SolidWorks的LM直线导轨系列化三维造型设计(3)

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LM滚动导轨球导轨的分类

1.4 SolidWorks与系列化设计

CAD技术出现在50年代后期，至今应经有了60多年的历史，CAD技术已经日益成熟并且逐步完善，可以说，CAD技术的发展水平已经成为衡量一个企业或一个行业的重要标志[10]。从历史看，CAD三维造型技术的发展经历了线框造型、曲面造型、实体造型、参数化造型以及变量化技术造型等五个阶段[11]。在机械CAD领域，近年来三维造型与设计技术的研究与应用日益受到重视与发展，三维造型技术已迅速成为CAD技术的主流。因为它具有许多传统的平面二维设计所无法比拟的优越性。在设计时人的思维是三维的，而三维CAD造型技术符合人的这一思维特性。三维造型设计技术是利用计算机提供一个模拟的三维空间，设计人员可以直接在这个三维空间里建造物体的模型，表达自己的设计意图[12]。常用的三维造型软件有AutoCAD、SolidWorks、Pro/Egineer、CATIA以及UG等，他们具有先进的参数化和特征造型功能。许多三维造型软件实际上是CAD/CAM/CAE一体化软件，除了能进行产品的设计外，还具有对产品集合、物理特性进行快速模拟和分析的能力。

SolidWorks是美国SolidWorks公司基于Windows平台的开发的优秀三维机械设计软件，该软件通过它强大的功能成为设计者的高效计算机辅助设计工具。它有全面的零件实体建模功能、变量化的草图轮廓绘制、驱动参数改变特征的大小和位置，并能自动进行动态过程约束检查[13]。利用Solidworks三维设计软件，用户可以很容易的使用零件和装配体创建工程图，所创建的工程图与该零件和装配体是全相关的，当模型被修改后，工程图也会随之更新[14]。

随着市场不断向个性化方向发展，决定了现代企业生产模式必须从大规模生产模式向小批量、多品种生产模式转变，但这并不意着每个新产品都需要重新进行设计[15]。许多机械零件的形状具有共同的特征，只是在相对大小和局部特征上存在一定差异，如果能够通过一个模板衍生出不同的模型，就会大大提高设计效率[16]。SolidWorks有两种方法实现对产品的参数化设计，一种是利用宏技术进行二次开发，通过宏技术进行内部编程操作SolidWorks对象，实现参数化设计，另一种是利用SolidWorks本身强大的配置功能实现参数化设计[17]。配置是SolidWorks软件本身自带的功能，在指定了一个配置的特征和属性后，设计人员可以根据不同的模型生成不同的配置。在设计零件时，在一个配置设计表里可以生成零件一系列的特征、草图和尺寸，因此也就形成了一系列的尺寸不同的零件[18]。在装配体文件设计表中，可以通过压缩、隐藏零件的系列化、配置零件与零件的配合特征等来生成装配体的系列化[19]。

1.5 总结

本文通过SolidWorks，针对THK公司的HRW型LM导轨系列与HSR型LM导轨系列，通过对导轨各个部件进行参数化配置设计完成了完成LM导轨的零件、装配体的系列化设计，并在此基础上通过SolidWorks方便快捷的工程生成了零件的工程图以及装配体的装配图，最后通过KeyShot4软件对零件进行渲染。这些工作都为以后进行更为复杂的零件的参数化设计、系列化设计打下了基础。

2 LM导轨的参数化设计

2.1 LM导轨的结构与特点

直线运动要求导向面具有能够容许大的载荷且各个方向上都具有高刚性、定位精度高、容易获得较高的行走精度并长期维持高精度、能无间隙轻快的运动、具有出色的高速性、维护保养简便等功能。LM滚动导轨具有理想的4列圆弧沟槽两点接触构造，摩擦系数低，能够容许大载荷以及高刚性的直线传动，并且可以平均的吸收安装面误差。另外，LM直线导轨拥有类型众多的配件(QZ自润滑器、多层接触刮板LaCS等)。这些优点，使直线导轨的维护保养简便、节能效果好、总成本低、机械精度高化以及机械设计高效，保证了LM导轨在直线传动领域中的重要地位。