前言

    SolidWorks是美国达索系统（Dassault Systemes）开发的一款三维机械设计软件，该软件界面友好，初学者容易上手。自引入中国以来，在机械、电子、模具、新能源等行业有着广泛的用户群。笔者从事阀门设计工作四年多来，认为SolidWorks非常适合用于设计各类风阀产品。

计算零件质量属性

    传统的零件质量计算方法是：计算出零件材料的体积，再乘上该零件的材料密度，得到零件的质量。计算过程比较繁琐，尤其是当零件结构复杂，形状不规则时，计算结果不精确。如下图所示：

图1 防火阀阀体

    但如果使用SolidWorks将其建模，对零件赋予相应的材料之后，点击“质量属性”按钮后，就会弹出“质量属性”对话框，零件质量的精确计算结果立即显示出来。同时还会显示零件的体积、表面积等信息。

图2 SolidWorks软件计算零件质量属性

辅助设计加工图纸

    风阀产品常采用金属板钣金加工，能够准确地进行钣金展开、下料，对产品的质量尤为关键，为此，借用SolidWorks软件的钣金功能，能够快速的进行产品设计、钣金下料图展开，特别是展开图能够直接转化为激光切割机、等离子切割、数控转塔冲床等设备所识别的数据格式，实现高效、精确下料。

图3 零件图和零件钣金展开图

    SolidWorks软件的钣金功能非常强大，可以方便的设置展开系数、自动切释放槽、折弯半径等参数，极大地方便用户设计阀门、机箱、机柜等产品。

    SolidWorks软件还具有工程图文件类型，支持ANSI、ISO、DIN、BSI、GB等多个国家的绘图标准，经过20余年的发展，已经完全支持GB绘图标准，不需要借助其他软件，就能够绘制标准图纸。

图4 多个国家的绘图标准

    它具备三维软件的典型优点，可以自动投影生成各种视图：左视图、右视图、俯视图、局部视图、剖视图、剪切视图、轴测视图、交替位置视图；可以方便的标注各类尺寸、公差、形位公差、焊接符号；自动标注零件序号、技术要求，自动生成材料明细表，极大地提高了绘图效率。

图5 自动投影生成各种视图

虚拟装配及运动仿真

    SolidWorks软件具有装配体文件功能，可以把提前建模好的零件、部件调入装配体文件中，利用“配合”命令，进行产品的虚拟装配，可以方便的发现各零部件的配合关系、位置干涉等问题，避免设计失误、节省试制成本。

    还可以通过SolidWorks软件的Motion功能进行产品的运动仿真，能够直观的观察零件的运动过程，进一步发现各零部件之间是否存在干涉问题。

应力分析

    运用SolidWorks的Simulation插件，根据零件的实际工作情况对设计的零件模型设置载荷和约束，软件将自动对受力零件进行应力、应变以及位移分析。风阀叶片的应力结果显示如图6所示。

图6 风阀叶片应力分布示意图

    借助Simulation插件对叶片零件进行应力分析，我们比较出叶片上加强筋的不同形状、不同分布位置对叶片的强度影响较大：采用“V”形加强筋时叶片刚度高于“半圆形”加强筋；加强筋距离叶片边缘位置在30-35mm时，抗压效果最好。

图7 叶片加强筋形状及分布位置

    我们知道，对于结构和形状复杂的受力零件，按照材料力学进行受力分析计算是非常困难和繁琐的，而借助SolidWorks的Simulation插件功能，能够为我们提供快速的重要的设计参考。

编制产品装配工艺说明书

    SolidWorks软件还具备爆炸视图功能，可以用来制作产品的装配工艺说明书、装配视频动画，使得产品装配简单、直观、易懂。

图8 爆炸视图功能

结束语

    笔者使用SolidWorks软件接近20余年了，见证了软件的不断进步，其功能越来越强大，现在已具有渲染插件、模具设计插件、产品生命周期管理插件等功能，其工程图的国标化非常符合中国的标准要求，产品系列化设计功能也非常实用，其生成的零件也可以用于BIM软件打开，随着应用的不断发展，阀门的设计将变得更加高效、快捷，更会帮助我们设计出更好的产品。