第6章 装配体设计

第6章装配体设计装配体设计有2种设计方法：自下而上设计方法和自上而下设计方法。通常使用的装配方法是自下而上装配方法，即将已绘制完成的零件插入到装配体文件中，形成装配体。装配体的零部件可以包括独立的零件和其它装配体，装配体文件中的装配体称为子装配体。6.1装配体基本操作要实现对零部件进行装配，必须首先创建一个装配体文件。本节介绍创建装配体的基本操作，包括新建装配体文件、插入零部件、移动零部件与旋转零部件。6.1.1新建装配体文件零件设计完成以后，将零件装配到一起，必须创建一个装配体文件。新建装配体文件操作步骤如下：（1）新建文件利用“文件”→“新建”菜单命令，或者或者单击“标准”工具栏中的“新建”图标按钮，此时系统弹出“新建SoildWorks文件”对话框。（2）选择文件类型在对话框中选择“装配体”图标，然后单击“确定”按钮，创建一个装配体文件。6.1.2插入零部件要组合一个装配体文件，必须插入需要的零部件。插入零部件的操作步骤如下：（1）执行插入零部件命令利用“插入”→“零部件”→“现有零件/装配体”菜单命令，或者单击“装配体”工具栏中的“插入零部件”图标。（2）设置属性管理器系统弹出“插入零部件”属性管理器，单击属性管理器中的“保持可见”按钮图标，用来添加一个或者多个零部件，属性管理器不被关闭。单击属性管理器中的“浏览”按钮，此时系统弹出“打开”对话框，在其中选择需要插入的文件。（3）插入零件单击对话框中的“打开”按钮，然后左键单击视图中一点，在合适的位置插入所选择的零部件。继续插入需要的零部件。零部件插入完毕后，单击属性管理器中的“确定”按钮图标。6.1.3移动零部件在“FeatureManager设计树”中，只要前面有“（－）”符号，该零件即可被移动。移动零部件的操作步骤如下：（1）执行移动命令利用“工具”→“零部件”→“移动”菜单命令，或者单击“装配体”工具栏中的“移动零部件”图标。（2）设置移动类型系统弹出“移动零部件”属性管理器。在属性管理器中，选择需要移动的类型，然后拖动到需要的位置。（3）退出命令操作单击属性管理器中的“确定”按钮图标，或者按Esc键，取消命令操作。在“移动零部件”属性管理器中，移动零部件的类型有5种类型,分别是：自由拖动、沿装配体XYZ、沿实体、由三角XYZ与到XYZ位置。1．自由拖动：系统默认的选项即是自由拖动方式，可以在视图中把选中的文件拖动到任意位置。2．沿装配体XYZ：选择零部件并沿装配体的X、Y或Z方向拖动。视图中显示的装配体坐标系可以确定移动的方向。在移动前要在欲移动方向的轴附近单击。3．沿实体：首先选择实体，然后选择零部件并沿该实体拖动。4．由三角XYZ：在属性管理器中键入移动三角XYZ的范围，然后单击“应用”按钮。零部件按照指定的数值移动。5．到XYZ位置：选择零部件的一点，在属性管理中中键入X、Y或Z坐标，然后单击“应用”按钮。所选零部件的点移动到指定的坐标位置。6.1.4旋转零部件在“FeatureManager设计树”中，只要前面有“（－）”符号，该零件即可被旋转。旋转零部件的操作步骤如下：（1）执行旋转命令。利用“工具”→“零部件”→“旋转”菜单命令，或者单击“装配体”工具栏中的“移动零部件”图标。（2）设置旋转类型系统弹出“旋转零部件”属性管理器。在属性管理器中，选择需要旋转的类型，然后根据需要确定零部件的旋转角度。（3）退出命令操作单击属性管理器中的“确定”按钮图标，或者按Esc键，取消命令操作。在“旋转零部件”属性管理器中，移动零部件的类型有3种类型，分别是：自由拖动、对于实体与由三角XYZ。1．自由拖动选择零部件并沿任何方向旋转拖动。2．对于实体选择一条直线、边线或轴，然后围绕所选实体旋转零部件。3．由三角形XYZ在属性管理器中键入旋转三角XYZ的范围，然后单击“应用”按钮。零部件按照指定的数值进行旋转。