作者：汤敏
出版社：机械工业出版社
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SolidWorks Routing 液压管路系统设计技巧与实例试读：
前言
当前液压制造业大而不强，产能过剩，价格竞争与日俱增，缺少技术创新，设计方法落后，原料、人工成本逐年增高，企业运营成本居高不下，这些都制约着企业的健康发展。其中设计方法和工具更是影响着企业的运营效率。
为了适应市场竞争的需求，企业对设计质量、设计效率、方案优化、设计工期提出了更高的要求，传统的二维CAD设计软件显得越来越力不从心。三维CAD设计软件在液压行业中已经应用了十几年，经过时间的检验，目前大部分液压企业开始逐渐选择三维CAD设计系统作为设计平台。三维CAD设计系统的引进对液压行业追赶国际先进水平，参与国际市场竞争，具有极其重要的意义。
SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows操作系统开发的三维CAD系统，由于其技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，因而SolidWorks公司近年来成了CAD/CAM产业中获利丰厚的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks公司每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995—1999年获得全球微型计算机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得17项国际大奖。
SolidWorks Routing工具可用来专门设计各类管路、电缆电线系统，完全与SolidWorks无缝集成。利用SolidWorks Routing工具，用户可以快速、高效地完成大部分用于流体传输设备的管路系统设计。
本书总结了作者多年来实际使用SolidWorks Routing的经验和设计工程案例的方法。通过本书读者不仅能掌握Routing的基础设计原理、流程及使用技巧等，而且能够通过本书附赠资源提供的实例文件设计出一个管路系统。书中采用了大量的操作截图介绍软件操作的每个步骤，图文并茂，通俗易懂，最大程度地让读者快速入门并提高。
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感谢为本书的写作提供基本素材的所有从事液压系统及液压管路三维设计的同行学者。本书从编写、审定到出版时间较紧，书中不足之处在所难免，恳请读者指正，有疑问可以通过QQ：3120383163或手机13852592865和作者联系，也可以访问网址www.jsyongmai.com获得更多资讯。江苏勇迈机械科技有限公司 汤敏第1章 绪论1.1 SolidWorks Routing插件简介
SolidWorks Routing是SolidWorks专门用于管路系统和电气布线设计的一个插件，完全与SolidWorks无缝集成。利用SolidWorks Routing用户可以快速、高效地完成大部分用于流体传输设备的管路系统设计和电气布线设计。
SolidWorks Routing的管路系统设计功能如下：
● 直观地创建和修改线路系统。
● 在复杂的产品中迅速进行管筒、管道的3D参数建模。
● 直接通过线夹和吊架自动设计管道和管筒。
● 提供了管道、管筒零部件库。
● 自动创建包含完整信息（管道和管筒线路的切割长度）的工程图和材料明细表。
SolidWorks Routing完全集成于SolidWorks中，在插件未激活前，用户无法使用管路系统设计功能。在激活SolidWorks Routing插件后，系统在工具栏和菜单中增加了相应的用于管路系统设计的工具栏和菜单。
SolidWorks Routing一般应用于装配体设计环境，因此在打开装配体文件时可激活并显示SolidWorks Routing工具栏和菜单（包含激活的快捷菜单）。
SolidWorks Routing开启步骤如下：
1）运行SolidWorks软件。
2）在菜单栏中单击“工具”/“插件”命令，如图1-1所示。在弹出的“插件”对话框中勾选SolidWorks Routing的“活动插件”和“启动”选项，然后再单击“确定”按钮，如图1-2所示。SolidWorks会自动加载Routing管路设计工具菜单。注意，必须设置好“Routing工具”/“Routing选项设置”中的各种选项命令，尤其是Routing设计库和步路模板目录地址的设置，如图1-3、图1-4所示。图1-1 “工具”/“插件”命令图1-2 “插件”对话框图1-3 “Routing选项设置”命令图1-4 “Routing选项设置”对话框1.2 Routing管路设计的原理
