4.4 高效裝配操作

掌握裝配設計基本思路與裝配方法后,接下來要考慮的就是提高裝配效率。在實際產品設計中,需要裝配的零部件往往比較多,裝配效率低會嚴重影響產品設計效率。下面主要介紹提高裝配效率的一些操作。

4.4.1　裝配模板定制

在裝配設計之前應選擇合適的裝配模板進行產品裝配設計,保證裝配文件的統一性及規范性,便于下游工作的開展。在SOLIDWORKS中創建裝配模板的具體操作與本書第3章介紹的零件模板創建過程是類似的,下面具體介紹。

(1)新建裝配模板文件

使用系統默認的裝配模板(gb_assembly)新建一個空白的裝配文件作為模板文件。

(2)設置裝配模板背景

裝配模板中可以根據個人的喜好設置模板背景顏色,這樣只要使用該裝配模板,其背景顏色就是此處設置的背景顏色。在“前導視圖”工具條中選擇如圖4?123所示的命令設置模板背景顏色。本例設置為“單白色”背景。

(3)設置裝配模板默認視圖

裝配設計環境中有系統提供的三個初始基準面,在裝配模板中可以設置這些基準面的視圖方位及顯示狀態。在“前導視圖”工具條中選擇如圖4?124所示的命令設置默認的視圖方向,然后在模型樹中將三個基準面設置為顯示狀態,如圖4?125所示。這樣只要使用該裝配模板,裝配環境中將按照此處設置的視圖方位顯示三個基準面。

(4)設置裝配模板文檔屬性

裝配模板中還可以根據實際設計需要設置模板文檔屬性。選擇下拉菜單“工具”→“選項”命令,系統彈出“系統選項”對話框,在該對話框中單擊“文檔屬性”選項卡,在該選項卡中設置文檔屬性,在左側列表中選擇“單位”,然后在右側頁面中選擇“MMGS”作為模板默認單位系統,如圖4?126所示。

另外,默認情況下,在SOLIDWORKS繪制草圖標注尺寸時,尺寸文本顯示太小導致看圖困難,這也是很多用戶反映的一個實際問題。這個問題可以通過在文檔屬性中設置尺寸文本字體來解決。在如圖4?127所示的“文檔屬性”選項卡左側列表中選擇“尺寸”,然后在右側頁面中單擊“文本”區域的“字體”按鈕,系統彈出如圖4?128所示的“選擇字體”對話框,在該對話框中設置個人喜歡的字體樣式及大小。

(5)設置裝配模板文件屬性

考慮到將來創建裝配工程圖的方便,如裝配代號、名稱及單位名稱等,這些屬性需要在文件屬性中設置。

選擇下拉菜單“文件”→“屬性”命令,系統彈出“摘要信息”對話框,在該對話框中單擊“自定義”選項卡,如圖4?129所示,在該選項卡中定義需要的文件屬性。

默認情況下,在“摘要信息”對話框中的“自定義”選項卡中有一些系統自帶的文件屬性,如果需要添加更多的自定義屬性信息,直接在列表最后一行輸入屬性名稱即可,如圖4?130所示。本例添加單位名稱,屬性值為“武漢卓宇創新”。

說明:用戶也可以根據實際需要,在“摘要信息”對話框中的“自定義”選項卡中設置更多的屬性,讀者可自行操作,此處不再贅述。

(6)保存裝配模板

完成裝配模板創建后需要將文件保存為單獨的裝配模板文件(不同于一般的裝配文件),選擇“保存”命令,在系統彈出的“另存為”對話框中的“保存類型”列表中選擇裝配模板類型[Assembly Template(*.asmdot)],如圖4?131所示,此時系統自動將文件保存到默認模板位置:C:\ProgramData\SOLIDWORKS\SOLIDWORKS 2020\templates。

(7)將裝配模板設置為默認模板

完成裝配模板的創建及保存后,在“新建SOLIDWORKS文件”對話框中單擊“高級”按鈕,在彈出的對話框中可以單擊查看到保存的裝配模板文件。

為了提高自定義模板的使用效率,可以將自定義模板設置為系統默認模板。選擇下拉菜單“工具”→“選項”命令,系統彈出如圖4?132所示的“系統選項”對話框,在該對話框左側列表中選擇“默認模板”,在右側區域中可以設置默認的零件模板、裝配模板和工程圖模板。本例需要設置默認的裝配模板,單擊“裝配體”后面的“瀏覽”按鈕,在彈出的對話框中選擇保存的裝配模板,單擊“確定”按鈕,完成默認模板設置。

