《离心叶轮系列零件的参数化设计及快速制图软件开发》
- 背景
随着我国工业化进程的推进，工业行业正大力开展节能降耗，进行产业升级和整合重组，工业基础设备需要大量更新，离心风机作为工业的重要配套设备，将更多的应用于电力、水泥、石油化工、煤炭、矿山和环保等领域，在新的经济发展形势下，将继续保持较快的增长[1]。但是，传统的风机已不适应当今风机市场需求，更加节能、高效的风机品牌具有更宽广的市场前景，开发新产品是风机行业迫切的需求。
在早期的设计过程中，设计师是人工进行设计的全流程，工作量巨大而且容易出错，耗时久，对越来越高的设计标准与要求渐渐难以满足。随着电脑技术的发展，利用计算机、CAD技术的软件制图已经成了现代设计工作的主流。Solidworks具有强大的零件设计、钣金设计、管理设计、绘制二维工程图、支持异地协同工作等功能，同时具有良好的开放性和兼容性，能胜任大型工程与产品的设计、分析、制造和数据管理[2]。目前，离心叶轮的设计制造已开始广泛应用 CAD 软件进行三维建模[3]。
非标的离心风机是冷链行业速冻机械的核心部件之一。该风机具有鼓风和增压两个功能，决定着速冻装备在一定冷媒和功率下对冻品的冻结效率。速冻机械的离心风机不同于传统的通用风机而没有蜗壳结构，并直接由进风口、离心叶轮、驱动机构构成。离心叶轮由一定数目的后向板型叶片、弧形轮盖、平板形轮盘和轮毂组成。叶片作为叶轮上的主要部件，其制作过程及内外表面光顺程度直接影响离心风机的性能[4]。离心叶轮属于典型的系列化产品， 一个系列下有多级叶轮， 各级叶轮的形状基本一样[5]。针对风机叶轮的快速设计和工艺响应的需求，采用人工设计计算，人机交互三维建模的设计方式，依然难于达到理想的设计效果[6]。在设计师设计和绘制产品各零件的零件图和装配图的过程中，会有很多重复的工作。只有对SolidWorks二次开发使其本土化和专业化，优化对风机叶轮的设计流程，将常见或重复的任务自动化才能满足现代社会高效率的要求。
二、国内外研究现状
2.1 二次开发的研究现状
孙波等人以螺旋缠绕垫片为例，研究并实现了基于VB在SolidWorks软件中开发标准零件库，设计师能在三维建模过程中直接插入所需的标准零件，大大提高了设计效率[7]。
杨宇编写了Delphi和SolidWorks之间的链接代码，成功利用Delphi技术重新开发SolidWorks并实现了润滑油回收站和加油站的参数化设计和智能装配[8]。
SolidWorks 软件从模型直接生成的工程图，其标注的尺寸、字体及注解都不符合我国机械工程制图的要求，若应用软件自身功能修改，又显得很繁琐。李生元，尚锐，何云芳利用 VB 语言对 SolidWorks 进行二次开发，实现工程图标准标注，并将其应用在立式袋包装机纵封辊的设计中，为其它零件图的设计提供了参考[9]。
参数化程序的功能是实现特定零件的参数化设计，并在Solidworks中创建特定的设计环境。通过编程进行参数化设计有两种方法，即尺寸驱动方法和程序驱动方法[10]。中国长江大学正在使用一款针对涡轮钻具轴承截面的参数化设计软件。涡轮钻具的设计通常是系列化的，也就是说，相同类型的产品有不同的参数，但结构相似[11]，如果每次都重新创建模型，会很麻烦。因此，通过将涡轮钻具的实际需求与通用Solidworks 的基本功能相结合[12]，选择尺寸驱动方法来建立一个程序，可以自动创建不同尺寸系列的模型，这对于高效率地设计涡轮钻具的轴承部分非常方便[13]。
