基于solidworks鈑金結構的工藝性設計

1、<p>　　基于SolidWorks鈑金結構的工藝性設計</p><p>　　【摘要】SolidWorks軟件提高了工程師的設計效率，設計的產品原則上是在滿足其性能要求的條件下，盡可能達到最好的加工工藝性，鈑金結構件亦是如此。本文首先闡述了SolidWorks鈑金工藝性設計的重要性，然后詳細介紹了一般鈑金件及其工藝要求，最后闡明了SolidWorks鈑金建模時對工藝要求的響應。 </p>

2、<p>　　【關鍵詞】SolidWorks；鈑金結構設計；工藝性； </p><p>　　中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A </p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　三維設計已成為設計的主流方法，設計者通過三維設計軟件可以直接將所知所想的零部件模型，形象逼真地體現在計算機顯示屏上。SolidWorks

3、 是目前主流的三維機械實體設計軟件之一，極大地提高了機械設計工程師的設計效率。針對普通鈑金件的結構特點，人們利用它可以很輕松的模擬完成下料、繪制展開工藝圖、折彎等工序。一般加工企業(yè)設計和工藝會分開，有專門的工藝組來給加工圖紙貼工藝，也就是強化工藝要求。金屬板材加工就叫鈑金加工。鈑金行業(yè)的發(fā)展，進步和改進，一方面就是采用先進的制造工藝和設備，建立健全質量保證體系。為了更方便工程師在設計時查閱一些常用的、關鍵的數據，更好地保證設計出的零件有

4、較好的加工工藝性，統(tǒng)一結構要素，推進設計的標準化。因此要求工程技術人員在產品設計前要進行設計分析，同時對鈑金工藝知識要有一定的認知和運用。 </p><p>　　二、SolidWorks鈑金設計工藝性 </p><p>　　鈑金件是機械工業(yè)的主要零件類型之一，隨著現代工業(yè)的迅速發(fā)展，鈑金件的形狀越來越復雜、精度要求越來越高，由于結構設計是否合理和毛料尺寸是否準確直接決定了鈑金件能否具有良好

5、的外觀、足夠的強度和必需的精度，所以合理設計鈑金件的結構并準確計算其展開尺寸就成為鈑金設計的首要任務。并且由于人們對產品的外觀要求越來越高﹐鈑金件的結構工藝性也在不斷的提升。 </p><p>　　SolidWorks提供了方便易用和功能強大的設計解決方案，可以逼真地建立鈑金件的三維實體模型。通常用鈑金特征來產生零件，這些特征包括：幾種法蘭、薄片、增加折彎。首先這些特征要以鈑金工藝性設計為前提，舉個簡單的零件為例

6、。圖1與圖3均為電腦托盤前端示意圖，起初的設計意圖是要防止各個棱角劃傷手指，且零件要美觀。圖1零件前端通過SolidWorks可以按照圖2所示褶邊輕松成型，但在實際生產加工中難以實現。如果按照這個方向進行下去，設計人員的時間與精力都無形中被浪費了，所以在設計前的工藝性分析是很重要的。最終我們將產品定型為圖3，顯而易見在工藝上的差異，圖二零件各個邊均采用邊線法蘭成型，最后增加了倒圓角的工藝，最終切合了實際生產并滿足了防止劃傷手指的宗旨.

7、</p><p><b>　　圖1圖2圖3 </b></p><p>　　因此，只有正確掌握了鈑金設計工藝方法才能最大限度地發(fā)揮SolidWorks其應有的生產力。 </p><p>　　三、鈑金件一般工藝要求 </p><p>　　（一）通常在設計階段，產品設計的工藝性審查重點包括以下內容： </p>&

8、lt;p>　　1、 從生產加工的角度分析結構方案的合理性。即產品是否達到預期要求，本企業(yè)或外協(xié)加工的可能性。不能加工時，是否有辦法替代； </p><p>　　2、 分析方案的標準化程度。即是否盡可能采用了標準零部件； </p><p>　　3、分析方案結構總裝的可操作性與方便性。即各零部件要便于裝配與調整，避免過程中的再處理加工，保證可靠的裝配基準和調整因素； </p>

9、<p>　　4、 審核SolidWorks模型。要求鈑金零件必須能夠展開； </p><p>　?。ǘ?在設計實施中，不同產品工藝要求有所不同，涉及方方面面，在此著重介紹設計彎曲結構的設計規(guī)范： </p><p>　　1、為避免零件的折彎撕裂突起，對于料厚t≥2.5mm的零件，應設計寬度為1～1.5t工藝缺口。 </p><p>　　2、料厚≤2.0

10、mm時，可任意角度折彎，料厚為2.5mm時，最小折彎角度為30°，不能壓死邊，料厚為3.0mm時，最小折彎角度為60°，料厚≥4mm時，不允許有銳角零件。料厚≤2.0mm時，可以實現“Z”型折彎，即斷差折彎。 </p><p>　　3、帶斜邊的折彎邊應避開變形區(qū)（見圖4） 圖4 </p><p>　　（三）在進行特征設計時，可以通過編輯定義來改變特征，這些命令生成法蘭和

