使用SolidWorks设计表及Excel参数化设计风机

黄溢锋

（南通大通宝富风机有限公司通风机研究所，江苏 南通226000）

离心通风机目前普遍采用模化设计方法，为了标准化，其同一型号的风机的叶轮有效直径按GB/T 321—2005《优先数和优先数系》中的R20系列进行划分，从而设计成不同叶轮有效直径系列化标准产品。

随着CAD软件的普及，大部分通风机企业均使用二维CAD软件绘图对系列产品零部件进行图纸绘制，需要花费大量的时间。随着技术发展，新型号的风机模型级不断被开发出来，对于这些产品，同样需要进行图纸绘制、质量统计等工作，二维CAD软件参数化功能不强，仍需要逐个绘制，工作量大，而且易出错。

当今三维CAD软件已逐步普及，它们基本都可参数化建模，SolidWorks是众多优秀软件之一，其不但简单易学、易用，还结合了诸多机械设计功能，如有限元分析、运动仿真、渲染、图解制作等，同时也支持API二次开发。

本文以某型号离心通风机叶轮为例，展示了一种针对结构相同仅尺寸不同的类型产品，使用SolidWorks软件中的设计表功能结合Excel软件，进行参数化设计的简易方法。该方法便于快速系列化出三维及二维图，利于后期CAE、质量统计等工作，也可结合API进行高级二次开发。

1 对叶轮结构进行分析

离心通风机叶轮主要部件为轮盘、轮盖、叶片，按照模型级的空气动力略图对叶轮的各主要建模参数进行规划，确定主要控制尺寸，如图1所示。

图1 叶轮主要尺寸

2 使用Excel生成各参数数据

使用Excel建立叶轮的主要尺寸参数表格，并在一行中录入基准模型级的各个尺寸。因为不同有效直径的叶轮各尺寸除了材料厚度和各种角度外，主要流道特征尺寸均与其有效直径的比值成正比关系，可将按R20优先数系划分的叶轮直径按行录入，利用Excel的等比例公式快速计算出各主要值。

可对计算出的数值进行圆整。同时，因为板材厚度是标准的几种规格，按照已有产品设计经验及常用标准板材规格对各直径叶轮的轮盘、轮盖及叶片厚度赋值。

3 使用Solidworks对基准模型建模

按照模型级的主体流道尺寸，使用Solidworks软件绘制各部件草图截面后，通过旋转、拉伸、放样、切除、阵列等功能对叶轮建模，建模过程中可尽量按照前一步表格中各尺寸顺序对各尺寸进行标注，便于生成的数据表中的各尺寸顺序与规划的基本一致。

建模过程中可将各特征按实际零件名称命名，并对尺寸名称进行命名，如“叶片厚度”“出口高度”等，便于区分。

4 使用Solid Works参数表功能参数化设计

建模后，在该零件中，选择菜单中的“插入”—“表格”—“设计表”，使用Shift键，选中所有特征，在模型中插入设计表，会出现Excel界面的参数表。其中第二行为各尺寸的代号，第一列为配置规格，对应设定的叶轮有效直径。

只需将第二步中Excel计算汇总的各项尺寸值对应列粘贴到此表中，保存关闭后即可生成系列表。在此表中也可使用Excel相关功能对参数进行设置和调整。

至此只需在模型树的配置清单中双击选取相应的规格，相应模型即可自动生成。如需编辑，点击右键“系列零件设计表”选择“编辑表格”即可。

在以此模型生成的工程图中，选中主视图会出现参考配置列表，选择相应的配置规格，其标注尺寸也会随相应变化。

5 辅助功能

由于叶轮直径大小等原因，有可能对不同直径的叶轮的部分特征进行取舍，可通过SolidWorks特征的压缩与否来实现，这项功能也可在设计表中进行控制。

如本例叶轮有的叶片入口需要倒圆，则可在基准模型建模时进行倒圆。在模型树的倒圆特征上右键，选择压缩，则倒圆特征被压缩而不显示，通过参数表导入此特征，会出现相应的选项，其中S或1代表压缩（不显示），U或0代表不压缩（显示）。

只需在设计表中对此参数进行不同设置，即可控制特征压缩或不压缩，产生的效果如图2所示。此功能也可相似应用于控制零件的其他一些类似特征，如某些叶轮是否加加强圈等。

图2 压缩前后对比图

此功能简便地解决了系列化过程中，某些产品结构元素部分取舍问题。

6 结语

通过本例使用SolidWorks设计表功能和Excel对叶轮的参数化、系列化建模功能的过程，可见此方法可以极大缩短同结构、不同尺寸类零部件的建模时间，且不需要复杂的编程及二次开发过程，简单灵活，提高效率的同时也确保了准确性，很适合在通风机系列化设计中应用，模型可用于后续二次开发中，也可应用到其他行业类似特性产品设计中。

另外还可结合Excel强大的功能函数及控件，衍生出多种的功能和应用。还可以通过SolidWorks自带的API接口进行二次开发编程，通过控制每个零部件设计表的方法，从而更高效地进行从整体到部件的参数化设计。