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摘 要：本文以空调遥控器为研究对象，使用 SolidWorks 软件进行三维建模和虚拟装配。计算机辅助设计在家电产品开 发中的应用有效地提高了产品设计效率，缩短了产品开发周期。
关键词：SolidWorks ；建模 ；虚拟装配
Modeling and Virtual Assembly of Air Conditioning Remote Controller Based on SolidWorks
TIAN Jing
（College of Home and Industrial, Nanjing Forestry University, Nanjing Jiangsu 210037）
【Abstract】： In this paper, the air conditioning remote control as the research object, using SolidWorks software for 3D modeling and virtual assembly. The application of CAD in the development of home appliances has effectively improved the efficiency of product design and shortened the development cycle.
【Key words】： SolidWorks;modeling;virtual assembly
随着家电行业的发展，产品更新换代的速度加快。家 电产品的设计开发需要高效化、数字化的计算机辅助设计 软件，以适应企业快速设计、制造产品的需求 [1]。本文针 对家电产品开发过程中面临的问题，以空调遥控器为研究 对象，借助计算机辅助产品设计软件 solidworks 来实现 家电产品的三维建模和虚拟装配 [2]。计算机辅助设计在 家电产品开发中的应用有效提高了产品设计效率，缩短 了产品开发周期。
1 三维建模过程
空调遥控器由前壳、按键、LCD 屏幕、后壳和电池盖 等零件组成 [3]。本文以空调遥控器的前壳为例，对其进行 拆解和测绘，空调遥控器前壳的三维建模过程分析如下 ：
首先选择上视基准面为前壳的草图基准面，在坐标原 点处绘制出水平构造线和竖直构造线，运用“直线”“三点圆弧”“绘制圆角”等命令，绘制出前壳的外形轮廓， 标注测量尺寸。将前壳的外形轮廓绘制完成后，需要根 据实际要求增加平行、相切、相等、共线等约束来帮助 草图进行相对位置的限定 [4]。当草图处于完全约束状态 时，草图颜色呈现为黑色。完全约束后，退出草图，对其进行“拉伸凸台”操作。将草图沿正方向拉伸至给定 深度，深度设置为 7mm，以此完成前壳基体结构的创 建 [5]。随后，对前壳基体上平面的边线进行倒圆角操作， 圆角半径设置为 2mm。对前壳基体下平面进行抽壳操 作，抽壳厚度设置为 1mm。最后，以抽壳平面为草图平 面，在此平面上绘制出 LCD 屏幕、按键孔位的草图，标 注测量尺寸。运用“拉伸切除”命令，给定拉伸切除的 深度设置为 10mm，切除得到显示屏幕和按键的孔位 [6]。
加强筋在塑料壳体上是不可或缺的结构，它能增加 产品的刚性和强度而无需增加产品的切面面积 [7]。根据 前壳中加强筋的形状和布置形式，规划加强筋的绘制步 骤 ：先绘制封闭式网状结构加强筋，后绘制断开式线性 结构加强筋 [8]。（1）绘制封闭式网状结构加强筋，以抽 壳平面为草图平面，在草图平面上绘制加强筋的轮廓草图，标注测量尺寸。退出草图，对其进行“拉伸凸台” 操作，高度设置为 5mm，脱模斜度设置为 1°，向外拔 模生成。（2）绘制断开式线性结构加强筋，在距离前壳 体端部 14mm、54mm、82mm 处分别建立新的基准 面，在新建基准面上绘制加强筋的轮廓草图，标注测量尺寸。退出草图，进行生成“筋”操作，筋厚度设置为 0.5mm，脱模斜度设置为 1°，向外拔模生成。
卡扣是塑料件装配方式中最简单、快速的装配方 式，卡扣装配时不需要使用螺钉旋具，只需要一个简单 的插入动作即可 [9]。前壳壳体两侧布置有卡扣结构，此 卡扣结构无法直接通过扣合特征命令生成 [10]。前壳壳 体两侧的卡扣为母扣，需要在前壳内壁处建立新的基准 面，在新建的基准面上绘制卡扣凹槽的轮廓草图，标注测量尺寸。退出草图，进行“拉伸切除”操作，母扣的 宽度设置为 8mm，母扣的深度设置为 3mm，切除得 到母扣的凹槽结构 [11]。
止口分为公止口和母止口，主要是为了防止装配时壳 体变形，同时也形成静电墙，保护内部电子元件 [12]。公 止口一般做在厚度薄的壳体上，通常是前壳，公止口的 宽度是壳体壁厚的一半，高度根据产品的特性来设计 [13]。 前壳支撑面上布置有公止口结构，通过扣合特征中唇 缘―凹槽命令生成，公止口厚度设置为 0.5mm，高度 设置为 12mm，脱模斜度设置为 1°，向外拔模生成。 至此，空调遥控器前壳的三维模型绘制完成，空调遥控 器各零件的三维模型如图 1 所示。
2 虚拟装配过程
在家电产品的开发过程中，虚拟装配技术的运用， 不仅可以在设计阶段验证零件之间的配合关系和可装配 性，而且为后期产品的运动分析、干涉检查和动画制作 奠定了基础 [14]。
Solidworks 软件虚拟装配的步骤如下 ：（1）将已 经建模完成的零件逐一插入到装配体文件中，一般来说 固定零件需要完全定位，运动零件需要部分定位而保留 其沿相应方向移动、转动的运动关系 [15]。SolidWorks软件默认首个插入的零件是固定的，作为其他后续零件 装配的基础和参考 [16]。空调遥控器各零件中，选择前壳 作为固定零件，其他零件以前壳为装配基础和参考 [17]。 （2）对插入到装配体文件中的各零件依次添加重合、平 行、垂直、相切、同轴心等相互配合关系，使各零件保持 准确的位置关系 [18]。空调遥控器各零件相对于前壳使用了重合和同轴心等配合关系，以此完成空调遥控器各零 件的虚拟装配。空调遥控器的装配效果图如图 2 所示。
虚拟装配完成后，Solidworks 软件可以在虚拟环境 下展示产品的拆卸和安装过程 [19]。点击“爆炸视图”命 令，在装配体上选中需爆炸的零件，此时被选中的零件高 亮显示并出现一个可设置爆炸方向的坐标轴 [20]。选择相 应的爆炸方向，将零件拖至理想位置 [21]。重复上述步骤， 合理设置每个零件的爆炸顺序、爆炸方向和爆炸距离，按 顺序生成每个零件的爆炸步骤，爆炸视图即创建完成 [22]。 点击“运动算例”中的“动画向导”，选择“爆炸”命令， 设置开始时间和时长，单击“完成”后，继续单击“动 画向导”，选择“解除爆炸”命令，设置开始时间和时长， 单击“完成”后即可得到“爆炸 - 解除爆炸”动图，也就 是“前壳的拆卸与安装的过程”。单击“播放”进行观看， 点击“保存动画”，选择文件类型及存储路径，将动画保 存为AVI 或其他文件类型，便于动画的展示 [23]。
3 结论
随着家电行业的发展，产品更新换代的速度加快。 家电产品的设计开发过程需要高效化、数字化的计算机 辅助设计软件，以适应企业快速设计、制造产品的需 求。本文以空调遥控器为研究对象，使用 solidworks 软件进行三维建模和虚拟装配。计算机辅助设计在家电 产品开发中的应用有效提高了产品设计效率，缩短了产 品开发周期。
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