基于SolidWorks的砻谷机零部件CAD/CAM系统研究

　　针对我国粮食机械企业设计手段落后的问题，进行基于SolidWorks的砻谷机零部件CAD/CAM系统的研究开发.对系统体系结构进行了分析，论述了三维参数化零件库的构建方法，对系统中的一些关键技术进行了研究，包括零件模型参数化设计、三维虚拟装配与干涉检验、基于Simulation的有限元分析及基于NC代码库的CAM模块等.该系统实现了砻谷机零部件的快速设计和仿真分析。

　　引言

　　多年来，我国的粮食机械制造企业为粮食加行业提供了很多性能优良的产品，为该行业的发展和满足人民生活需要做出了巨大贡献.但是，随着科学技术的发展和市场竞争的加剧，我国粮机行业的整体实力和水平与世界发达国家的差距越来越大，主要表现在粮机装备制造成本高、研发效率低、功能质量差等方面.究其原因，主要是目前大多数粮机企业普遍存在着技术含量低、设计手段落后、信息化程度不高等问题.因此，提高粮机企业的现代化设计水平是解决问题的关键.为此，很多科研人员在该方面做出了探索与努力，取得了很多成果，如在产品设计过程中应用了CAD/CAM、Pro/E、有限元等现代设计手段。

　　砻谷机是碾米工艺中的一种重要设备，主要用于稻谷脱壳加工.经调研发现，目前在砻谷机的设计工作中，手段依然比较落后，缺乏先进的设计方法与设计工具，科学化与现代化水平有待提高。

　　本文以胶辊砻谷机为对象，研究其关键零部件的数字化设计方法，以SolidWorks为平台，开发砻谷机零部件CAD/CAM系统，实现砻谷机零部件的计算机辅助设计与制造，提升设计水平。

1、系统体系结构设计

　　砻谷机主要由主体机身、进料机构、胶辊装置、辊压调节装置、传动装置和风选装置等组成[6].针对以上零部件，设计了系统的主要功能，包括零件参数化设计、三维虚拟装配与干涉检验、有限元分析、零件CAM等模块.系统的体系结构分为3个层次，即数据层、应用层与用户层.该系统体系结构如图1所示.

　　(1)数据层.该层是系统的基础数据存储层，运用数据库管理系统存储相关数据与文件，主要包括系统基础数据库、三维参数化零件库、CAM/NC代码库等.

　　(2)应用层.该层是系统的核心关键层，遵循面向接口设计的思想，对各项业务逻辑与处理流程进行封装，主要完成零件模型重建与机械性能仿真分析等功能.

　　(3)用户层.该层主要采用图形用户界面技术，以友好的界面形式将结果呈现给终端用户，为用户提供数据输入与结果输出功能。

图1 系统体系结构图

4、结论

　　针对目前砻谷机设计水平与设计手段落后的问题，研究了砻谷机零部件的数字化设计方法.以SolidWorks为平台，设计并开发了砻谷机部件CAD/CAM系统.该系统不仅实现了砻谷机零部件的参数化设计和有限元分析，而且为其他粮食机械的专用设计系统开发打下了良好的基础，在粮食机械设计与研发领域具有广阔的应用前景.