Routing管路设计的原理就是利用3D草图完成管路布局，并添加相应的Routing配件，把带有“连接点”“线（步）路点”及“线夹轴”属性的零件或装配体文件插入到一个新的装配体环境中，通过一些Routing工具命令生成一个特殊的Routing子装配体设计树的过程，如图1-5所示。这个特殊子装配体中主要包含以下三部分。图1-5 Routing子装配体设计树
1）线路零件文件夹都是各种规格的管子零件。
2）零部件文件夹都是各种规格的Routing配件文件。
3）路线特征包含一个3D草图，实际上就是管路系统的3D轨迹草图。
需要说明的是，有些情况下Routing管路子装配体设计树中并没有零部件文件夹，也就是说，Routing配件不在Routing管路子装配体设计树中，而是在总装配体设计树中，如图1-6所示。造成这种情况的原因是，当Routing配件被插入到装配体环境时，没有直接在“线路属性”对话框中设置相关参数再进入3D草图管路绘制环境，而是关闭了SolidWorks自动弹出的“线路属性”对话框，让Routing配件作为一个普通常规文件被插入到装配体环境中。此时可以将Routing配件作为常规零件或装配体与其他非Routing零件进行装配，等Routing配件定位好后，可以右击Routing配件模型，在弹出的下拉菜单中选择“开始步路”命令，如图1-7所示。此时SolidWorks会自动弹出“线路属性”对话框，设置好相关参数后，即可自动进入3D草图管路绘制环境。绘制完管路系统，退出编辑环境，就会发现Routing配件不在Routing管路子装配体设计树中，而是在总装配体设计树中。如果Routing配件在一开始插入时就直接在自动弹出的“线路属性”对话框中设置相关参数后进入3D草图绘制环境，就会发现Routing配件不在总装配体设计树中，而是在Routing管路子装配体设计树中，如图1-8所示。图1-6 配件在总装配体设计树中图1-7 “开始步路”命令图1-8 配件在Routing子装配体设计树中1.2.1 Routing工具中的关键术语
1.设计库
SolidWorks自带了一个Routing设计库，里面有常用软管、硬管、Routing配件以及电气配件接头，只要在“工具”/“插件”中激活Routing插件，任务窗口会自动加载一个Routing设计库。assembly fittings文件里面包含一些装配体Routing配件；conduit文件夹里面包含导管零部件；electrical文件夹里面包含一些电气线路配件，如接插件、端子等；piping文件夹里面包含了管道（硬管）线路的Routing配件，如硬管、三通、弯头、法兰等；tubing文件夹里面包含管筒（软管）线路的Routing配件，如图1-9所示。
用户可以直接使用“设计库”中的文件完成设计，也可以根据管路零件的规则建立自定义的管路设计库。为了简单起见，在要求不严格的情况下，用户甚至可以在现有管路设计库的基础上进行改造，供以后再次使用。
2.管筒线路
管筒线路一般用于设计柔性管路系统，例如折弯管、塑性管等柔性管路。此类管路系统中不需要在折弯的地方添加弯头附件。SolidWorks中的管筒称为“Tube”。管筒线路是以3D草图为管路轨迹线生成的Routing管路子装配体。管路子装配体设计树中包括配件、线路零件。管筒设计在液压系统中通常用来设计有高压软管的管路系统，它既可以包含直线段的刚性管筒管路即硬管，也可以包含柔性的管筒管路即软管，在管筒“线路属性”对话框中可以进行设置。所谓刚性管筒管路是指3D草图的直线段，这样才能生成“横平竖直”的管路，所谓柔性管筒管路就是指3D草图中的样条曲线，如图1-10所示。图1-9 Routing“设计库”包含的内容图1-10 管筒管路的两种设计模式
3.管道线路
