SolidWorks 鈑金設(shè)計(jì)與制造探討

2016-11-27 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

隨著機(jī)械設(shè)計(jì)水平的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD/CAE/CAM一體化軟件顯示出其高效能的優(yōu)勢(shì),SolidWorks便是其中佼佼者之一。SolidWorks將機(jī)械設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的全過(guò)程集成在一起,它采用參數(shù)化的及面向零件的3D實(shí)體模型的設(shè)計(jì)制造技術(shù),改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,為設(shè)計(jì)者提供了一種更直觀、更有效、更快捷的設(shè)計(jì)工具。

在機(jī)械制造中,利用SOLIDWORKS可以創(chuàng)建實(shí)體零件模型及裝配實(shí)體,它具有運(yùn)動(dòng)模擬功能、虛擬裝配功能、生成工程圖功能、高級(jí)數(shù)控功能等,在設(shè)計(jì)過(guò)程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析和仿真模擬,提高設(shè)計(jì)的可靠性。本文僅就SOLIDWORKS軟件的鈑金模塊在鈑金設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用作初步探討。

SolidWorks 鈑金設(shè)計(jì)與制造探討solidworks simulation分析案例圖片1

1、鈑金概述

鈑金件是利用金屬的可塑性,針對(duì)金屬薄板(一般指6mm以下)通過(guò)折彎、沖裁、成型等工藝,制造出單個(gè)零件,然后通過(guò)焊接、鉚接等組裝成完整的鈑金件。其顯著的特征是同一零件的厚度一致。由于鈑金成形具有材料利用率高、重量輕、設(shè)計(jì)及操作方便等特點(diǎn),所以鈑金件的應(yīng)用十分普遍。

鈑金零件傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是鈑金工程師在大腦里構(gòu)思三維的產(chǎn)品,再通過(guò)大腦的幾何投影,把產(chǎn)品表現(xiàn)在二維圖樣上,工程師有一大半的工作量是在三維實(shí)體和二維工程圖的相互轉(zhuǎn)化和繁瑣的查表、計(jì)算中,而制造工人又要把二維的圖樣在大腦中反映出三維的實(shí)體然后進(jìn)行加工一劃線(xiàn)(放樣展開(kāi))、裁料、成形、聯(lián)接和裝配。這樣的流程費(fèi)時(shí)費(fèi)事,因此將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造(例如SolidWorks)應(yīng)用到鈑金零件制造業(yè)中,則可以使鈑金零件的設(shè)計(jì)非?？旖?制造裝配效率得以顯著提高。

2、SolidWorks鈑金的使用過(guò)程

2.1 鈑金設(shè)計(jì)

在SolidWorks軟件的支持下,工程師能直接以三維概念開(kāi)始設(shè)計(jì),直觀、準(zhǔn)確地表達(dá)出設(shè)計(jì)構(gòu)思的全部幾何參數(shù),整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程可以完全在三維模型上討論。SolidWorks軟件提供了專(zhuān)供鈑金設(shè)計(jì)制造的鈑金設(shè)計(jì)模塊,它幫助鈑金工程師利用設(shè)計(jì)與制造相關(guān)聯(lián)的觀點(diǎn)來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程,從板料的生成,各道工序的完成來(lái)逐步創(chuàng)建鈑金零件,它可以看作是一個(gè)加工鈑金零件的虛擬環(huán)境,工程師可以直接在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行零件設(shè)計(jì)和裝配,產(chǎn)品的制作過(guò)程與真實(shí)的產(chǎn)品制造過(guò)程幾乎沒(méi)有差別,計(jì)算機(jī)屏幕上的三維圖像就是未來(lái)的產(chǎn)品形狀。

工程師可以應(yīng)用SolidWorks的ScanT03D插件來(lái)處理網(wǎng)格或點(diǎn)云等掃描文件,采用逆向工程進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),快速生成實(shí)體模型。而逆向設(shè)計(jì)法先構(gòu)建整機(jī)實(shí)體模型再設(shè)計(jì)箱體零件的設(shè)計(jì)思路,能夠更好的保證產(chǎn)品適應(yīng)裝配性要求、功能性要求和工藝性要求。

2.2 鈑金展開(kāi)

在鈑金零件設(shè)計(jì)完成后,為便于加工,都要將其轉(zhuǎn)化為展開(kāi)圖,以確定所需板料大小及板料的形狀等。傳統(tǒng)的鈑金零件展開(kāi)時(shí),都通過(guò)人工憑經(jīng)驗(yàn)計(jì)算獲得。這樣有三個(gè)缺點(diǎn):第一,工作量大,展開(kāi)過(guò)程繁瑣;第二,效率低,在展開(kāi)時(shí)對(duì)于一般工程師而言易產(chǎn)生錯(cuò)誤;第三,精度低,大部分展開(kāi)憑經(jīng)驗(yàn)獲得,造成物料和人工的大量浪費(fèi)。

SolidWorks 鈑金設(shè)計(jì)與制造探討solidworks simulation分析案例圖片2

SolidWorks鈑金模塊的自動(dòng)展開(kāi)功能,可完成鈑金零件的自動(dòng)展開(kāi)。創(chuàng)建鈑金工程圖時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)平板形式的配置,該配置可以用于創(chuàng)建零件展開(kāi)狀態(tài)的視圖。對(duì)于展開(kāi)后板料的形狀和大小,均可通過(guò)自動(dòng)計(jì)算獲得,因此擁有高速、高精度、零錯(cuò)誤率以及操作簡(jiǎn)捷的優(yōu)點(diǎn)。用折彎半徑R和鈑金件展開(kāi)尺寸的修正系數(shù)α,生成實(shí)用的折彎系數(shù)表,SolidWorks軟件能夠更加快速、準(zhǔn)確地自動(dòng)生成鈑金件展開(kāi)圖,及各展開(kāi)尺寸的精確值。

