Solidworks播種機鈑金件設計

2013-08-10 by:廣州SolidworksUGCatia培訓中心來源:仿真在線

Solidworks播種機鈑金件設計

播種機是將種子以一定的規(guī)律播種到土中的機械,如圖6-1所示。平時比較常見的有用于播種小麥的條播機,以及用于播種玉米的穴播機等。使用播種機可以大大減輕人類的體力勞動,將開溝、撒種和覆土等操作一次完成,體現(xiàn)了機械化作業(yè)的優(yōu)越性。

聯(lián)軸器有很多種,主要可分為固定式聯(lián)軸器和可移式聯(lián)軸器。固定式聯(lián)軸器用于工作中嚴格對中,不發(fā)生相對位移的地方,如凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器等;可移式聯(lián)軸器用于工作中兩軸可有一定偏移的地方,如萬向聯(lián)軸器和鏈條聯(lián)軸器等。

播種機的構造通常較為簡單,主要由種箱、排種輪和開溝器等組成。本實例將講解使用SolidWorks設計常見玉米播種機種箱鈑金件的操作,如圖6-2所示。在設計的過程中將主要用到SolidWorks的基體鈑金、邊線法蘭和閉合角等特征。

主要流程

鈑金件的基本設計原則是鈑金在展平后不能有干涉,另外應盡量減少下料量和加工工序。為滿足這些設計原則,本實例將玉米播種機種箱分為三部分,按照先設計單個鈑金件,然后裝配并焊接的流程,完成最終零件的設計。

    播種箱無需具有太高的強度,所以在生產加工時,通常使用普通薄鋼板焊接即可,如冷軋板SPCC、電解板SECC等。此外,為防止生銹,通常在播種箱外側涂漆。
    另外,這里有必要解釋一下什么是鈑金件,鈑金件的一個最主要特征就是零件各處的厚度一致,其原材料通常為不超過6mm的金屬薄板,如鋼板和鋁板等。
    鈑金件在加工時,可以提前計算好板材的用量,然后使用剪板機和折彎機等鈑金加工工具,加工出需要的零件形狀。因此,在SolidWorks的鈑金模塊中,才會提供折彎和鈑金展平等零件特征,這些都是與實際加工過程相對應的。

實施步驟
下面看一下,在SolidWorks中創(chuàng)建箱體鈑金件的詳細操作步驟,創(chuàng)建過程中應注意“轉換到鈑金”、“邊線法蘭”等常用鈑金特征的操作技巧。

1.設計箱體的橫向部分

步驟1 新建一零件類型的文件,首先在“前視基準面”中繪制一草繪圖形,然后單擊“鈑金”工具欄中的“基體/法蘭薄片”按鈕,選擇此草圖創(chuàng)建厚度為1mm的鈑金特征。

步驟2 單擊“鈑金”工具欄中的“邊線法蘭”按鈕,選擇步驟1創(chuàng)建的鈑金件的下邊線,設置“折彎半徑”為1mm,設置“法蘭角度”為31.25,設置法蘭長度為48mm,并選中所示的按鈕,創(chuàng)建一邊線法蘭。

步驟3 通過與步驟2相同的操作,以相同的“法蘭位置”和“法蘭長度”順序創(chuàng)建長度為130.2mm、48mm和100mm,“法蘭角度”分別為58.75°、58.75°和31.25°的邊線法蘭。

步驟4 在鈑金的底部平面中創(chuàng)建的草繪圖形,并使用其執(zhí)行拉伸切除操作。

步驟5 執(zhí)行線性陣列操作,將步驟4創(chuàng)建的拉伸切除特征陣列為如圖6-8a所示效果,再在鈑金件底部平面中創(chuàng)建所示草繪圖形,并執(zhí)行完全貫穿的拉伸切除操作,在底部創(chuàng)建兩個孔。

