SW装配体设计

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1、第5章 装配体设计学习目标一件完整的产品往往由多个零部件组成，通过装配体设计， 用户可以按照产品的组合方式，将多个零部件组成一体，形成完 整产品。通过本章学习装配体概述、开始装配体、控制装配体、 装配体检查、大型装配体的简化及管夹钳装配体设计实例，全面 掌握装配体的相关知识和技能。知识要点 装配体概述 控制装配体 控制装配体的显示 爆炸视图 开始装配体 装配体检查 其它装配体技术 大型装配体的简化5.1 装配体概述装配体设计是三维软件的基本功能之一，它可以表达零部件的工作原理和装配 关系，为后续真实的产品组装提供指导和参考，也为后续维修和产品技术要求等提 供依据。 5.1.1 计算机辅助装配

2、（1）装配体的基本概念 装配体就是将两个或多个零件模型（或部件）按照一定约束关系进行安装，形 成产品的装配。由于这种所谓的“装配”，是在电脑上模拟完成的，因此也称为虚拟装 配。 （2）装配体的应用 SolidWorks软件装配体的主要应用如下： 产品结构验证，分析设计的不足以及查找设计中的错误。例如，进行干涉 检查查找装配体中存在的干涉设计错误。 产品的统计和计算。例如，计算产品总质量和产品中的零件数量并生成零 件表。 生成产品的爆炸图。 生成产品的真实效果图，提供“概念产品”，为客户进行产品功能分析、结 构演示提供直观效果。 对产品进行运动分析和动态仿真，描绘运动部件特定点的运动轨迹。 易于

3、设计产品维修手册和使用说明。 生成产品的模拟动画，演示产品的装配过程或维修过程。5.1 装配体概述5.1.2 SolidWorks装配术语及设计树 装配体文件中保存了两方面的内容：一是进入装配体中各零件的路径，二是 各零件之间的配合关系。一个零件放入装配体中时，这个零件文件会与装配体文 件产生链接的关系。在打开装配体文件时，SolidWorks2015根据各零件的存放 路径找出零件，并将其调入装配体环境。所以装配体文件不能单独存在，需要和 零件文件一起存在才有意义，因此需要对装配体进行操作。 1装配工具命令介绍 SolidWorks2015装配环境下通过使用各种命令完成装配，“装配体”工具条

4、中命令按钮如图5-1所示：5.1 装配体概述对上述装配体中工具条中的命令说明如下： 插入零部件 ：添加一现有零部件或子装配体到装配体。 配合 ：定位两个零部件使之相互相对。 线性零部件阵列 ：以一个或两个线性方向阵列零部件。 智能扣件 ：使用SolidWorks ToolBox标准硬件库将扣减添加到装配体。 移动零部件 ：在由其配合所定义的自由度内移动零部件。 显示隐藏零部件 ：链式显示所有隐藏的零部件并使选定的隐藏零部件可见。 装配体特征 ：在装配体环境中创建孔特征。 参考几何体 ：在装配体环境中建立参考几何体。 新建运动算例 ：插入新运动算例。 材料明细表 ：新建材料明细表。 爆炸视图 ：

5、将零部件分离成爆炸视图。 爆炸直线草图 ：选择一范畴，然后单击按钮来观阅其说明。拖动按钮到任何工具栏。 干涉检查 ：检查零部件质检的任何干涉。 间隙验证 ：验证零部件之间的间隙。 孔对齐 ：检查装配体孔对齐。 ：显示当前装配体的统计数据并检查其状况。 Instant3D ：instant3d是SolidWorks2008之后版本的新增功能，他能够将草图直 接生成实体，简单快捷，为设计者节约时间。5.1 装配体概述（1）SolidWorks装配术语 在装配体的FeatureManager设计树中，文件夹和符号与零件中的稍 有不同，有些术语则是装配体中特有的。 自由度：装配体中的零部件在配合或固定