(8)調用裝配模板

完成默認模板的設置后,使用“新建”命令,新建裝配文件時,系統將默認使用設置的默認模板,如圖4?133所示。

4.4.2　裝配調整

裝配設計中,導入裝配零部件后如果初始位置與最終裝配的位置差異比較大,這種情況下即使選擇的配合參考及類型是正確的,也有可能得到錯誤的裝配結果,所以導入零部件后首先要調整零部件初始位置,為添加配合做準備,同時提高裝配設計效率,在SOLIDWORKS中對裝配零部件調整主要包括移動零部件和旋轉零部件,下面具體介紹。

(1)移動零部件

在裝配中導入零部件后,如果零部件位置與最終需要裝配的位置比較遠,可以使用平移操作將零部件平移到比較近的位置再進行裝配。

在SOLIDWORKS裝配設計環境中,如果導入的零部件沒有完全約束,可以直接使用鼠標拖動零部件平移到任何位置。另外,還可以在“裝配”選項卡中單擊“移動零部件”按鈕,然后使用鼠標拖動零部件進行平移。

(2)旋轉零部件

在裝配中導入零部件后,如果零部件位置與最終需要裝配的位置不是很對應,可以先對零部件進行旋轉操作,旋轉到合適位置后再進行裝配。

如圖4?134所示的軸承座,現在已經完成了底座零件的裝配,接下來要裝配軸瓦零件到如圖4?135所示的位置,下面具體介紹其裝配調整過程。

步驟1　打開練習文件ch04 asm\4.4\02\adjust。

步驟2　導入裝配零件。在“裝配”選項卡中選擇“插入零部件”命令,選擇軸瓦零件導入到裝配環境,導入軸瓦零件后零件初始位置如圖4?136所示。

步驟3　調整零部件。在“裝配”選項卡中單擊“旋轉零部件”按鈕,系統彈出如圖4?137所示的“旋轉零部件”對話框,采用系統默認設置,按住鼠標左鍵選中軸瓦零件進行旋轉,將軸瓦零件調整到如圖4?138所示的方位為后續裝配做準備。

完成以上零部件調整后,軸瓦零件方位與最終要裝配的位置就比較接近,這樣再進行裝配就比較方便。讀者可自行練習,此處不再贅述。

4.4.3　復制裝配

在裝配設計中如果需要將相同的零部件重復裝配到其他位置,這種情況下可以先裝配其中一個零件,然后將這個零件進行復制并添加合適的配合關系,這樣做會大大節省重復導入零部件的時間,從而提高裝配效率。復制裝配包括兩種方式:一般復制裝配和隨配合復制。

(1)一般復制裝配

如圖4?139所示的螺栓墊塊裝配,現在已經完成了如圖4?140所示第一個螺栓的裝配,需要在其他沉頭孔位置分別裝配螺栓,下面以此為例介紹復制裝配操作過程。

步驟1　打開練習文件ch04 asm\4.4\03\copy_asm。

步驟2　一般復制裝配。按住Ctrl鍵,然后使用鼠標按住已經裝配好的螺栓進行拖動,系統將選中螺栓進行復制,繼續這個操作復制需要的所有螺栓,結果如圖4?141所示。此時在模型樹中將顯示復制的螺栓文件,如圖4?142所示。此時復制的螺栓是不帶配合關系的,所以需要在每個螺栓與裝配的沉頭孔位置添加配合關系對螺栓進行裝配。

說明:使用這種操作復制的零部件不帶配合關系,后續需要用戶添加合適的配合關系進行裝配,也就是說這種復制只是節省了重復導入零部件及調整零部件的時間。

(2)隨配合復制

在復制零部件時如果想連同配合關系一起進行復制裝配,可以使用“隨配合復制”命令來完成,下面繼續使用本例模型介紹隨配合復制的操作過程。

步驟1　選擇命令。在模型樹中選中要復制的螺栓零件,單擊鼠標右鍵,在彈出的快捷菜單中選擇如圖4?143所示的“隨配合復制”命令,系統彈出如圖4?144所示的“隨配合復制”對話框,在該對話框中顯示復制源文件。

