計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)已經(jīng)越來越受到研究人員的重視，它可以實現(xiàn)快速有效的設(shè)計，縮短開發(fā)周期。本文以三維造型軟件SolidWorks為開發(fā)平臺，以Visual Basic6.0為開發(fā)工具，建立真空滅弧室設(shè)計應(yīng)用軟件模型。應(yīng)用于SolidWorks的真空滅弧室設(shè)計應(yīng)用軟件模型，設(shè)計人員只需按照提示輸入重要參數(shù)，便能驅(qū)動系統(tǒng)快速自動生成模型，大大提高產(chǎn)品設(shè)計效率，縮短設(shè)計周期。

　　真空滅弧室是真空開關(guān)的核心部件，近年來，隨著真空開關(guān)的發(fā)展，真空滅弧室的產(chǎn)品型號越來越多，由于同系列或同型號的零部件結(jié)構(gòu)大體相同，只是尺寸上有所差異，導(dǎo)致設(shè)計人員需花費(fèi)大量的精力用于反復(fù)修改零部件的尺寸，大幅度降低了設(shè)計效率，提高了勞動成本。

　　在真空滅弧室設(shè)計方面，其主要設(shè)計思路是將用戶對真空滅弧室總體性能(額定電壓、額定電流、額定短路開斷電流、電壽命、機(jī)械壽命等)和安裝尺寸的要求轉(zhuǎn)換成零部件參數(shù)的選擇、設(shè)計、分析，通過合理的選擇零部件的參數(shù)和尺寸最終完成真空滅弧室的總體設(shè)計。

　　SolidWorks是目前市場上主流的三維設(shè)計軟件，它是全參數(shù)化特征造型軟件，具有強(qiáng)大的實體建模功能，能夠完成具有復(fù)雜形體結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)大型裝配并保證其高性能，能夠完成高級曲面造型和設(shè)計修改等。它實現(xiàn)了設(shè)計、分析、加工和數(shù)據(jù)管理的完美結(jié)合，做到最大程度的符合設(shè)計者的設(shè)計要求，并能保證零部件之間及零部件和設(shè)計圖紙之間的更新是完全同步的。基于這些特點(diǎn)，SolidWorks為設(shè)計者們所青睞，在企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

　　本文以真空滅弧室的設(shè)計為研究主線，以三維造型軟件SolidWorks 2012為開發(fā)平臺，以VisualBasic6.0為開發(fā)工具，建立真空滅弧室設(shè)計應(yīng)用軟件模型。應(yīng)用基于SolidWorks的真空滅弧室設(shè)計應(yīng)用軟件模型，設(shè)計人員只需按照提示輸入重要參數(shù)，便能驅(qū)動系統(tǒng)快速自動生成模型，大大提高產(chǎn)品設(shè)計效率，縮短設(shè)計周期。

　　1、真空滅弧室介紹

　　1.1、真空滅弧室基本結(jié)構(gòu)

　　真空滅弧室(又稱真空開關(guān)管)是真空開關(guān)的關(guān)鍵器件，它以真空間隙為熄弧介質(zhì)，主要功能是在切斷中高壓電路的電源后，能夠迅速熄弧并抑制電流，從而避免發(fā)生事故和意外。目前，電力系統(tǒng)中使用的真空滅弧室種類有很多，按用途可以分為斷路器用、負(fù)荷開關(guān)用、接觸器用和特殊用途等；按觸頭結(jié)構(gòu)可以分為平板觸頭結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生橫向磁場的觸頭結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生縱向磁場的觸頭結(jié)構(gòu)、杯狀觸頭結(jié)構(gòu)和其它特殊型式的觸頭結(jié)構(gòu)等；按絕緣外殼材料不同可分為玻璃外殼真空滅弧室、陶瓷外殼真空滅弧室和微晶玻璃外殼真空滅弧室。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1　真空滅弧室的結(jié)構(gòu)圖

