基于SolidWorks的E型叉车三维设计

    1.4 E型叉车三维实体建模

    E型叉车三维模型的设计方案确定以后，就可以进行具体的模型设计，即各个零部件的三维造型。零件的三维造型，虽然数目众多、工作量巨大，但是相对设计难度并不大。针对于产品的不同特点，在SolidWorks环境下对零件进行具体建模的方法也不尽相同。

    1）外购零部件的三维设计:在E型叉车的设计中，消音器、操纵阀等产品进行配套采购，因此在整机三维建模过程中，由配套厂家提供这类零部件(组件)的三维模型，SolidWorks软件提供多种文件格式的接口，接受对方提供的整体输入文件，在设计过程中只需确定相关产品装配关系即可完成。图3为E型叉车消音器、操纵阀三维模型。

    2）通用零部件三维设计：E型叉车的某些零部件(组件)如货叉架总成，驱动桥总成等零部件与已设计完成的D型叉车产品通用，因此在SolidWorks环境下，亦可将这些零部件作为整体特征输入E型叉车整机三维模型，无需进行重新的三维建模。图4为E型叉车驱动桥总成三维模型图。

图3 E型叉车消音器、操纵阀三维模型

图4 E型叉车驱动桥总成三维模型图

    3）新设计的零部件：针对E型叉车的产品研发，由于该产品工作环境为集装箱内，因此其车架总成、门架等大部分零部件为新设计零部件，其中尤其对于门架总成部件而言。进箱叉车宽视野门架即在已有的内燃叉车门架基础上，受到集装箱内部空间条件所限，将门架高度变矮、加大槽钢截面面积，加宽门柱距离，在SolidWorks软件中，针对叉车门架的结构特点，对门柱长度，以及门架体焊接零件位置等关键尺寸进行系列化设计，完成门架总成系列化设计，并对门架总成装配体进行成组配置，大大缩短新产品研发周期。新设计门架总成实现操作人员视野变宽，操作舒适的目的，提高门架承载能力，提高整机安全性能，提升整机箱内作业效率。

图5 E型叉车门架体三维模型

    E型叉车车架体在整个结构中起连接各系统和支撑整机结构的作用，进箱叉车车架体宽度变窄，内部结构紧凑，减小整机空间尺寸，提高整机箱内作业空间。在车架体的三维设计中，干涉检查是一个重要的环节，是避免设计失败的有效工具。在SolidWorks中，利用干涉检查可以发现装配体中零部件之间的干涉，干涉部分将在检查结果的列表中显示。图6为E型叉车车架体三维模型。

图6 E型叉车车架体三维模型

    4）其它零部件：在E型叉车的三维设计过程中，除了以上提及的典型零部件以外，还有各种小型零部件，比如接管总成、支架、垫片等等。这些零部件的设计相对简单，均采用自下而上的设计方法，应用SolidWorks的一些基本操作诸如拉伸、扫描、旋转、混合等等，如果采用标准件，也可以直接应用SolidWorks标准件库提供的零件。

    利用SolidWorks中的Simulation有限元分析软件对其进行静力学分析，在满足应力分析后再进行优化设计，并且该软件亦可以输出多种格式的图形文件，可以与ANSYS等专业有限元分析软件连接，对后续的叉车零部件结构分析提供了极大的便利。图7为E型叉车三维模型。

图7 E型叉车三维模型

2 结论

    现代的机械产品设计大多采用三维建模软件来完成，三维设计作为一种先进的设计方法和设计理念，具有可视化好、形象直观、设计效率高等特点，具有众多二维设计不可比拟的优点。三维软件功能强大，不但能大大缩短产品研发的周期，而且能直观地反应出模型的空间布局是否合理、有无干涉问题，还能对产品模型进行应力、变形等各种机械性能分析。本次采用SolidWorks软件对E型叉车进行三维设计，SolidWorks不只是简单的三维建模工具，而是一套高度集成的CAD/CAE/CAM一体化软件，是产品级的设计和制造系统，为工程师提供了功能强大的模拟工作平台。