步驟2　選擇配合參考。在“隨配合復制”對話框中單擊“下一步”按鈕,系統彈出如圖4?145所示的對話框,在該對話框中定義需要復制位置的配合參考。本例在裝配第一個螺栓時使用了一個同軸心配合和一個重合配合,如果要將該螺栓復制裝配到其他的位置,為了保證裝配配合的正確性,也需要選擇相應的同軸心配合和重合配合,而且要按照第一個螺栓裝配時選擇配合的順序進行定義。

① 定義同軸心配合。選擇如圖4?146所示的沉頭孔圓柱面為同軸心參考,表示在復制螺栓零件時,螺栓圓柱面將與現在選擇的沉頭孔圓柱面同軸。

② 定義重合配合。選擇如圖4?147所示的沉頭孔端面為重合參考,表示在復制螺栓零件時,螺栓螺帽下端面將與現在選擇的沉頭孔端面重合。

步驟3　完成復制裝配。完成配合定義結果如圖4?148所示,單擊對話框中的按鈕,完成第一個復制裝配,參照這個方法完成其余孔位的復制裝配。

4.4.4　陣列裝配

陣列裝配就是按照一定的規律將零部件進行復制裝配,其具體操作類似于零件設計中的特征陣列。特征陣列的操作對象是零件特征,陣列裝配的操作對象是裝配產品中的零部件。下面主要介紹幾種常用的陣列裝配操作,其他的陣列方式讀者可以參考第3章中有關特征陣列小節的講解。

(1)線性零部件陣列

線性零部件陣列就是將零部件沿著線性方向按照一定方式進行復制裝配,如圖4?149所示的稱重磅上的托盤與鋼圈的裝配?，F在已經裝配了鋼圈托盤與第一個鋼圈,如圖4?150所示,還要繼續疊加裝配10個鋼圈,下面介紹具體操作。

步驟1　打開練習文件ch04 asm\4.4\04\01\linear_asm。

步驟2　選擇陣列對象。在模型樹中單擊選擇已經裝配的第一個法蘭圈為陣列對象。

步驟3　選擇陣列命令。在“裝配”選項卡中單擊“線性零部件陣列”按鈕,系統彈出如圖4?151所示的“線性陣列”對話框。

步驟4　定義陣列參數。在模型上選擇如圖4?152所示的底部圓盤表面為方向參考,表示沿著該面垂直方向進行線性陣列,定義陣列間距為10,陣列個數為10,結果如圖4?153所示,單擊對話框中的按鈕,完成線性零部件陣列操作。

(2)圓周零部件陣列

圓形陣列是將零部件沿著環形方向按照一定方式進行快速復制。如圖4?154所示的碟和杯子裝配,現在已經裝配了碟與第一個杯子,如圖4?155所示,現在要繼續在圓周方向上裝配5個杯子,下面以此為例介紹圓周零部件陣列操作。

步驟1　打開練習文件ch04 asm\4.4\04\02\circle_asm。

步驟2　選擇陣列對象。在模型樹中單擊選擇已經裝配的第一個杯子為陣列對象。

步驟3　選擇陣列命令。在“裝配”選項卡中單擊“圓周零部件陣列”按鈕,系統彈出如圖4?156所示的“圓周陣列”對話框。

步驟4　定義陣列參數。在模型上選擇如圖4?157所示的圓形表面為方向參考,表示沿著該圓形面中心軸線方向進行圓周陣列,定義陣列個數為6,結果如圖4?158所示,單擊對

話框中的按鈕,完成圓周零部件陣列操作。

(3)特征驅動零部件陣列

特征驅動陣列就是將零部件按照裝配中已有零部件中的陣列信息進行參照裝配,這是所有陣列方式中最快捷的一種,在裝配中靈活使用這種方式能極大提高裝配效率。

如圖4?159所示的泵體裝配,現在已經完成了如圖4?160所示的裝配,需要繼續在該裝配中完成其余孔位螺栓裝配。裝配之前注意到泵體與端蓋零件中的孔均是使用陣列方式設計的,如圖4?161和圖4?162所示,也就是說這些零件具有陣列信息,這種情況下要在孔位置裝配螺栓就可以使用特征驅動陣列將螺栓按照孔陣列信息進行自動裝配。

