0 引言

    Solid Edge是為機械設計量身定制的計算機輔助設計系統(tǒng)，從零件設計、裝配設計到工程制圖，各項功能都非常強大。因此，本文將運用Solid Edge軟件建立簡化的對稱驅(qū)動重載剪式升降平臺的模型，該升降平臺是冶金設備中應用的陽極板準備機組受板部分的升降平臺。

1 三維幾何建模設計流程

    利用Solid Edge進行對稱驅(qū)動的重載剪式升降平臺的實體建模流程。進行零件模型設計時，先對零件的總體特征進行規(guī)劃，選擇設計方案，把總體特征分解為多個特征，運用布爾運算，逐步得到整體的零件模型。通�；�本特征是以尺寸較大的特征或零件形態(tài)的主要特征，剩余部分就可以單作輔助特征，通過相關(guān)指令操作對主要特征進行修改，最后，完成整體形狀影響小的零件，但較容易造成參數(shù)化驅(qū)動失敗的裝飾性特征，如圓角和倒角。

    1.1 上平臺

    建立導軌墊板、端板、橫板、角鋼（開口）、筋板、面板、上臺板、豎板、斜板，通過對基本面的拉伸、除去多余用料、旋轉(zhuǎn)、掃掠和放樣等特征命令建立實體，然后運用布爾“加、差、交”運算，在實體之間合并、挖除以及相交成形。即單擊按鈕，新建一個零件文件。選取前視基準面，單擊按鈕，進入草圖繪制，繪制草圖，單擊按鈕，出現(xiàn)屬性管理器，在下拉列表框內(nèi)選擇【單向】選項，旋轉(zhuǎn)“邊線”，在角度文本框內(nèi)輸入“360°”，單擊按鈕，單擊按鈕，出現(xiàn)屬性管理器，在【終止條件】下選擇【兩側(cè)對稱】選項，其中平板是用平面草圖輪廓來定義的平板形狀的特征。第一個特征如果是平板，那么草圖必須是封閉的。如果平板不是第一個特征，那么草圖的輪廓開一是開放的，開放邊的端點應該在實體的邊上。

    繪制出導軌墊板、端板、橫板、角鋼（開口）、筋板、面板、上臺板、豎板、斜板，如圖1所示。

圖1 上臺板部分零件建模圖

    1.2 升降叉臂

    (1)滾輪軸。以軸的中間為基準建立坐標，通過拉伸、鏡像、出料、倒斜角得到滾輪軸。其中，拉伸造型是將平面圖形沿垂直于該平面的方向拉伸一定的距離生成立體的一種造型方法。

    使用拉伸造型可以生成柱體、柱面等。拉伸造型分為實體拉伸和曲面拉伸，實體拉伸將產(chǎn)生實體模型，曲面拉伸只能生成曲面，立體是空心的。一般使用實體拉伸，曲面只作為輔助造型的手段。實體拉伸又分為拉伸增料和拉伸除料，拉伸增料只能增加材料，拉伸除料只能去除材料。造型開始時，只有增料造型的圖標可用，因為還沒有任何可以去除的材料。如果物體是對稱的，一般應當使用雙向?qū)ΨQ拉伸，這樣拉伸的長度沿參考平面兩側(cè)是對稱的。按下對稱拉伸圖標即可。再次按下該圖標將取消其功能。根據(jù)設計尺寸，繪得滾輪軸如圖2所示。

圖2 滾輪軸

    (2)剪臂板。即單擊【新建】按鈕，新建一個零件文件。選取前視基準面，單擊【草圖繪制】按鈕，進入草圖繪制，繪制草圖，通過拉伸、出料、建立內(nèi)螺紋孔，即內(nèi)螺紋的造型一般使用孔造型，選擇孔示，選擇孔表面，選擇動態(tài)工具欄上面的孔的選項。選擇孔類型為有螺紋，選擇大徑，螺孔深，光孔深，頂部錐角，確定，將草圖放在打孔的位置上，返回，選擇打孔方向即可。

    管內(nèi)螺紋的做法相同，可繪得剪臂板如圖3所示。

圖3 剪臂板

    1.3 液壓缸配件

    (1)耳環(huán)。以軸的底面為基準建立坐標，通過拉伸、鏡像、出料得到耳環(huán)。其中，拉伸曲面，圖標位于曲面造型工具欄，是構(gòu)造輔助平面，柱面的工具，與實體造型基本相同，完成后顯示默認為藍色。可以使用鼠標右鍵單擊，在彈出的菜單中，選擇隱藏，去掉這些曲面的顯示。平面是拉伸曲面的特例，使用拉伸平面也可以生成造型中的輔助面。

