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  • 球阀三维实体设计
    发布日期:2016-1-22


    摘 要:球阀广泛应用于管道中,球阀的设计水平对球阀制造工艺产生直接的影响。文中探讨了球阀在Solidworks中建模、装配和阀盖工程图生成,为优化球阀部件的结构设计,提升设计人员的工作效率,提供一种易于掌握又切实可行的方法。

    本页关键词:进口球阀-进口电动球阀-进口气动球阀

    引言

    球阀是球体随阀杆转动实现启闭动作的阀门,主要有阀体、阀盖、阀芯、阀垫组成,在管道设备上广泛应用。借助三维软件对球阀进行设计,可以直观的展示其零部件形状、相互关系等。

    三维设计软件很多,有Solidworks、Pro/E、UG、SolidEdge、Catia等,每种软件都有自己的特点。Solidworks是上个世纪90年代初期,美国Solidworks公司开发的一种基于特征的参数化设计软件,功能强大,操作简单,现已成为业界主流设计软件之一。其设计的基本思路是:三维零部件设计—虚拟装配—二维加工图纸。

    1 球阀三维零部件设计

    Solidworks有零件实体建模功能,具有变量化的草图轮廓绘制功能,能进行自动动态约束检测。在绘制草图时,通过一些绘图命令绘制草图轮廓并灵活运用转换实体引用、等距实体、镜像、阵列等编辑草图命令后、添加几何关系和尺寸关系等,可以绘制高质量的草图。有了高质量草图后,通过拉伸、旋转、扫描、放样等操作可以建立基体特征即机械专业中所说的毛坯,然后通过各种切除、倒角、倒圆、抽壳、筋、镜像、阵列等加工后,可以得到修改模型特征。下面简要介绍Solidworks中,球阀各个组成零件生成的过程:图1为阀体,草图绘制时,只需画出草图大致轮廓即可,最终的形状确定完全通过标注尺寸来进行尺寸约束驱动;综合采用拉伸,拉伸切除、旋转、旋转切除、参考面、倒圆等特征操作形成实体;图2为阀芯,先进行草图绘制,然后采用旋转,旋转切除等特征操作获得;图3为阀盖,草图绘制好后,采用拉伸,旋转切除、倒圆等获得;图4为阀垫,绘制草图后,采用拉伸和旋转切除得到。

    图1 阀体

    图2 阀芯

    图3 阀盖 

    图4 阀垫

    2 球阀装配

    Solidworks装配设计可以采用“自底向上”或“自顶向下”的方法和关联设计方法,其中关联设计方法,可以在装配环境中参考其它零部件的边线、面等进行新建和编辑零部件。由于本设计的球阀其零部件位置关系明确,故采用自底向上的装配设计方法。首先,让球阀中比较大件的阀体导入装配环境并打开视图菜单下的原点使其原点跟装配环境下的系统原点重合,定位好阀体,这时发现在装配特征树显示阀体是固定的;接着根据图5球阀各个零件之间的几何装配关系,如同心、同轴、同向共面、反向共面、平行、等距等把球阀各个零件按一定顺序装配好,如图6所示。对于装配体中各个零件装配是否切合实际,可以通过Solidworks提供的干涉分析和运动模拟。为了让顾客可以部件的装配关系,Solidwork还可以利用爆炸视图功能并做成动画。

    图5 球阀装配关系

    图6 球阀装配

    3 阀盖工程图纸生成

    三维零部件模型建好后,导入Solidworks工程图模块,就可自动生成任何不同方向的视图、局部视图、剖视图和相关视图。对生成的视图,尺寸可以采用自动标注或手动标注,只能手动添加形位公差符、粗糙度、基准符、在剖视图上生成剖面线等,从而生成完整的、符合实际要求的工程图纸。

    对于装配图的工程图,Solidworks还可以自动生成材料明细表,并且可以对零件进行标号,比用AUTOCAD手动绘制便捷。

    由图6看出阀盖的端部有螺纹,由于Solidworks中零件图、装配图、工程图的相关联性,导致生成的工程图会出现螺纹的锯齿形图样,不符合国标对螺纹画法。本文在这里的解决办法是采用Solidworks配置功能,同一个零件生成两个配置,一个用来装配用,另一个用来生成工程图。图7是生成的工程图,其左端螺纹符合规范画法。

    图7 阀盖工程图

    4 结束语

    球阀各个零件中,阀体的造型是局部不规则,如果建模不准确,就会影响装配的精度和工程图的质量,本文基于Solidworks平台,通过参考面灵活运用,方便、快捷地建立球阀各个零件的三维实体精确模型,并以阀盖为例,采用配置功能办法,生成含有螺纹规定画法的工程图。实践证明,用Solidworks设计产品,可以缩短设计周期,减少设计成本,在较短的时间内可开发出高质量的机械产品。

    http://www.dghwvalve.com/index.asp

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