6.2装配体配合方式配合在装配体零部件之间生成几何关系。空间中的每个零件都具有3个平移和3个旋转共6个自由度。在装配体中，需要对零部件进行相应的约束来限制各个零件的自由度，来控制零部件相应的位置。SolidWorks提供了两种配合方式来装配零部件，分别是：一般配合方式和SmartMates配合方式。6.2.1一般配合方式配合是建立零件间配合关系的方法，配合前应该将配合对象插入到装配体文件中，然后选择配合零件的实体，最后添加合适的配合关系和配合方式。配合的操作步骤如下：（1）执行配合命令利用“工具”→“配合”菜单命令，或者单击“装配体”工具栏中的“配合”图标。（2）设置配合类型系统弹出“配合”属性管理器。在属性管理器中“配合选择”一栏中，选择要配合的实体，然后单击配合类型按钮，此时配合的类型出现在属性管理器的“配合”一栏中。（3）确认配合单击属性管理器中的“确定”按钮图标，配合添加完毕。从“配合”属性管理器中可以看出，一般配合方式主要包括：重合、平行、垂直、相切、同轴心、距离与角度等配合方式。下面分别不同类型的配合方式。1．重合重合配合关系比较常用，是将所选择两个零件的平面、边线、顶点，或者平面与边线、点与平面，使其重合。2．平行平行也是常用的配合关系，他用来定位所选零件的平面或者基准面，使之保持相同的方向，并且彼此间保持相同的距离。3．垂直相互垂直的配合方式可以用在两零件的基准面与基准面、基准面与轴线、平面与平面。平面与轴线、轴线与轴线的配合。面与面之间的垂直配合，是指空间法向量的垂直，并不是指平面的垂直。4．相切相切配合方式可以用在两零件的圆弧面与圆弧面、圆弧面与平面、圆弧面与圆柱面、圆柱面与圆柱面、圆柱面与平面之间的配合。5．同轴心同轴心配合方式可以用在两零件的圆柱面与圆柱面、圆孔面与圆孔面、圆锥面与圆锥面之间的配合。6．距离距离配合方式可以用在两零件的平面与平面、基准面与基准面、圆柱面与圆柱面、圆锥面与圆锥面之间的配合，可以形成平行距离的配合关系。7．角度角度配合方式可以用在两零件的平面与平面、基准面与基准面、及可以形成角度值的两实体之间的配合关系。6.2.2SmartMates配合方式SmartMates是SolidWorks提供的一种智能装配，这是一种快速的装配方式。利用该装配方式，只要选择需配合的两个对象，系统就会自动配合定位。SolidWorks提供了两种智能的装配方式，一种是插入零件至装配环境时进行智能装配；另一种是在装配环境中进行智能装配。1．插入零件至装配环境时进行智能装配在向装配体文件中插入零件时，也可以直接添加装配关系。2．在装配环境中进行智能装配在该装配方式中，参与装配的文件已插入到装配体文件中，然后利用智能装配命令，添加配合关系。6.3零件的复制、阵列与镜像在同一个装配体中可能存在多个相同的零件，在装配时用户可以不必重复的插入零件，而是利用复制、阵列或者镜像的方法，快速完成具有规律性的零件的插入和装配。6.3.1零件的复制SolidWorks可以复制已经在装配体文件中存在的零部件，下面将介绍复制零部件的操作步骤。（1）复制零件按住Ctrl键，在“FeatureManager设计树”中，选择需要复制的零部件，然后拖动到图中需要的位置。（2）添加配合关系添加相应的配合关系式。6.3.2零件的阵列零件的阵列分为线性阵列和圆周阵列。如果装配体中具有相同的零件，并且这些零件按照线性或者圆周的方式排列，可以使用线性阵列和圆周阵列命令进行操作1．零件的线性阵列线性阵列可以同时阵列一个或者多个零部件，并且阵列出来的零件不需要再添加配合关系，即可完成配合。2．零件的圆周阵列零件的圆周阵列与线性阵列类似，只是需要一个进行圆周阵列的轴线。6.3.3零件的镜像装配体环境下的镜像操作与零件设计环境下的镜像操作类似。在装配体环境下，有相同且对称的零部件时，可以使用镜像零部件操作来完成。