11、薄片，它們都是給零件添加材料，在零件的“折疊”和“展平”下，都可以進行切除操作。在切除操作時要注意： </p><p>　　1、板材上的各種孔優(yōu)先選用數控或沖壓通用模具，減少不必要的開模，減少數控沖床換刀時間。 </p><p>　　2、 關注孔到彎曲變形區(qū)的最小間距W。應有一定的距離，以免孔的形狀因彎曲而產生變形（見圖5）。 </p><p>　　3、關注孔的位置

12、距離（見圖5）。 孔到板材邊的距離與孔的形狀、板材厚度等諸多因素有關，如果孔與孔之間、成型孔之間及板材邊緣之間的距離太小，會造成板材的扭曲、變形，影響加工的效果。 圖5 </p><p>　　4、沖裁件上應避免窄長的懸臂和凹槽。一般凸出或凹入部分的寬度應大于或等于板厚t的一倍半。對高碳鋼、合金鋼等較硬材料此值應再乘以系數K=1.3~1.5；對黃銅、鋁等材料此值應再乘以系數K=0.75~0.8。 </p>

13、;<p>　?。ㄋ模┰阝k金折彎過程中，板料的彎曲變形極為復雜，不管是折彎系數、折彎扣除、K-因子還是折彎修正，它們都與鈑金件的材料種類、材料力學性能、材料厚度、折彎半徑、折彎角度、加工成型速度等因素密切相關。SolidWorks 雖然提供了默認的折彎系數、K-因子（一個常數，它是內表面到中性面的距離與材料厚度的比率），但在生產中，我們要將不同種類的材料在不同的折彎條件下進行彎曲試驗，記錄折彎修正值并形成表格，再利用Micr

14、osoft Ecxel 將折彎修正值換算成折彎系數、折彎扣除或K-因子，最后按照SolidWorks 的表格模板建立起相應的折彎表，也就是根據設計人員的經驗和實際生產情況給定的數值。這樣既可以按照SolidWorks 的默認三種鈑金折彎算法建模，又可以在展開圖上按折彎修正法標注符合加工要求的直觀的尺寸，兩者就有機結合起來了。彎曲件的展開長度即毛坯尺寸,是彎曲工藝下料的依據,下料過長、過短會使材料浪費或造成工件報廢, 因此, 彎曲件展開長

15、度的計算在沖壓生產中也起著至關重要的作用。鈑金展開長度與材料厚度、折彎半徑、折彎角度直接相關，所以值得特別注意的是，在利用SolidWorks 建立</p><p>　　（五）設計圖紙的公差是產品設計和制造中不可忽視的一部分，它是設計師設計思想實現的指導語言，是零件功能性因素的體現，也是總裝配合時合理配合的重要基礎。為了使設計圖紙的尺寸公差標注符合設計的功能要求和客戶的要求，同時也適合加工制造的特性,在產品設計完

16、畢， SolidWorks進行工程圖轉化時，本著既能確保產品質量，又不無謂的提高質量成本的目的，要對設計圖紙的公差進行合理標注。 </p><p>　　四、SolidWorks鈑金建模 </p><p>　　在三維軟件中對零件進行鈑金建模，實質是模擬零件加工過程，并對零件加工工藝這一過程進行描述，是在軟件的環(huán)境下進行的虛擬加工。對于有的工藝過程，甚至還可以用多種不同建模命令來對其模擬。 &

17、lt;/p><p>　　鈑金件計算機輔助工藝解決的問題： </p><p>　　1.鈑金件模型的建立及信息描述。鈑金件模型的建立及信息描述是后續(xù)工作的前提和基礎。 </p><p>　　2.鈑金件模型信息的提取。當打開某一鈑金模型時能從模型中得到工藝過程所需的信息，如：零件名稱、材料規(guī)格、材料代號、零件圖號等。 </p><p>　　3.鈑金工藝

18、知識庫的建立。涉及到加工工藝流程信息、加工設備信息、量夾具信息、加工操作人員信息等等。 </p><p>　　4.各系統(tǒng)模塊的數據交換問題。 </p><p>　　5.工藝結果的輸出。自動生成既能面向普通設備又能面向數控設備的鈑金件工藝卡片。 </p><p><b>　　五、結語 </b></p><p>　　Soli

19、dWorks 軟件在鈑金設計中的應用使得設計過程變得更加簡單、準確，并且可以非常簡便的獲得鈑金件的相關詳細信息，在對產品設計時可以利用與SolidWorks 軟件相集成的軟件進行計算，這樣可以通過結果進而對設計產品進行優(yōu)化，從而更加簡便的完成鈑金件的設計工作。工程技術人員在設計階段對工藝規(guī)范的積極響應，既能加快加工進度，降低加工成本，提高產品質量又能減少不必要的開模。更大限度的發(fā)揮了三維制圖軟件的實際生產力。 </p>&

20、lt;p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　【1】《沖壓工藝及設備》鐘全雄著。機械工業(yè)出版社2010. </p><p>　　【2】《數控加工工藝》賀曙新，張思弟，文少波著?；瘜W工業(yè)出版社2011. </p><p>　　【3】張育丹,王亞莉 基于Solidworks的鈑金件加工 [J] 科技資訊 2011(6) <