2.3 加工工藝的輸出

SolidWorks可生成完整的、車(chē)間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖。工程圖是完全相關(guān)的,當(dāng)修改圖紙時(shí),三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)更新。三維模型可以自動(dòng)產(chǎn)生工程圖,包括視圖、鈑金展開(kāi)圖、尺寸和標(biāo)注。使用RapidDraft技術(shù)可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離進(jìn)行單獨(dú)操作,以加快工程圖的操作,保持與三維零件和裝配體的全相關(guān)。

利用SolidWorks可以方便、快捷、準(zhǔn)確地繪制出各種需要的工序圖,方便后續(xù)工序的制作和檢驗(yàn)。利用SolidWorks可以大大提高二維圖紙的準(zhǔn)確性和出圖效率。

2.4 排樣

通過(guò)與SolidWorks無(wú)縫集成的CAMWorks Nesting,可直接調(diào)用SolidWorks下所設(shè)計(jì)的零件或裝配體,當(dāng)零件或裝配更新后,相關(guān)的CAMWorks Nesting的部分都會(huì)即時(shí)刷新。可以輕松的把SolidWorks的3D模型和SolidWorks的三維裝配體零件當(dāng)作鈑金零件來(lái)進(jìn)行套料排樣?？稍谝粔K毛坯料上對(duì)若干品種的零件進(jìn)行多種優(yōu)化排樣。只需提供零件的種類(lèi),每種零件的數(shù)量以及所用板料的規(guī)格,系統(tǒng)即可進(jìn)行“自動(dòng)排樣”,并對(duì)不同的組合布局進(jìn)行擇優(yōu)選擇。該模塊還能優(yōu)化沖壓工序,減少刀具更換,使沖壓零件時(shí)板材重定位最少,還可以在交互式圖形方式下直接在板材上進(jìn)行排樣。

2.5 數(shù)控加工程序的編制與輸出

CAMWorks是一款基于直觀的實(shí)體模型的CAM軟件,為公眾認(rèn)可的SolidWorks設(shè)計(jì)軟件提供了先進(jìn)的加工功能。CAMWorks在自動(dòng)可加工特征識(shí)別(AFR)以及交互特征識(shí)別(IFR)方面處于國(guó)際領(lǐng)先地位。CAMWorks提供了真正跟隨SolidWorks設(shè)計(jì)模型變化的加工自動(dòng)關(guān)聯(lián),消除了設(shè)計(jì)更新后重新進(jìn)行編程上的時(shí)間浪費(fèi)。CAMWorks提供了完備的編程手段供編程人員選用。編程人員可以根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)控編程。利用CAMWorks的加工仿真模塊可以對(duì)編制的程序進(jìn)行加工仿真,若加工效果不理想,可以及時(shí)修正,從而獲得最理想的加工效果。

2.6 鈑金的數(shù)控加工

利用相應(yīng)的后置處理文件,把刀位文件轉(zhuǎn)化成機(jī)床能夠識(shí)別的NC代碼程序,通過(guò)串行接口輸入到相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床,進(jìn)行鈑金零件的數(shù)控加工。

2.7 鈑金加工檢驗(yàn)

SolidWorks Inspection是一款用于首件產(chǎn)品檢查(FAI)和過(guò)程中檢查的軟件,該軟件讓帶零件序號(hào)的檢查工程圖和檢查報(bào)告的創(chuàng)建過(guò)程得到了極大簡(jiǎn)化并實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化。它包括獨(dú)立的應(yīng)用程序和SolidWorks插件,它們讓用戶(hù)能夠充分利用其舊制數(shù)據(jù),無(wú)論這些舊制數(shù)據(jù)是SolidWorks文件、PDF還是TIFF。SolidWorks Inspection Professional提供了多種向檢查項(xiàng)目中直接輸入測(cè)量值的方式,從而擴(kuò)展了SolidWorks Inspection的功能。用戶(hù)可以通過(guò)手動(dòng)鍵入、使用數(shù)顯卡尺或?qū)隒MM結(jié)果來(lái)輸入每個(gè)特性的值。

SolidWorks 鈑金設(shè)計(jì)與制造探討solidworks simulation學(xué)習(xí)資料圖片3

3、結(jié)束語(yǔ)

利用SolidWorks軟件進(jìn)行鈑金零件的輔助設(shè)計(jì),可徹底地將工程師從零件圖和展開(kāi)圖繪制的繁瑣過(guò)程中解脫出來(lái)而更關(guān)注于設(shè)計(jì),與傳統(tǒng)的的設(shè)計(jì)過(guò)程相比更直觀、更高效,利用相關(guān)插件進(jìn)行分析,最大限度地減少了設(shè)計(jì)缺陷,提高了加工能力和效率。總之,SolidWorks鈑金模塊的應(yīng)用可以極大提高鈑金設(shè)計(jì)工作效率,減少材料浪費(fèi),優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝設(shè)計(jì),減少錯(cuò)誤。

開(kāi)放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才