管道线路：一般指硬管管路，特指那些需要安装才能完成的管路系统，例如，通过螺纹连接、焊接方法将弯头和管路连接成的管路系统。在SolidWorks中，管道称为“Pipe”。管道线路与管筒线路有些类似，管道线路全都是支持直线段的硬管，不支持柔性的软管。管道线路里面还可分两种设计模式，一是折弯处是弯头零件，线路被分成直线段和折弯段，每段都由SolidWorks零件装配而成；二是折弯处不是弯头，而是直接由一段硬管折弯成形的，它是一个整体，是由一个零件生成的，如图1-11所示。图1-11 管道线路中的两种模式1.2.2 线路零件文件夹“线路零件”文件夹包含各种规格的“线路零件”，如图1-12所示。每个“线路零件”都是由Routing设计库中的“线路零件”派生出来的虚拟零件，相当于将Routing设计库目录下的“线路零件”以虚拟零件的身份插入Routing子装配体中，并且以具体的配置规格来插入。这个插入的过程是Routing在后台自动完成的，只需右击具有“连接点”属性的Routing配件，在弹出的菜单中选择“开始步路”命令即可实现线路零件的自动生成。Routing设计库中的线路零件名称系统默认为pipe（装配式管道）和tube-ss（管筒）。线路零件文件夹内包含了多种配置的管子零件，例如φ25×3、φ18×3等配置。因为SolidWorks是一款美国的三维设计软件，所以这些管子零件默认的尺寸都是英制的，尺寸规格也是符合国外的标准，这就需要用户做一些自定义的修改，使它完全符合我国标准，也可以设置成符合我国标准和企业标准的文件属性，比如名称属性为无缝钢管、代号属性为GB/T3639等，这样的本土化改造便于将来出工程图以及材料明细表。正确理解线路零件文件夹中的虚拟“线路零件”与Routing设计库目录下的“线路零件”相互之间的关系是学习Routing重要的一步。简单来说，Routing设计库目录下的“线路零件”包括pipe和tube两个库文件。每个文件库中的一种零件内部包含了很多配置规格，如图1-13所示。可通过系列零件设计表来生成，将来生成Routing管路时，管路系统中管子部分的零件都是由这两个线路零件库文件派生的。图1-12 “线路零件”文件夹中包含的内容图1-13 多配置的线路零件库1.2.3 零部件文件夹“零部件”文件夹中都是一些Routing配件，可以是零件，也可以是装配体，如图1-14所示。所谓Routing配件就是一些带有“连接点”和“线（步）路点”等Routing属性的零件或装配体。线路零件文件夹中各种规格的管子零件都是由这些Routing配件通过“开始步路”命令自动生成的，每个配件文件中的 “连接点”属性都对应着Routing设计库中管子库零件的某一特定配置。深刻理解这种一一对应的关系，对后续的Routing管路设计至关重要。图1-14 “零部件”文件夹中包含的内容1.2.4 线路“路线”下面是3D草图，如图1-15所示。这是一个很特殊的3D草图，其中有直线段、圆弧段以及样条曲线。它们绝大多数是由Routing配件自动生成的，也有后期手工绘制的。右击Routing配件模型表面，在弹出的对话框中选择“开始步路”命令即可自动进入3D草图绘制环境。根据设计意图完成这些草图之后就相当于形成了管路的轨迹中心线。单击“确定”按钮退出草图后即可看到真实的管路三维模型。这些管路都是由Routing配件的连接点所关联的线路零件沿着3D草图的轨迹所生成的。如果打开生成的“线路零件”设计树，就会发现建模命令包括拉伸、旋转、扫描等特征，如图1-16所示。当然这些命令都是由SolidWorks软件自动执行的，用户只需画好3D草图即可。图1-15 “路线”下面的3D草图图1-16 “线路零件”设计树1.2.5 Routing的设计过程与步骤
学习Routing软件之前，应清楚管路系统设计的基本设计原理和流程。用户应该怎样一步一步从无到有地去设计一套非标管路系统，怎样才能系统地、完整地运用SolidWorks Routing工具设计具体管路图样，采用图1-17所示的Routing基本设计流程即可。图1-17 Routing基本设计流程1.3 学习Routing管路设计之前需要具备的知识点
SolidWorks Routing管路系统设计属于高级应用，使用Routing设计管路系统时需要掌握以下的知识点。
1）熟悉并掌握SolidWorks基本的建模命令，比如像3D草图、拉伸、旋转、扫描等。
2）需要熟练掌握配置的知识点，包括建立新的配置，添加系列零件设计表，编辑系列零件设计表。
3）熟练掌握装配体设计的方法，比如自上向下的设计方法，熟悉装配环境中的大部分操作命令。
4）具备出装配体工程图的知识，理解SolidWorks文件属性在工程图中的应用，能够制作工程图模板、材料明细表模板等。
5）能熟练地在SolidWorks任务窗口添加设计库目录。第2章 Routing设计前的准备工作：管路设计库的搭建2.1 管路设计库的搭建目的以及准备工作
SolidWorks Routing自带了一个设计库，其目录结构如图2-1所示。此库中包含各种规格配置的线路零件，还有一些Routing配件等。如果不对Routing设计库进行改造和扩充，那么就只能使用Routing自带的设计库，这很显然不能满足企业的需求，而且Routing设计库中管子零件都是英制规格，需要将它改成米制规格才能方便地使用。图2-1 Routing自带的设计库目录结构
