱氏定氮法測定水煮前后花生中的總蛋白含量發(fā)現(xiàn)，未加工的鮮花生含蛋白11.16 g/100 g鮮花生，直接水煮和曬干水煮后，蛋白質(zhì)含量分別為11.67 g/100 g鮮花生和11.14 g/100 g鮮花生，三者間蛋白含量沒有顯著差異。Mondoulet L[29]等的研究認為，水煮過程中可能會有蛋白損失到水煮液中，本研究也測定了水煮液中的花生蛋白含量。結(jié)果顯示，約200 g鮮花生經(jīng)過直接帶殼水煮或曬干后帶殼水煮，收集的水煮液中花生蛋白量分別為12.00和11.42 mg，可見蛋白溶解進水煮液的數(shù)量很少，故在水煮處理過程中蛋白的損失量可以忽略。

圖5 圖層編輯界面

2.2 標(biāo)題欄超鏈接設(shè)置

對工程圖標(biāo)題欄進行超鏈接設(shè)置的目的是為了從零件或裝配體制作工程圖時可自動添加前文所創(chuàng)建模板中的各項參數(shù)。

在工程圖標(biāo)題欄中需要添加內(nèi)容的框中插入“注釋”填寫相應(yīng)內(nèi)容，對于一個企業(yè)來講，企業(yè)名稱、設(shè)計員等信息一般較為固定，可以直接在標(biāo)題欄中填寫。

零件名稱、零件號、材料、比例、質(zhì)量等內(nèi)容需要設(shè)置超鏈接才能和零件、裝配體模板屬性內(nèi)容進行應(yīng)用。選中材料欄的注釋，在彈出的界面“文字格式”下方選擇“鏈接到屬性”，在“當(dāng)前文件”項目下，選擇“材料”后進行確認[4]，如圖6所示。同樣地，對“零件名稱”、“零件號”、“質(zhì)量”、“比例”、“第X張”、“共X張”等需要進行鏈接的內(nèi)容進行編輯，編輯完成后退出“編輯圖紙格式”。

圖6 鏈接到屬性編輯界面

創(chuàng)建好超鏈接的工程圖標(biāo)題欄如圖7所示。

圖7 工程圖標(biāo)題欄編輯界面

2.3 文檔屬性

為了使工程圖符合國家標(biāo)準(zhǔn)的出圖規(guī)范，需要對工程圖模板的“文檔屬性”進行編輯和定義。在工程圖界面，進入“工 具”-“選項”-“文檔屬性”，對“注解”、“尺寸”、“單 位”、“線型”等內(nèi)容進行編輯，選擇符合國標(biāo)和自己需要的文字、標(biāo)注樣式等相關(guān)內(nèi)容。注意，在“線型”中的可見邊線選擇0.5 mm線粗。在這里選擇的線型粗細即為從零件或裝配體生成工程圖時的線型粗細。

2.4 保存

將創(chuàng)建好的工程圖模板另存為“A4-橫.DRWDOT”，存放在“我的模板”文件夾中。注意，保存類型選擇“工程圖模板(*.drwdot)”。

3 技術(shù)要求庫的創(chuàng)建

在零件、裝配體轉(zhuǎn)工程圖時，技術(shù)要求是一項繁瑣的工程。通過創(chuàng)建常用的技術(shù)要求庫，可以在需要使用時直接進行調(diào)用，節(jié)省設(shè)計時間。

在工程圖界面中，利用“注釋”按鈕插入“技術(shù)要求”4個字，注意字體和大小要符合國標(biāo)要求。用鼠標(biāo)選中注釋文字后，按住“Shift”鍵，然后使用鼠標(biāo)左鍵將注釋文字拖動到“我的技術(shù)要求”文件夾中，彈出的界面將文件名稱保存為“技術(shù)要求標(biāo)題”。

然后用同樣的方法創(chuàng)建常用的技術(shù)要求并進行保存?？梢钥吹?，在“我的技術(shù)要求”文件夾下出現(xiàn)了剛才創(chuàng)建的相關(guān)技術(shù)要求內(nèi)容（見圖8）。

圖8 創(chuàng)建好的技術(shù)要求

此種方法的原理是將注釋文字創(chuàng)建成“塊”，并保存到軟件系統(tǒng)中。在進行工程圖繪制時便可直接通過鼠標(biāo)拖拽的方法將相應(yīng)的技術(shù)要求放置到工程圖中，使出圖速度和效率大大提高。

4 模板文件的使用

4.1 模板的調(diào)用

在SolidWorks軟件界面進入“工具”-“選項”-“系統(tǒng)選項”-“文件位置”設(shè)置中。在“文件模板”、“自定義屬性文件”、“設(shè)計庫”選項中添加前面建好的自定義模板文件的存放路徑并進行保存。

此時，通過“Ctrl+N”快捷鍵進入新建文件界面時就可以看到“我的模板”新定義的模板文件，如圖9所示。

圖9 我的模板使用界面

4.2 應(yīng)用實例

利用自定義的零件模板文件新建一個零件，在軟件界面右側(cè)“自定義屬性”欄填寫零件名稱為“出油管”，零件號為“123456”。將零件保存后選擇“文件”-“從零件制作工程圖”，選擇自定義的工程圖模板。零件進行工程圖投放后，在工程圖的標(biāo)題欄自動生成鏈接。

此時，若標(biāo)題欄自動填寫的內(nèi)容不在圖框中心，可在工程圖界面右鍵選擇“編輯圖紙格式”對標(biāo)題欄內(nèi)容進行移動和調(diào)節(jié)。然后，使用“智能尺寸”-“模型項目”對工程圖進行快速標(biāo)注，調(diào)用先前建好的技術(shù)要求進行技術(shù)要求的編輯后，便完成了工程圖的制作。制作好的工程圖如圖10所示。

圖10 工程圖樣例

此時，工程圖可直接進行打印而不需要轉(zhuǎn)換成CAD文件后再進行打印。這樣在以后的設(shè)計工作中就可以使用自己定義的模板文件，縮短設(shè)計周期，提高了出圖效率。

5 結(jié) 語

SolidWorks作為一款優(yōu)秀的三維軟件，允許用戶對其進行二次操作和開發(fā)。本文對零件、裝配體、工程圖等相關(guān)模板進行了創(chuàng)建，并結(jié)合實例介紹了如何進行應(yīng)用。通過SolidWorks模板文件的應(yīng)用可以使設(shè)計人員在零件設(shè)計過程的工作效率大大提高，特別是在制作工程圖時能夠更便捷、準(zhǔn)確地進行發(fā)布，減少大量的重復(fù)工作。

同時，本文的模板應(yīng)用思路有助于其他行業(yè)的設(shè)計人員根據(jù)自身的需求對軟件進行一些改動，以滿足自身設(shè)計需求，提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量和效率。