SolidWorks軟件在軸承工業(yè)中的應(yīng)用

2013-08-06 by:廣州SolidworksUGCatia培訓(xùn)中心來源:仿真在線

1 前言

軸承是任何機械中都不可或缺的關(guān)鍵零部件,軸承技術(shù)水平的高低在一定程度上代表了一個國家的機械工業(yè)水平的高低。隨著世界機械工業(yè)發(fā)達(dá)國家對軸承特別是精密、特種軸承的關(guān)鍵技術(shù)的投入,三維分析、設(shè)計軟件的應(yīng)用,即將成為未來軸承工業(yè)的技術(shù)潮流。SolidWorks軟件因其強大的分析、模擬功能,簡潔、快速的應(yīng)用模式,以及簡單易學(xué)、價格低廉的優(yōu)勢,必將廣泛應(yīng)用于軸承工業(yè)中。

2 SolidWorks軟件在軸承性能分析中的應(yīng)用

SolidWorks軟件不僅具有強大的三維造型功能,而且具有強大的有限元高級分析功能,其分析模塊與Solidworks軟件無縫集成。分析工具可用于分析軸承零件在受到外部載荷的情況下安全系數(shù)大小、軸承零件的應(yīng)力分布云圖和變形云圖狀況,形象地再現(xiàn)軸承零件應(yīng)力、變形的動態(tài)分布以及運動情況。圖1為深溝球軸承在受力后的應(yīng)力分布圖,可得出軸承內(nèi)外圈、滾珠、保持架之間的接觸力、應(yīng)力、應(yīng)變的變化情況及接觸過程中的壓力變化情況,這種方法可以分析軸承原始制造誤差以及載荷等不同工況對軸承接觸應(yīng)力、應(yīng)變、位移變化的影響,這對軸承的強度分析和壽命設(shè)計提供理論依據(jù),具有現(xiàn)實意義。

3 SolidWorks軟件在軸承設(shè)計中的應(yīng)用

SolidWorks基于特征的參數(shù)化設(shè)計部分,其主要文件分為:零件文件(*.sldprt)、裝配體文件(*.asmprt)和工程圖文件(*.drwprt)。在軸承設(shè)計過程中,其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

3.1 快捷地完成各種軸承零件的設(shè)計

SolidWorks具有豐富的零件實體建模功能。它能進(jìn)行變量化的草圖輪廓繪制,并能自動進(jìn)行動態(tài)約束檢查。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、抽殼、特征陣列以及打孔等操作,更簡便地實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計。由于SolidWorks所繪圖形比例1:1,且設(shè)計尺寸的零誤差,設(shè)計者可以根據(jù)所設(shè)計軸承結(jié)構(gòu)快速繪出大致的零件圖,然后利用Solidworks精確并智能化地標(biāo)上尺寸,再進(jìn)行簡單的實體轉(zhuǎn)換即完成了軸承零件的精確繪制。

3.2 軸承裝配及干涉檢驗

在SolidWork環(huán)境下,調(diào)入軸承零件插入到裝配體模塊中,并添加相關(guān)有效的配合關(guān)系,使零件在裝配模型中處于一個正確的位置,可以實現(xiàn)軸承的快速裝配。SolidWork三維視圖,裝配位置關(guān)系明確,各零部件的位置一目了然,利用SolidWork的靜態(tài)、動態(tài)干涉檢查可以在計算機中就發(fā)現(xiàn)零部件之間的碰撞問題,而不用等到加工后才發(fā)現(xiàn)。

3.3 快速生成二維工程視圖及相關(guān)報表

由于國內(nèi)大多數(shù)軸承企業(yè)目前還在普遍使用二維繪圖軟件,規(guī)范的軸承產(chǎn)品圖紙基本都是二維視圖,SolidWork帶有快速的三維視圖轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)二維工程圖的功能,順應(yīng)了中國傳統(tǒng)工程師的看圖習(xí)慣。

3.4 SolidWorks三維設(shè)計能完整反映設(shè)計者的設(shè)計意圖

采用SolidWorks三維軟件進(jìn)行軸承設(shè)計,相對于二維軟件來說,有許多優(yōu)點。其中之一就是它能真正體現(xiàn)出設(shè)計者的設(shè)計意圖,擺脫了二維軟件純粹繪圖的作用,是目前軸承設(shè)計的發(fā)展方向。設(shè)計者可以根據(jù)自己的設(shè)計意圖和軸承零件在裝配模型中的位置以及相互關(guān)系,結(jié)合零件的自身特點和具體的運動條件,不斷地調(diào)整自己的設(shè)計模型和配合要求,使零件結(jié)構(gòu)設(shè)計更符合自己的設(shè)計思路和功能要求。