6、之前有6个自由度（3个平动 与3个旋转）。装配体中零部件如何运动是由自由度决定的。“固定”和“插 入配合”命令都可以限制零件的自由度，固定是将零部件完全限制不能运动 ，配合则一般是逐步减少自由度。 （2）零部件状态 如图5-2所示，SolidWorks装配体中各零部件有以下几种状态： 零部件“过定义”：名称前有”(+)” 零部件“欠定义”：名称前有”(- )” 零部件“固定”：名称前有”固定” 5.1 装配体概述零部件无解：部件前出现问号(?) 零部件实例数用于区分装配体中某个部件的多个实例。 文件名，应该唯一。当多个同名文件存在时，会根据搜索顺序使用先找到的 文件。 注解：装配体中的注解于零

7、部件中的注解特征作用一样。 退回状态 ：在装配体中使用该标记可以装配体退回到以前的某一状态，单 独的零部件不能被退回重新排序。它主要用于改变装配体中零部件、阵列、关联特征 等的顺序。 配合文件夹：每个装配体都有一个配合文件夹用于保存配合关系。 装配体 中零部件可能的配合状态有：“过定义”、“欠定义”、“完全定义”、“固定”，如图5-2所 示。5.1 装配体概述5.1.3 进入装配环境 装配体的设计像一个装配车间，利用已经加工完成的零件，根据不同 的位置和装配约束关系，将各个零件安装成部件或产品。 要实现零部件的装配必须至少创建一个“装配体”文件。新建“装配体”和 新建“零件”、“工程图”文件的

8、方法相同。装配体中可以包含独立的零件，也 可以包含其他装配体，装配体中所包含的装配体称为子装配体。进入装配 体环境步骤如下。 01启动SolidWorks软件，在菜单栏区域单击“文件”菜单中的“新建”命 令；在弹出的“新建SolidWorks文件”对话框中双击“装配体”命令（或者单 击选中“装配体”命令后，单击确定按钮），如图5-3所示。5.1 装配体概述02选择“装配体”命令，单击“确定”按钮，进入装配体界面，如图5-4所 示。这样就创建了一个装配体文件。5.1 装配体概述5.1.4 装配体中的配合原则 装配体中的配合原则如下： 最佳配合是将一个零部件作为固定参考，再将其余多个零件配合 到一

9、该参考零件，如图5-5所示。避免使用链式配合，如图5-6所示，这样 更容易产生错误。5.1 装配体概述对于带有大量配合的零件，使用基准轴、基准面为配合对像可使配合方案 清晰，更不容易产生错误。 尽量避免循环配合，这样会造成潜在的错误，并且很难排除。 尽量避免冗余配合：尽管SolidWorks允许冗余配合（距离和角度配合除 外），冗余配合使配合解算速度更慢，配合方案更难理解，一旦出错，更难排查。 一旦出现配合错误，尽快修复。添加配合决不会修复先前配合问题。 在添加配合前将零部件拖动到大致正确位置和方向，这样会给配合解算应 用程序更佳机会将零部件捕捉到正确位置。 如果有可能减少自由度，尽量完全定义

10、零部件的位置。带有大量自由度的 装配体解算速度更慢，拖动时容易产生不可预料的结果。 对于已经确定位置或定型的零部件，使用固定代替配合能加快解算速度。 如果零部件引起问题，与其诊断每个配合，相反删除所有配合并重新创建 常常更容易。（同向对齐反向对齐和尺寸方向冲突）。 绘制零件时，尽量完全定义所有草图，不建议由CAD中直接拷贝草图进行 建模。不精确的草图更容易产生配合错误，且极难分析错误的原因。 避免循环参考。大部分循环参考发生在与关联特征配合的时候，有时也会 发生在与阵列零部件配合的时候。如果装配体需要至少两次重建才能达到正确的结 果，那么装配体中很可能存在循环参考。5.2 开始装配体开始装配体

11、可以插入当前SolidWorks窗口中已经打开的零部件，也可以浏览文件夹， 通过路径将为打开的SolidWorks零部件调入，然后再将它们添加配合完成装配。 5.2.1 插入零部件 要完成一个装配体，需要插入装配体中所包含的所有零部件。插入零部件的方法如下： 插入零部件 新零件 新装配体 随配合复制 1插入零部件 “插入零部件”工具可用将零部件插入到当前装配体环境中。用户选择自下而上的装配方 式后，先在零件模型中进行造型设计，然后使用该工具将其插入装配体，再通过配合将其定 位。 用户可以通过以下方式激活“插入零部件”命令： 在“装配体”工具栏中单击“插入零部件”按钮 ； 在“装配体”工具栏条单