镜像零件的操作步骤如下：（1）创建装配体文件利用“文件”→“新建”菜单命令，在系统弹出的“新建SoildWorks文件”对话框中，单击“装配体”图标，创建一个装配体文件。（2）插入文件利用“插入”→“零部件”→“现有零件/装配体”菜单命令，插入文件，并调节视图中零件的方向。（3）添加配合关系利用“工具”→“配合”菜单命令，或者单击“装配体”工具栏中的“配合”图标。此时系统弹出“配合”属性管理器。（4）添加基准面利用“插入”→“参考几何体”→“基准面”菜单命令，或者单击“参考几何体”工具栏中的“基准面”图标按钮。系统弹出“基准面”属性管理器。（5）对零件进行镜像6.4装配体检查装配体检查主要包括碰撞测试、动态间隙、体积干涉检查及装配体统计等，用来检查装配体各个零部件装配后装配的正确性、装配信息等。6.4.1碰撞测试在装配体环境下，移动或者旋转零部件时，SolidWorks提供了检查其与其他零部件碰撞检查。在进行碰撞测试时，零件必须做适当的配合，但是不能完全限制配合，否则零件无法移动。碰撞测试的具体操作步骤如下：（1）碰撞检查设置（2）碰撞检查。（3）物资动力设置（4）物资检查6.4.2动态间隙“动态间隙”用于在零部件移动过程中，动态显示两个设置零部件间的距离。6.4.3体积干涉检查在一个复杂的装配体文件中，直接判断零部件是否发生干涉是比较困难的。SolidWorks提供了体积干涉检查工具，利用该工具可以比较容易地在零部件之间进行干涉检查，并且可以查看发生干涉的体积。体积干涉检查的操作步骤如下：（1）干涉检查设置利用“工具”→“干涉检查”菜单命令，此时系统弹出“干涉检查”属性管理器。选中“视重合为干涉”复选框，单击属性管理器中的“计算”按钮图标。（2）体积干涉检查6.4.4装配体统计SolidWorks提供了对装配体进行统计报告的功能，即装配体统计。通过装配体统计，可以生成一个装配体文件的统计资料。装配体统计的操作步骤如下：（1）打开装配体文件（2）执行装配体统计命令利用“工具”→“装配体统计”菜单命令，此时系统弹出“装配体统计”对话框。（3）确认统计结果单击“装配体统计”对话框中的“确定”按钮，关闭该对话框。6.5爆炸视图在零部件装配体完成后，为了在制造、维修及销售中，直观地分析各个零部件之间的相互关系，我们将装配图按照零部件的配合条件来产生爆炸视图。装配体爆炸以后，用户不可以对装配体添加新的配合关系。6.5.1生成爆炸视图爆炸视图可以形象地查看装配体中各个零部件的配合关系，常称为系统立体图。爆炸视图通常用于介绍零件的组装流程、仪器的操作手册及产品使用说明书中。爆炸视图的操作步骤如下：（1）执行创建爆炸视图命令（2）设置“爆炸”属性管理器。6.5.2编辑爆炸视图装配体爆炸后，可以利用“爆炸”属性管理器进行编辑，也可以添加新的爆炸步骤。编辑爆炸视图的操作步骤如下：（1）打开“爆炸”属性管理器并编辑（2）确认爆炸修改（3）删除爆炸步骤6.6装配体的简化6.6.1零部件显示状态的切换零部件的显示有2种状态：显示和隐藏。通过设置装配体文件中零部件的显示状态，可以将装配体文件中暂时不需要修改的零部件隐藏起来。零部件的显示和隐藏不影响零部件的本身，只是改变在装配体中的显示状态。切换零部件显示状态常用的有3种方法。1．右键快捷菜单方式在“FeatureManager设计树”或者图形区域中，右键单击要隐藏的零部件，在弹出的快捷菜单中选择“隐藏”选项。2．工具栏方式在“FeatureManager设计树”或者图形区域中，选择需要隐藏或者显示的零部件，然后单击“装配体”工具栏中的“隐藏/显示零部件”图标，即可实现零部件的隐藏和显示状态的切换。3．菜单方式在“FeatureManager设计树”或者图形区域中，选择需要隐藏的零部件，然后利用“编辑”→“隐藏”→“当前显示状态”菜单命令，将所