　　其中：外殼3是用玻璃、陶瓷或微晶玻璃等無機(jī)絕緣材料做成的，呈圓筒形狀，兩端用靜端蓋板1和動端蓋板6封接組成一個密封容器。外殼內(nèi)部設(shè)置有靜觸頭8和動觸頭4，其中靜觸頭固定在靜導(dǎo)電桿2的端頭，動觸頭固定在動導(dǎo)電桿9的端頭。動導(dǎo)電桿通過波紋管11和動端蓋板的中心孔伸出真空滅弧室外，波紋管的兩個端口分別與動導(dǎo)電桿中部和動端蓋板焊在一起。波紋管是側(cè)壁呈波浪狀的金屬管，它可以縱向伸縮。它的存在使得真空滅弧室的外殼被完全密封，動導(dǎo)電桿可以前后移動，但不會破壞外殼的密封性。真空滅弧室內(nèi)部的氣壓應(yīng)低于10-3　Pa，一般為10-4　Pa左右，因而動觸頭和靜觸頭始終處在高真空狀態(tài)下。在觸頭和波紋管周圍都設(shè)有屏蔽罩，觸頭周圍的屏蔽罩5稱作為主屏蔽罩，波紋管周圍的屏蔽罩10稱作為波紋管屏蔽罩。

　　1.2、真空滅弧室的結(jié)構(gòu)設(shè)計及關(guān)鍵零件的機(jī)械性能分析

　　真空滅弧室是真空開關(guān)的核心部件，對真空開關(guān)的主要性能有著重要的影響。根據(jù)真空滅弧室應(yīng)用場合的不同，其各零部件的結(jié)構(gòu)、尺寸等均有所不同。為了實現(xiàn)真空滅弧室零件的參數(shù)化系統(tǒng)設(shè)計，需要對各零部件的結(jié)構(gòu)、功能等特性進(jìn)行研究，分析其特征參數(shù)，對關(guān)鍵零件進(jìn)行機(jī)械性能分析，并結(jié)合經(jīng)驗給出尺寸計算公式，為參數(shù)化程序編制時的參數(shù)設(shè)定提供理論依據(jù)。

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計主要分為外殼設(shè)計、屏蔽罩設(shè)計、觸頭設(shè)計、波紋管設(shè)計、導(dǎo)電桿設(shè)計等幾個方面。機(jī)械性能是指材料在載荷作用下抵抗破壞的性能，主要包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、和疲勞極限等。材料的機(jī)械性能是零件的設(shè)計和選材的主要依據(jù)，外加載荷性質(zhì)不同(如拉伸、壓縮、沖擊等)，對材料要求的機(jī)械性能也將不同。在真空滅弧室中，一些關(guān)鍵零件(如外殼、波紋管等)需要承載不同的載荷，且它們的機(jī)械性能都決定著真空滅弧室的可靠性和壽命。所以需要對這些關(guān)鍵零件進(jìn)行機(jī)械性能分析，研究影響其機(jī)械性能的關(guān)鍵因素，為真空滅弧室的零部件尺寸設(shè)計提供校核方法，以保證零部件設(shè)計的合理性。關(guān)鍵零件的性能分析包括外殼的應(yīng)力分析、波紋管的應(yīng)力分析、計算觸頭的熱變形和碰撞變形程度、動靜導(dǎo)電桿的強(qiáng)度校核等。

　　以上設(shè)計和分析是真空滅弧室設(shè)計的理論依據(jù)，教科書中已有詳細(xì)的結(jié)構(gòu)圖示和公式描述，由于本文旨在介紹在SolidWorks軟件下二次開發(fā)的真空滅弧室設(shè)計軟件模型的建立，因此對真空滅弧室的結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件強(qiáng)度分析等內(nèi)容不再贅述。

　　2、結(jié)論

　　本文根據(jù)一種系列化真空滅弧室的設(shè)計過程，基于SolidWorks的二次開發(fā)技術(shù)，以Visual Basic6.0為二次開發(fā)工具，介紹了如何利用Solid-Works進(jìn)行建模及生成裝配體。通過對真空滅弧室零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計和模塊化設(shè)計的研究，建立真空滅弧室零件參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)模型，并結(jié)合實際應(yīng)用證明其具有較好的設(shè)計效果。