基于SolidWorks的挖掘机工作装置虚拟设计

    3.2.3装配及检验
   
    SolidWorks提供了自上向下设计和自下向上设计两种基本方法生成装配体。自上向下的设计是指在装配环境下进行相关设计子部件的能力，不仅做到尺寸参数全相关，而且实现几何形状、零部件之间全自动完全相关，并且为设计者提供完全一致的界面和命令进行全自动的相关设计环境。用户可在做好装配布局图的情况下，设计其它零部件，并保证布局图、零部件之间全自动完全相关。
   
    自下向上的设计是指在用户先设计好产品的各个零部件后，运用装配关系把各个零部件组合成产品的设计能力。在装配关系定制好之后，不仅做到尺寸参数全相关，而且实现几何形状、零部件之间的全自动完全相关，并为设计者提供完全一致的界面和命令进行全自动的相关设计环境，该方法较为实用。
   
    本装配体在装配时采用自下向上设计方法，即首先利用拉伸、阵列、切除等基本功能建立挖掘机工作装置各个零部件图，在装配时先确定挖掘机底座作为固定件，其他的零件在固定件上按照装配关系依次导人进行装配，各个零件之间可加上所需的约束关系，如同轴、两平面平行、两平面重合等，这些约束使得到的装配体更接近实际装配体，整个装配过程犹如在实际生产中进行实物组装一样，较为逼真。最终得到的工作装置装配图如图4所示。

    
    SolidWorks拥有对装配体进行千涉检查、碰撞检查和动态间隙检测功能，以帮助我们在装配过程中判断零件之间有无干涉，保证任意两个零件在空间不会出现相互重叠现象。在检查过程中可以通过移动或旋转零部件来动态检查零部件之间的间隙，避免真正实物安装时产生干涉而无法安装，以便从中发现问题及时对模型进行修改，直到获得满意结果。进行产品设计时，若所有零部件的三维零件模型都已创建成功并装配完毕，还可以进行动画制作，以便进一步查看该装配体在动态过程中各零部件之间的相互关系和检测虚拟装配的可靠性。利用动画仿真可以评估所设计的零部件对预期功能的实现程度，进而优化设计，有效地确保产品的可装配性。图5为挖掘机工作装置的动画仿真过程。

    
    3.2.4工程图
   
    SolidWorks可利用自带的工程图转换软件方便地从三维模型自动转换成二维工程图。经过转换的图形十分准确，并且产生各种视图的功能比较齐全，如剖视图、轴测图、局部放大图等都能自动生成，各种尺寸标注、形位公差、焊接符号等注释均可自动产生，并且可以灵活调整尺寸的种类和位置。更重要的是，还能同MS Excel联结，白动生成各种符号，如明细栏、标题栏、明细表等。通过设置图纸大小、填写标题栏等即可生成符合机械制图标准的二维工程图。如图6所示为挖斗工程图。

    
    同时，在产品设计过程中，为了更明确地表达产品结构，往往需要提供一张所有零件按拆卸关系放置的装配体图，这种装配体图即爆炸视图，通过此图可形象地再现装配体特征。在装配体环境下，在插人下拉菜单中选择〔爆炸视图〕，出现爆炸视图对话框。生成爆炸视图有两种方法:自动爆炸和手动爆炸。对工作装置通过设定合适的爆炸视角、爆炸方向和爆炸距离而生成的爆炸视图如图7所示。

    
    4结束语
   
    虚拟设计技术为设计人员提供了一种崭新的技术手段，利用三维设计软件SolidWorks实现对挖掘机工作装置三维模型的参数化设计。在设计过程中，设计人员可以根据需要，通过实时修改相应的特征来完成最终的设计任务。由于在新产品开发过程中不需要制造样机，所以能大大降低试制费用。此外，在很大程度上也提高了产品设计质量，缩短了产品的研制周期，增强了产品的市场竟争力。