技术文章--基于SolidWorks软件的液压集成块设计

基于SolidWorks软件的液压集成块设计

SolidWorks是美国SolidWorks公司开发的CAD产品，基于Windows操作平台，在技术内核上基于先进的Parasolid图形语言平台，因而，在使用的方便性和技术的先进性两方面均趋于完美。。

   1、SolidWorks软件的特点

  1.1、SolidWorks具有强大便捷的实体造型功能

  采用参数化技术，尺寸与模型交互驱动。各种图元与该图元的尺寸之间存在内在联系，因此改变图元就会改变该图元的尺寸。反之，改变尺寸，图元也会发生相应的变化。

  采用特征造型技术，特征相对于长方体、圆柱体等传统单元几何实体而言容易生成，由它们组合成各种实体。

  1.2、SolidWorks提供广泛的工程应用支持

  SolidWorks提供剖视、测量、透视等功能，方便用户了解造型的状况。

  SolidWorks软件包括零件、装配和工程图3种建模环境，零件的几何尺寸信息可以在3种环境之间实现互动更新，即用户可以在其中任意环境下操作零件模型，变更其尺寸和形状、当切换到其他环境中时，其中的零件模型会按照最新的变化结果进行自动更新，从而保持产品模型在各种环境中的一致性。

  SolidWorks软件提供了设计重用和设计系列化功能，通过设定模型中的可变参数，可实现零件模型的系列化。

  SolidWorks软件可以生成装配体的爆炸图，以显示各零件间的装配关系，并目可以制作零件之间的动画过程，从而生动地显示装配体各零件间的安装关系。

    2、利用SolidWorks设计液压集成块的流程

  首先绘制草图，然后通过拉伸、旋转等操作生成特征。经过一系列的特征构建，利用尺寸关系、几何关系、方程式等在特征之间建立关联关系，最终形成产品的零件造型。在产品设计环境中，所有相关的零件全部造型设计完成后，便可进行装配，生成装配体。在装配体环境中，可以进行运动仿真和干涉检查，通过检查结果，在该环境中可以对零件进行修改。具体流程如下:

  (1)根据系统液压原理图和所选阀的情况，确定集成块的尺寸.

  (2)根据各阀在集成块上的位置安排，首先确定进出油口位置，利用异型孔向导生成进出油孔，按设计要求确定孔径和长度。再从离进油口最近的阀开始，将该阀对应的连接板安装尺寸以草图形式画在事先确定的安装面上，利用异型孔向导生成安装螺纹孔和油孔。检查该阀的油孔与进出油道的连通情况，如果不满足要求，则适当改变进出油口位置、该阀位置或对应油孔的长度。然后，再设计下一个阀的位置和油孔的长度，直到把所有的阀都布置好。根据液压原理图，使应相连的孔连通，不应相连的孔保持一定的距离，这个距离通常视阀体材料而定，一般孔间距不应小于5mm。图1为基于SolidWorks软件的集成块设计图。

(3)将各阀、压力变送器、接头等各种元件安放到相应的位置。检查装配体中各元件是否产生干涉，布局是否合理。如有问题，再进行相应的调整，直到合适为止。图2为基于SolidWorks软件的三维装配实体图。

  (4)根据所完成的零件图，生成和输出包含所有加工信息的工程图。即利用SolidWorks软件生成各种视图，如三视图和各种剖面视图，完整反映油孔和各阀的安装位置。

    3、设计实例

  3.1、确定集成块的外形尺寸及各阀的相对安装位置

  图3为某液压系统原理图实例，该集成阀块由于安装空间的限制，要求B油口直接叠加至油缸上;为了便于维护及更换液压元件，要求元件尽可能安装至集成块的两侧;为了便于接管，进出油口必须安装至集成块顶面与换向阀及压力变送器同一安装面上。

  根据系统设计要求，进油口P、回油口T、控制油口X、泄油口Y、电磁阀及压力变送器安装至集成块顶面;液控单向阀、溢流阀、单向阀、截止阀及测压接头安装至集成块两侧;油口A放至集成块底面，便于与油缸连接。再参考阀的安装尺寸及最大外形尺寸，初步确定集成块外形尺寸为190mmx200mmx220mm。

   3.2、生成集成块设计三维图及集成块装置总装配图

  利用异型孔向导生成进油孔，按设计要求确定孔径和初设长度。

  从离进油口最近的电磁换向阀开始，利用异型孔向导将该阀对应的连接板安装尺寸生成在集成块顶面上。图4中电磁阀连接板的所有安装尺寸均以左上角的固定安装螺纹孔为基准，改变阀安装位置时只需更改基准螺纹孔的连接尺寸，其他尺寸跟随该尺寸自动刷新。在侧面生成工艺孔，检查该阀的油孔与进油道的连通情况(图5),如果不满足要求，则适当改变进油口位置、该阀位置或对应油孔的长度。

  然后，再设计下一个阀的位置和油孔的长度，直到把所有的阀安装面都布置好(图6)。

   3.3、集成块装置总装配图

  将各阀安装在集成块相应位置上，检查各元件是否发生干涉，见图7。如果发生干涉，重新修改集成块布局图。修改完毕后，可以在SolidWorks环境下直接生成工程二维视图，见图8。

4、结束语

液压集成块采用二维参数化软件进行设计，建立虚拟装配环境，使分析和观察的方式变得非常直观，设计人员能尽可能在设计阶段发现问题，从而能够摆脱繁重的绘图工作.把主要精力放在对系统功能、结构等方面的分析和思考上，保证设计质量，提高设计效率。同时还可以对实体模型进行不同视角的观察，使集成块孔系的正确性检查变得直观可靠。对装配体进行干涉检查，提高一次性设计的成功率。