12、击“插入零部件”按钮 ； 依次执行“插入”|“零部件”|“现有零件/装配体”命令； 激活“插入零部件”命令后，“插入零部件”面板显示，与“开始装配体”一样。5.2 开始装配体2新零件 使用“新零件”工具可以在关联的装配体中设计新零件。在设计新零件 时可以使用其它装配体零部件的几何特征。用户选择自上而下的装配方式 后便可使用此命令。 3新装配体 需要在当前装配体中插入子装配体时，使用“新装配体”工具。创建子 装配体后，可将零部件添加到子装配体中。 4随配合复制 使用“随配合复制”工具复制零部件或子装配体时，可同时复制其关联 的配合。5.2 开始装配体5.2.2 配合 零部件插入到装配体中，除了第

13、一个零部件自动添加“固定”关系外，其余 都处于“悬浮”状态。处于“悬浮”状态的零部件可用朝任意方向移动、转动，处 于绝对自动状态。 处于空间中的实体处于“悬浮”状态时，有6个自由度，分别是沿X、Y、Z 三轴的移动和绕X、Y、Z三轴的转动。 当给零部件添加装配关系后，零部件的自由度将被限制而逐渐减少。当一 个零部件的自由度为0时，表明它在三维空间中被完全定位。 进行零部件装配，需要用到软件中“配合”命令，将装配体中的各个零部件 装配起来。单击“配合”命令按钮 ，属性管理器弹出“配合”面板，如图5-7所示 。5.2 开始装配体“配合”面板中包括6个选项区，分别是：“配合选择”、“标准配合”、“高

14、级配合”、“机械配合”、“配合”、“选项”，下面将对它们分别介绍。 1“配合选择”选项区 该选项区用于选择要添加配合关系的参考实体。单击“要配合实体”选 项区，选择要配合的面、边线、基准面等。 2“标准配合”选项区5.2 开始装配体5.2 开始装配体3“高级配合”选项区 “高级配合”选项区提供了比较复杂的零部件配合类型。表4-2中列出了 6种高级配合类型的说明及图解。5.2 开始装配体4“机械配合”选项区 在“机械配合”选项中有6种用于机械零部件装配的配合类型，见表4-3 所示。5.2 开始装配体5.2 开始装配体4“机械配合”选项区 在“机械配合”选项中有6种用于机械零部件装配的配合类型，见

15、表4-3 所示。5.2 开始装配体5.3 控制装配体通过复制零部件、镜像零部件和阵列零部件完成装配体中零部件的衍 生，实现装配体的控制。还可以在装配体中对尚未完全定位的零部件进行 移动操作，从而更加快速地完成智能配合。 5.3.1 复制零部件 通过以下两种方法可以实现零部件的快速复制： （1）拖放零部件：在特征管理器中，选择一个零部件，按住 键，拖动到图形区域后单击即可。或者在图形区域中，选择一个零件，按 住键，拖动到图形区域的合适位置后即可。 （2）零部件的阵列：可以在装配体中生成零部件的局部线性或圆周阵 列。5.3 控制装配体5.3.2 镜像零部件 SolidWorks软件不仅在草图中提供

16、了“镜像”命令用作镜像草图图元，在 实体中也有“镜像”命令用作镜像实体特征，甚至装配体中也有“镜像”命令用 作镜像零部件。 零部件镜像的特点： 镜像件具有原零件的配置 与原零部件相关联，随原零部件的更改而变化 可以拥有原零部件的配合关系 镜像零部件为新文件，而复制件与原几何体相同，不是新文件 镜像零部件称为原版的右手5.3 控制装配体SolidWorks软件不仅在草图中提供了“镜像”命令用作镜像草图图元， 在实体中也有“镜像”命令用作镜像实体特征，在装配体中也有“镜像”命令用 作镜像零部件。在装配体环境中进行零部件阵列与实体中的特征阵列类似 ，激活阵列命令后，在弹出的“镜像零部件”面板中选择“镜像基准面”和“要 镜像的实体”后，单击“确定”按钮 即可完成零部件的阵列，如图5-8所示。5.3 控制装配体5.3.3 零部件的阵列 在装配环境下，SolidWorks向用户提供了3种零部件的阵列