    鏡像：先選擇命令，再選擇對象，最后選擇軸線。無軸線時可用兩點確定，可繪得如圖4(a)耳環(huán)。

    (2)活塞桿。以軸的中間為基準建立坐標，通過拉伸、除料，其中與除料零件造型中的除料沒有任何區(qū)別，繪制除料的草圖，一般用貫穿全部，選擇除料的方向即可得到活塞桿，如圖4(b)所示。

圖4 耳環(huán)及活塞桿

2 裝配

    SolidEdge是2D/3D混合設計的方法，使裝配設計可以在工作組中齊頭并進，并確保整個產(chǎn)品的正常裝配。裝配設計可以按兩個基本方式進行分類，即自下而上設計和自上而下設計。自上而下：是一從裝配的設計方案出發(fā)，設計人員跟據(jù)設計方案分頭設計零件，直到最后完成裝配體的過程。我們主要采用自下而上的裝配方法。

    單一零件建模在單一零件（.par和.psm）文件中，應用裝配關(guān)系，把單一建模零件根據(jù)其裝配關(guān)系放到裝配文件中，總裝文件是所有零件裝配在一起，進行編輯時要能夠維持相互裝配關(guān)系。

    (1)裝配設計流程。啟動SolidEdge，進入裝配環(huán)境，放置零件，應用裝配關(guān)系，完成裝配設計。首先裝配路徑查找器零件庫，原位創(chuàng)建，標準件庫。其次智能優(yōu)先級，選擇模式。

    基于當前文檔自動設置查找優(yōu)先級：如果您處于獨立零件文檔中，智能優(yōu)先級則不可用。如果您處于裝配文檔中，智能優(yōu)先級將首先查找零件，然后查找其它元素類型，例如單個面和特征。如果您從裝配中原位激活了某個零件，智能優(yōu)先級則可用，并查找面和特征之類的元素類型，以及忽略裝配中的其他零件。

    選擇模式：設置用于添加或移除選定元素的選擇模式，默認為法向模式添加，移除模式：將未選中的元素添加到當前選擇集或從當前選擇集中移除選中的元素。

    添加模式：設置選擇模式以只將元素添加到選擇集中。

    移除模式：設置選擇模式以只從當前選擇集中移除元素。然后裝配零件定位，配對條件。第一個進入裝配體的零件固定，后續(xù)拉進裝配體的零部件要使用配對條件定位。

    配對關(guān)系主要有以下幾種：①貼合，面和面平行且方向相反可以選擇偏移距離；②面對齊，面平行而且方向相同可以選擇偏移距離；③軸對齊，兩個零件的圓柱形特征軸線對齊零件可以定義另外的旋轉(zhuǎn)方向關(guān)系；④插入，混合了貼和與軸對齊過程旋轉(zhuǎn)軸固定（系統(tǒng)默認）可以通過浮動選項把軸設置成可以旋轉(zhuǎn)的；⑤連接，通過連接關(guān)系，用一個零件的關(guān)鍵點、面、線定位另一個單一零件的關(guān)鍵點。例如，可應用連接關(guān)系根據(jù)一個零件的球面來定位另一個零件的球面中心；⑥角度，在設置解鎖旋轉(zhuǎn)選項時，可用來定義想要的旋轉(zhuǎn)方向；⑦匹配坐標系，當匹配兩個零件的坐標系時，三個平面對齊系被用來將零件與其坐標系軸對齊；⑧組件替換，用新的零件或子裝配替換裝配中的零件或子裝配，當您替換零件時，裝配關(guān)系可能會失效，如同級變量，訪問其他零件或子裝配的變量。您可以在裝配中的零件之間編輯、復制與粘貼變量。必須在選項對話框的零件間選項卡中選擇將鏈接粘貼至變量表選項，然后才能在變量表中粘貼變量鏈接。

    零件間復制，只能在已從裝配中原位激活的文檔中創(chuàng)建零件間副本，可以借助復制的幾何體來創(chuàng)建與復制的元素相關(guān)聯(lián)的新幾何體。通過重復操作，可以裝配得到對稱驅(qū)動的重載剪式升降平臺裝配圖。

    (2)剪叉升降平臺上平臺、臺車支架裝、叉臂外框架、內(nèi)框架、Y-HCl冶金設備用液壓缸和對稱驅(qū)動重載剪式升降平臺裝配圖如圖5(a)-(f)所示。

圖5 對稱驅(qū)動重載剪式升降平臺裝配圖

3 結(jié)論

    本文采用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，運用Solid Edge建立了組成重載驅(qū)動四油缸剪式升降平臺的各個零部件，最后根據(jù)零部件之間的運動、連接關(guān)系將其裝配成整體。用數(shù)字模型來代替物理原型來進行產(chǎn)品設計中的分析與評價，從而實現(xiàn)產(chǎn)品在時間、成本、質(zhì)量等多目標的高效率開發(fā)。

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本文標題：基于Solid Edge對稱驅(qū)動升降平臺的裝配設計

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