另外,在SolidWorks 2010中還新增一個用于評估設(shè)計對環(huán)境影響的工具,這是同類軟件所沒有的。當(dāng)軸承開發(fā)工程師在研發(fā)新軸承產(chǎn)品時,軟件自帶的這項功能會對設(shè)計者所選擇的材料、潤滑類型及潤滑油量、工藝過程等對環(huán)境的影響做一個評估,以打分的形式表現(xiàn)出來。SolidWorks 2010中的這項功能很好地響應(yīng)了世界環(huán)保協(xié)會提出的綠色設(shè)計的理念。

3.5 SolidWorks工程圖紙的加密措施

工程CAD圖紙,在任何時候都是一個企業(yè)的命脈,工程圖紙的安全保密已經(jīng)是許多企業(yè)急需解決的問題。現(xiàn)代密碼技術(shù)是保障信息安全的最基本、最核心的技術(shù)措施,已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。SolidWorks軟件對工程圖紙增加了加密保護機制,在SolidWorks軟件的文件菜單中增加一個”文件加密”子菜單,鍵入密碼,點擊確定后,文件在關(guān)閉后自動加密。如果沒有正確的用戶口令,在目前計算機技術(shù)條件下基本是不可能被攻破的,完全能夠保護企業(yè)機密圖紙的安全。

4 SolidWorks軟件在軸承生產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 便于設(shè)計開發(fā)與實際生產(chǎn)的結(jié)合

設(shè)計者在進(jìn)行軸承設(shè)計時,再也不用像原來二維時代,首先把腦海中的三維軸承零部件形狀轉(zhuǎn)成計算機中的二維圖,然后工人加工的時候卻又要把圖紙中的二維圖轉(zhuǎn)成三維模型來思維。在SolidWorks中可以直接將設(shè)計者腦海中的軸承零部件模型反映到計算機中,然后自動生成標(biāo)準(zhǔn)的二維工程視圖,這樣加工者馬上就能讀懂模型的形狀。

4.2 簡潔快速生成工藝卡

在軸承研制過程中,對于標(biāo)準(zhǔn)軸承,可以利用SolidWorks軟件中的工藝模塊直接生產(chǎn)軸承生產(chǎn)工藝卡。在SolidWorks三維模型文件中通過對其配置來設(shè)計其三維工序圖,并生產(chǎn)對應(yīng)的二維工序圖,在工藝卡片文件中進(jìn)行連接。二維工藝卡片和二維工程圖同存儲于一個文件中。由于SolidWorks較件的相互關(guān)聯(lián)性,工藝卡片的數(shù)據(jù)隨軸承零件的修改而改變。

5 SolidWorks軟件在軸承售前售后服務(wù)中的應(yīng)用

5.1 三維立體模型圖有利于和客戶交流

SolidWorks軟件是一款功能強大的CAD軟件,不僅能完成三維造型,實現(xiàn)從產(chǎn)品概念、零部件設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配模型設(shè)計,而且能完成三維造型產(chǎn)品的上色、賦予材料質(zhì)感、三維動畫演示和渲染圖像等。在某些場合下,如某些精密特種軸承產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,僅僅依靠文字或敘述往往不易講解清楚,利用SolidWorks的三維模型實現(xiàn)軸承的動態(tài)可視化,模擬軸承產(chǎn)品設(shè)計的裝配過程、模擬拆裝過程和軸承產(chǎn)品高速運行過程,而且可以通過屏幕捕捉再現(xiàn)零件設(shè)計過程,將設(shè)計者的意圖更好地傳遞給客戶,圖3是新開發(fā)軸承產(chǎn)品的軸承裝配圖體及剖視圖。

5.2 SolidWorks的軸承選型系統(tǒng)

最新的SolidWorks軟件,基于Visual Basic 6.0,結(jié)合我國最新國家標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)了一套SoliddWorks下的滾動軸承選用系統(tǒng),用戶只要輕松點擊滾動軸承類型和代號,就可以得到對應(yīng)軸承的三維模型及相關(guān)參數(shù),客戶可以預(yù)選合適的軸承,然后再和軸承開發(fā)工程師或相關(guān)技術(shù)人員交流。

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