2.設計箱體的兩側部分

步驟1 新建一零件類型的文件,并創(chuàng)建如圖6-9a所示草繪圖形,執(zhí)行“拉伸凸臺/基體”操作,拉伸深度為30mm,拉伸出一實體。

步驟2 在實體的一個側面上創(chuàng)建如圖6-10a所示草繪圖形,再使用此圖形執(zhí)行拉伸切除操作,拉伸深度為27mm。

步驟3 單擊“鈑金”工具欄中的“轉換到鈑金”按鈕,選擇要剪切的側面為固定實體,然后順序向上選擇三條“折彎邊線”,默認折彎角度設置為1mm,邊角默認值和釋放槽類型按照所示進行設置,將實體轉換為邊境。

步驟4 單擊“鈑金”工具欄中的“焊接的邊角”按鈕,選擇鈑金件下面的邊角面執(zhí)行焊接邊角操作(并在此執(zhí)行“焊接的邊角”操作,將另外一個邊角也進行焊接即可)。

步驟5 在鈑金的底邊面中拉伸切除出兩個孔(草圖位于橫向邊線正中,兩個圓孔間相距155mm,圓孔的大小為10mm)。

3 裝配并焊接種箱

步驟1 新建一裝配體文件,并導入箱體的橫向部分和兩側部分(分兩次導入兩個兩側部分),然后按照面對齊的原則,將其裝配到一起。

步驟2 單擊“焊件”工具欄中的“焊縫”按鈕,選擇兩個鈑金件銜接處的兩個對應面,焊縫大小設置為2mm,為鈑金件間添加焊縫,如圖6-15所示(右擊上部空白欄,可在彈出的快捷菜單中調出“焊件”工具欄)。

步驟3 通過與步驟2相同的操作,焊接兩個鈑金間的所有縫隙,焊縫大小都為2mm(如個別地方無法焊接,可相應調小焊縫大小)。

步驟4 最后進入兩側鈑金件的一個平面的草繪模式,繪制如圖6-17所示的草繪圖形,再使用此圖形執(zhí)行“完全貫穿”的拉伸切除操作即可(之所以在最后執(zhí)行此處的拉伸切除操作,主要考慮到此處需要連接旋轉軸,所以應考慮軸心對齊的問題)。
知識點詳解

“鈑金”是針對金屬薄板(通常在6mm以下)進行的一種綜合冷加工工藝,可以對其進行沖壓、除料、折彎等操作。目前大多數(shù)工業(yè)設計軟件,如SolidWorks、proe等基本上都具備鈑金功能。實際上就是在軟件中通過對3D工業(yè)圖形進行設計和編輯,以得到鈑金件加工所需的數(shù)據(如展開圖),最終為數(shù)控機床加工鈑金等提供模型加工的驅動。

結合實例,下面介紹一下在SolidWorks中關于鈑金件的一些知識,如鈑金設計樹和鈑金工具欄、基體-法蘭/薄片、轉換到鈑金和邊線法蘭等內容,具體如下。

1.鈑金設計樹和鈑金工具欄

    在SolidWorks的鈑金設計樹中,如圖6-18a所示,任何鈑金件都將默認添加如下兩個特征(即使只創(chuàng)建了一個“薄片”鈑金)。
    “鈑金”特征:包含默認的折彎參數(shù),可編輯或設置此鈑金件的默認折彎半徑、折彎系數(shù)、折彎扣除和默認釋放槽類型。
    “平板型式”特征:默認被壓縮,解除壓縮后用于展開鈑金件(通常在壓縮狀態(tài)下設計鈑金件,否則將在“平板型式”后添加特征)。
    “鈑金”工具欄集合了設計鈑金的大多數(shù)工具,而且在“鈑金”工具欄中還集合有“拉伸切除”和“簡單直孔”按鈕,此兩個按鈕與前面幾章中介紹的特征工具欄中的對應按鈕功能完全相同,在鈑金件上同樣可用于進行切除或執(zhí)行孔操作。
    2.基體-法蘭/薄片