Routing设计库存放地址和目录结构是软件默认的，用户可以自己动手去改造，比如可以重新指定一个新的文件夹作为新的管路设计库，建议新的设计库文件夹存放在非系统盘，这样系统或软件重装后，设计库还会保存在硬盘中。设计库可以重复利用，也可把常用的Routing配件（具有Routing属性的各种零件或装配体）按用途存放在不同的文件夹中以便将来调用，具体操作如图2-2、图2-3所示。
为了快捷高效地完成管路系统设计任务，需要根据设计标准的要求建立相关的线路零件库和Routing配件库，这是最基础，也是最关键的一个步骤。因为涉及SolidWorks软件的内部计算问题和软件不同语言版本的兼容问题，因而建立管路零件时，在能够使用英语的地方尽量使用英语。建议读者在SolidWorks提供的库零件基础上进行改进，这是一个比较简单实用的方法。图2-2 添加新的Routing设计库图2-3 “设计库”添加成功2.2 线路零件库的搭建2.2.1 管道设计与管筒设计的使用场合及区别
Routing的管道设计功能用来生成管道轨迹为直线的管路系统，又可称为硬管设计。此功能在画Routing 3D草图时只支持直线和圆弧命令，而不支持样条曲线命令。通过管道设计功能生成的管路就好比液压系统中的焊接式硬管管路。
Routing的管筒设计功能用来生成管路轨迹为直线或样条曲线的管路系统，又可称为软管设计，此功能在画Routing 3D草图时支持直线命令或样条曲线功能。通过管筒设计功能生成的管路就好比液压系统的高压胶管管路，它们之间的具体区别如下。
区别一：工具条命令不同。如图2-4所示，只有添加了Routing设计插件，工具条才会被激活。图2-4 “管道设计”和“软管（管筒）设计”工具条
区别二：它们的线路零件库不同。pipe.sldprt是管道设计线路零件，其设计树的建模方式是拉伸，这是由其只能生成直线轨迹管路系统的特点决定的；tube-ss.sldprt是管筒设计线路零件，其设计树中的建模方式是扫描，这是由其支持样条曲线管路系统的特点决定的；如图2-5所示。图2-5 管道线路零件和管筒线路零件
区别三：右击Routing配件，在弹出菜单中单击“开始步路”命令后，弹出的“线路属性”对话框有区别，如图2-6所示。设置好这两个对话框中的参数之后，Routing会自动创建一个Routing子装配体，并且自动进入3D草图绘制环境，生成的管路类型和规格都会和这两个对话框中设置的选项保持一致。
1.管道设计
在管道“线路属性”对话框的“折弯-弯管”设置栏中有三个选项：“总是使用弯管”“总是形成折弯”和“提示选择”，也可以理解为三种设计模式，如图2-7所示。图2-6 管道和管筒“线路属性”对话框
单击“总是使用弯管”设计模式单选按钮，Routing在生成管道模型时会自动把折弯处用弯头零件来代替。弯头零件可以在设置栏目中指定。指定有效的弯头零件后，与Routing线路规格相匹配的弯头配置会自动显示在“基本配置”下拉列表框中，如图2-8所示。如果“基本配置”下拉列表框中没有内容，则说明弯头零件中没有与当前线路规格相匹配的配置，需要打开“弯头”重新添加配置，或设置新的“连接点”属性。此设计模式下生成的管道示例如图2-9所示。图2-7 管道设计三种设计模式图2-8 “总是使用弯管”设计模式图2-9 “总是使用弯管”设计模式的管路示例
单击“总是形成折弯”设计模式单选按钮，Routing在生成管道模型时会自动将折弯处用旋转特征来代替，而不是弯头零件，如图2-10所示。因此不用在“线路属性”对话框中选择弯管，只需要在“折弯半径”的文本框中输入合适的半径值就可以。此设计模式下生成的管路示例如图2-11所示。
单击“提示选择”设计模式单选按钮，如图2-12所示。画3D草图时，如果碰到折弯情况（如圆角），Routing会自动弹出“折弯-弯管”对话框询问如何处理，如图2-13所示。
2.管筒设计
在管筒“线路属性”对话框中的“文件名称”栏中，显示了即将创建的Routing步路子装配体的名称、存放地址及步路模板文件的目录；“管筒”设置栏中显示了管筒线路零件的目录和与Routing配件所匹配的线路零件基本配置的名称。除此之外还有两个选项，也可以理解为两种设计模式，即“使用软管”和“将管筒保存为多体零件”，如图2-14所示。图2-10 “总是形成折弯”设计模式图2-11 “总是形成折弯”设计模式的管路示例
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]