基于SolidWorks的化工离心泵叶轮模具设计

    化工离心泵是一种应用广泛的工业泵，叶轮作为离心泵的核心部件，其制造技术和制造质量直接影响到泵的水力性能、汽蚀性能及运行稳定性。采用传统方法制造离心泵的叶轮叶片模具，费时费力且制造精度低。随着计算机辅助设计与制造（简称CAD/CAM）在机械设计行业中越来越受设计师青睐，设计软件也逐步由二维发展到三维，并通过有限元分析和动态虚拟仿真，使产品设计更加形象。再加上市场对产品需求的多样性、多变性，这就要求不断缩短产品设计和制造周期。因此，采用统一化、通用化、系列化、组合化的方式进行叶轮设计是离心泵制造技术发展的—个重要环节。

    目前，比较专业的CAD/CAM软件有NX，CATIA，Pro/E，等。和其他软件相比，近年来发展迅速，因其强大的造型功能和良好的人机操作界面而成为广大商家尤其是沿海大、中型企业的首选。本文提出了化工离心泵叶轮的三维参数化模具设计方法。

1 功能模块

    作为一种功能创新的三维CAD/CAM软件，采用人们熟悉的Windows界面，并利用了参数化和特征建模技术，为设计人员提供了良好的设计环境，其主要有以下几大功能模块：

    (1)3D实体模块

    3D建模是最基本的模块，其中包括零件、装配体、工程图、曲面、钣金、模具、焊件等各功能模块。

    (2)设计效率、交流与协同工具模块

    向用户提供了提高个体设计效率以及为团队之间进行有效设计交流与协同的工具，其中包括智能标准件、特征识别、模型比较等。

    (3)工程分析模块

    利用其内嵌COSMOSWorks、COSMOSMotion、COSMOS-FlowWorks等分析模块对模型进行实际工况的仿真分析，其中包括静态力学、振动与失稳、运动及动力学、流体分析等，从而保证了产品设计的可靠性与优化，提高产品的性价比，也极大缩短了产品的设计周期。

    (4)产品数据管理模块

    所提供的PDMWorks能有效地管理CAD文件的版本和CAD项目的所有数据，包括：所有文档、设计属性和规格说明、COSMOS的分析文档和来自于AutoCAD的DWG和DXF/IDES文档、图片、动画和PDF文档等，大大节省了管理与跟踪文档和数据的时间。

2 离心泵叶轮模具的设计流程

    模具设计中，首先可根据成型模具的产量、工艺和流程等技术指标，确定模具的各零部件的结构和尺寸，进行零部件设计。对于一些如螺栓、螺母等标准件，设计者可从的Toolbox插件中直接调出，节省了设计时间。然后将设计好的零部件进行虚拟装配，以便做干涉检验、合模分析和有限元分析等，如有问题，可返回修改，最终确定模具的三维实体模型。最后，经过三维与二维工程视图的转换生成各个零件和装配体的出详图，送往车间直接加工，对复杂零件可转换成数控加工程序数据传给数控机床加工。其叶轮设计流程见图1。