“基體-法蘭/薄片”特征是主要的鈑金創(chuàng)建工具,與“拉伸凸臺/基體”命令類似,可以使用輪廓線拉伸出鈑金,其他鈑金特征都是在此基礎上創(chuàng)建的。
首先繪制一封閉輪廓曲線,單擊“鈑金”工具欄中的“基體-法蘭/薄片”按鈕,再選擇繪制好的曲線輪廓,打開“基體法蘭”對話框,設置鈑金厚度,其他選項保持系統(tǒng)默認,單擊“確定”按鈕即可完成“基體-法蘭/薄片”特征的創(chuàng)建。

在“基體法蘭”對話框中,如圖6-19b所示,“折彎系數(shù)”卷展欄用于定義鈑金折彎的規(guī)則算法,其意義可參見本章后面“知識拓展”中的講述?！白詣忧嗅尫挪邸本碚箼谟糜谠O置在插入折彎時為彎邊設置不同類型的“釋放槽”,有“矩形”、“撕裂形”和“短圓形”3種類型可供選擇,其作用如下。
    “矩形”:指在折彎拐角處添加一個矩形讓位槽。
    “撕裂形”:指維持現(xiàn)有材料形狀,不為折彎創(chuàng)建讓位槽。
    “矩圓形”:指在折彎拐角處添加一個圓形讓位槽。

Solidworks播種機鈑金件設計solidworks simulation分析案例圖片8

3 轉換到鈑金

使用“轉換到鈑金”工具可以先以實體的形式把鈑金的大概形狀畫出來,然后再把它轉換為鈑金。
單擊“鈑金”工具欄中的“轉換到鈑金”按鈕,打開“轉換到鈑金”屬性管理器,選擇一個面作為鈑金的固定面,然后在“折彎邊線”卷展欄中選擇邊線作為“折彎邊線”,單擊“確定”按鈕即可將某實體轉換為鈑金,如圖6-21所示。

Solidworks播種機鈑金件設計solidworks simulation技術圖片10

4 邊線法蘭

“邊線法蘭”是指以已創(chuàng)建的鈑金特征為基礎,將某條邊進行拉長和延伸并彎曲,從而形成新的鈑金特征(可以使用預定義的圖形,也可以草繪延伸截面的形狀)。
單擊“鈑金”工具欄中的“邊線法蘭”按鈕,打開“邊線-法蘭”屬性管理器,選擇基體鈑金的一條或多條邊線,設置法蘭長度和折彎半經,單擊“確定”按鈕即可在基體鈑金兩側創(chuàng)建法蘭。

Solidworks播種機鈑金件設計solidworks simulation培訓教程圖片12

下面解釋一下“邊線法蘭”屬性管理器中其他選項的作用。
“縫隙距離”文本框:當所選擇的兩條邊線相鄰時,用于設置兩個邊線法蘭間的距離。

“角度”卷展欄和“法蘭長度”卷展欄:分別用于設置法蘭壁與基體法蘭的角度和法蘭的長。只是在設置法蘭長度時,有兩種測量方式,即“外部虛擬交點”和“內部虛擬交點”。

    “法蘭位置”卷展欄:用于設置法蘭嵌入基礎鈑金材料的類型,共有4種類型,其作用如下。
    “材料在內”:此方式下所創(chuàng)建的法蘭特征將嵌入到鈑金材料的里面,即法蘭特征的外側表面與鈑金材料的折彎邊位置平齊。
    “材料在外”:此方式下所創(chuàng)建的法蘭特征其內側表面將與鈑金材料的折彎邊位置平齊。
    “折彎在外”:此類型下所創(chuàng)建的法蘭特征將附加到鈑金材料的折彎邊的外側。
    “虛擬交點的折彎”:此類型下所創(chuàng)建的法蘭特征與原鈑金材料的交點永遠位于底部的邊線。此外,選擇“剪裁側邊折彎”復選框將移除鄰近法蘭的多余材料;選擇“距離”復選框可以設置法蘭距離側邊的長度。