应用SolidWorks的焊件功能实现对空间环境模拟器热沉的快速建模_山东solidworks山东代理烟台昭阳网络技术服务有限公司

1 引言

热沉是空间环境模拟设备的重要组成部分，其主要功能是实现冷黑环境模拟，即为试验件提供冷黑环境。传统的热沉结构设计方法是采用二维绘图软件直接绘制热沉的焊接总图及零件图，效率低下、不直观且容易出现错误。现阶段，三维机械设计软件已经被诸多设计者采用，越来越多的人开始使用界面友好、操作简单的SolidWorks软件进行机械设计。应用SolidWorks软件的传统方法对热沉结构建模，需要首先对各个零件进行建模，再组建成装配体，是一种“自底向上”的设计方法，在装配过程中需要创建许多用于配合参考的辅助点、线和面，并建立很多配合关系才能将热沉整体装配完毕。这种设计方法虽然较二维绘图设计直观，但并不能有效地提高热沉的建模设计效率。本文介绍一种更为直观、快捷的热沉建模方法——应用SolidWorks中的焊件功能模块实现对空间环境模拟器热沉的快速建模（以下简称“快速建模方法”）。

2 快速建模方法的优点

从整体结构来看，热沉是一个焊接组件，而SolidWorks软件为焊接件的设计提供了一些特定的工具和方法，可以快速地完成热沉的三维建模。在热沉整体结构三维设计完成后，能够自动生成各个焊接零件，即只需将软件自动生成的焊件切割清单内的项目输出为新零件，而对这些新零件不需要任何的编辑就可以直接导出工程图。这种设计方法着眼于“总体”，是“自顶向下”的设计过程，符合“思维创建”的模式，即设计者在设计热沉的过程中，脑海中首先展现的是热沉的整体结构，各个零件的结构尺寸取决于整体结构，而且不用进行繁琐的手工装配，直观而且高效（常用的3种热沉设计方法的比较如表1所示）。

表1 3种热沉结构设计方法的比较

这种设计方法还可以对建模完成后的热沉与空间模拟器主容器进行模拟装配，以便及早地发现设计缺陷并进行改进。

3 快速建模方法的步骤和要点

3.1 建模步骤

1)确定热沉结构参数。热沉主要结构参数的确定要根据空间环境模拟器的容器尺寸或有效尺寸确定。支管间距及支管、汇总管的尺寸规格要经过计算得出。

2)绘制热沉“骨架”的3D草图。热沉“骨架”是指表征热沉结构的框架草图，可以准确、完整地确定热沉的整体结构。应用SolidWorks的一些高级工具（如3D草图、曲面、交叉曲线等）可以极大地简化绘制步骤，提高绘制效率。

3)利用“结构构件”和“扫描”工具生成热沉模型。这一步是在热沉“骨架”的基础上生成管路。

4)对热沉进行边界剪裁。在管路相交的地方存在多余的材料，可以应用“剪裁/延伸”工具进行快速剪裁。

5)按加工过程组合实体。利用“结构构件”工具生成的管路和利用“扫描”工具生成的管路在加工时是由一个单管弯制而成，属于一个零件，这就需要用“组合”工具对他们进行组合。

6)输出零件模型，并导出工程图。

7)热沉的模拟装配。

3.2 建模要点

1)利用3D草图功能模块创建热沉的框架是整个建模过程中最重要的一步。在3D草图中利用“直线”、“圆”等工具直接绘制框架的过程过于繁琐且对初学者来说难以操控，应用SolidWorks的“曲面”功能，先绘制若干曲面，再应用“交叉曲线”工具即可一步生成热沉“骨架”。这里需要说明的是，根据实际应用，要在热沉上留出一些观察孔或法兰孔，这就需要对一些支管进行折弯，从而多创建一些曲面。

2)热沉框架的3D草图创建完成后，就可以应用SolidWorks的焊件功能模块生成热沉的主要结构，但“结构构件”工具无法应用于3D的样条曲线，因此有些地方需要使用“扫描”特征对焊件结构进行完善，最后应用“组合”工具对实体进行组合。

应用SolidWorks的焊件功能实现对空间环境模拟器热沉的快速建模

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