作 者： 閻慶華 黃小江 林大鈞
摘 要： 基于參數(shù)化的三維建模方式，采用Solidworks建立閥門三維參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。運(yùn)用其具有的尺寸驅(qū)動(dòng)和方程式尺寸驅(qū)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)閥門元件的參數(shù)化建模。完成后在Solidworks中調(diào)用MS Excel，生成零件設(shè)計(jì)表，將元件各參數(shù)值添加到設(shè)計(jì)表中，在Solidworks中就生成對(duì)應(yīng)的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。該庫(kù)易于修改和增、刪。
1 三維標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的建立方法
通常建立三維標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)主要有兩種方法：
（1）建立圖庫(kù)的方法。圖庫(kù)法不是參數(shù)化形式，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)生變化時(shí)，就不可能通過(guò)改變參數(shù)而使標(biāo)準(zhǔn)件的三維模型發(fā)生相應(yīng)的變化。所以，這種標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)大且不易維護(hù)。
（2）采用基于參數(shù)化特征的三維建模方式。此種方式所有的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)件由其自身的特征和參數(shù)控制，所占空間小，易于修改維護(hù)[1]。
建立參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的關(guān)鍵在于：①三維參數(shù)化模型的建立；②標(biāo)準(zhǔn)件特征參數(shù)庫(kù)的建立。
在參數(shù)化模型的尺寸驅(qū)動(dòng)中，當(dāng)確定某一系列尺寸時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)入那一系列的一組參數(shù)，并將這些參數(shù)值直接賦給尺寸變量，通過(guò)尺寸驅(qū)動(dòng)參數(shù)來(lái)進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)，從而得到不同規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件圖形。
2 采用Solidworks建立閥門三維參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的實(shí)例
Solidworks是一個(gè)具有強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能的CAD軟件。在閥門設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)閥門具體特點(diǎn)，對(duì)一些常用的零件進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)，形成系列零件庫(kù)。只要輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)，就可在原始圖的基礎(chǔ)上自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)相同、尺寸不同的新零件。下面以滑動(dòng)閥座球閥球體為例來(lái)具體說(shuō)明閥類元件參數(shù)化設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)的建立方法。
根據(jù)《閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)》所給出的圖形及尺寸（圖1、表1），對(duì)滑動(dòng)閥座球閥球體進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)?；瑒?dòng)閥座球閥球體根據(jù)其直徑不同主要包括以下系列：15、19、23、38、49、62、75、102和122，在此，采用流道直徑d為15的一組參數(shù)進(jìn)行三維參數(shù)化建模。
2.1 基于尺寸驅(qū)動(dòng)的參數(shù)化建模
根據(jù)圖1和表1，進(jìn)行球體的參數(shù)化建模，對(duì)幾何模型通過(guò)尺寸約束和結(jié)構(gòu)約束[2]確定其唯一形狀，具體步驟如下：
（1）繪制球體。根據(jù)尺寸S繪制球體外輪廓，采用基圖2體一拉伸命令，生成球體。
（2）切除φd孔。在草圖上繪制直徑為d的圓，生成孔d。
（3）L1及85°切除確定。
尺寸約束：圖2草圖中采用方程式H1=S/2+10通過(guò)尺寸φS來(lái)驅(qū)動(dòng)H1，具體為選擇“添加”命令，將尺寸全名通過(guò)雙擊圖中所需尺寸自動(dòng)輸入到添加方程式對(duì)話框中，編輯出所需方程式，單擊“確定”，如圖3所示。方程式中：D3@草圖4=H1。根據(jù)L1和85°確定草圖其余尺寸。