步驟1　打開練習文件ch04 asm\4.4\04\03\ref_asm。

步驟2　對端蓋上的螺栓(bolt_m8)進行陣列。對端蓋上的螺栓(bolt_m8)進行陣列可以參考端蓋上如圖4?161所示的孔陣列進行特征驅動陣列。

① 選擇陣列對象。在模型樹中選擇端蓋上的螺栓(bolt_m8)為陣列對象。

② 選擇陣列命令。在“裝配”選項卡中單擊“陣列驅動零部件陣列”按鈕,系統彈出如圖4?163所示的“陣列驅動”對話框。

③ 選擇驅動陣列參考。在“陣列驅動”對話框中單擊“驅動特征或零部件”區域的文本框,表示要選擇驅動參考,然后在模型樹中選擇端蓋零件中如圖4?161所示的孔陣列為驅

動參數,系統將選中的螺栓按照該陣列信息進行陣列裝配,如圖4?164所示。

④ 完成驅動零部件陣列。在對話框中單擊按鈕,結果如圖4?165所示。

步驟3　對泵體上的螺栓(bolt_m16)進行陣列。對泵體上的螺栓(bolt_m16)進行陣列可以參考泵體上如圖4?162所示的孔陣列進行特征驅動陣列。首先選擇泵體上的螺栓為陣列對象,然后選擇泵體上如圖4?162所示的孔陣列為驅動參考,如圖4?166所示,系統將選中的螺栓按照該陣列信息進行陣列裝配,如圖4?167所示。

4.4.5　鏡向裝配

對于裝配設計中的對稱結構可以使用鏡向方式快速裝配,從而大大提高鏡向結構的裝配效率。在“裝配”選項卡中單擊“鏡向零部件”按鈕,用于對零部件進行鏡向裝配。需要注意的是,在SOLIDWORKS中通過鏡向零部件可以得到對稱位置的相同零部件,也可以創建選中零部件的對稱零件(相當于產生了新零件)。

如圖4?168所示的夾具底座裝配,現在已經完成了如圖4?169所示的裝配,需要對其中的墊塊及墊塊上的四個螺栓進行鏡像裝配,下面具體介紹。

步驟1　打開練習文件ch04 asm\4.4\05\symmetry_asm。

步驟2　對墊塊進行鏡向裝配。本例中兩側的墊塊零件關于中間的前視基準面完全對稱,從完成后的零件結構來看,這兩個墊塊屬于完全不同的兩個零件,只是兩個零件關于前視基準面對稱,這種情況使用鏡向零部件操作最為方便。

① 選擇命令。在“裝配”選項卡中單擊“鏡向零部件”按鈕,系統彈出如圖4?170所示的“鏡向零部件”對話框

② 選擇鏡向基準面。選擇前視基準面為鏡向基準面,如圖4?171所示。

③ 選擇鏡向對象。選擇墊塊零件為鏡向對象,如圖4?171所示。

④ 定義鏡向參數。完成鏡向基準面和鏡向對象的選擇后,單擊對話框中的“下一步”按鈕,系統彈出如圖4?172所示的對話框,在該對話框中定義具體的鏡向方式。因為本步驟需要創建選中零部件的鏡向副本,需要在對話框中單擊“創建相反方位版本”按鈕,此時顯示預覽如圖4?173所示,這正好是需要的結果。

⑤ 完成鏡向零部件操作。單擊對話框中的按鈕,完成鏡向零部件操作,結果如圖4?174所示,此時得到的鏡向零件與源零件完全對稱,如圖4?175所示。

步驟3　對墊塊螺栓進行鏡向裝配。本例中兩側的螺栓關于中間的前視基準面完全對稱,而且都是完全一樣的螺栓,這種情況使用鏡向零部件操作能夠極大提高裝配效率。

① 選擇命令。在“裝配”選項卡中單擊“鏡向零部件”按鈕,系統彈出如圖4?176所示的“鏡向零部件”對話框

② 選擇鏡向基準面。選擇前視基準面為鏡向基準面,如圖4?177所示。

③ 選擇鏡向對象。選擇墊塊上四個螺栓零件為鏡向對象,如圖4?177所示。

④ 定義鏡向參數。單擊對話框中的“下一步”按鈕,系統彈出如圖4?178所示的“鏡向零部件”對話框。因為本步驟需要創建選中零部件關于前視基準面對稱的副本,需要在對話框中單擊按鈕,此時顯示預覽如圖4?179所示。

⑤ 完成鏡向零部件操作。單擊對話框中的按鈕,完成鏡向零部件操作,結果如圖4?180所示,此時得到的鏡向零件與源零件關于前視基準面對稱,而且都是完全相同的零件。