SolidWorks在模具設計中的應用

2013-06-11 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

在競爭日益激烈的模具制造市場中,用戶將會要求設計人員縮短交貨的周期并降低產(chǎn)品價格,否則,他們就會把業(yè)務轉發(fā)給價格更低的供應商。模具開發(fā)商無法從設計程序中找到突破口,以壓縮成本并縮短交貨周期。因此,企業(yè)必須確保模具產(chǎn)品能夠完全滿足客戶所提出的精確幾何外形要求和機械加工參數(shù)。

如果模具無法在交貨時正常工作,企業(yè)需要考慮對模具進行所需修改而導致的成本。SolidWorks Office 黃金版軟件提供了一套具有強大功能專用于模具設計自動化和驗證用途的獨特工具集,可以幫助企業(yè)應對當今的模具制造市場中所出現(xiàn)的挑戰(zhàn),從而在開發(fā)模具的過程中速度更快,精度更好,效益更高。

SolidWorks 解決方案合作伙伴提供了標準化和專用模具部件信息庫,設計人員可以將這些部件自動拖放至模具設計方案和模具總成之中。由于 SolidWorks 軟件實現(xiàn)了全面關聯(lián),因此,對部件、總成、細節(jié)或材料單所做出的任何修改都將自動應用于全部具有關聯(lián)的部分之中。

SolidWorks Office 黃金版軟件可以幫助設計人員在模具開發(fā)工作中提高精度,節(jié)省時間,并擴大利潤空間。通過利用SolidWorks 軟件,設計人員能夠自動確認側凹位置,完成側芯,驗證牽引力角度,設定分割線,建立分離面,檢測特有的注塑填充特征,并確保模具的耐用性。通過SolidWorks 軟件,設計人員可以在自己所熟悉的同一個建模及成面環(huán)境中操控全部功能。而且,還能夠使用種類齊全的模具庫和其他標準組件,并與電腦化數(shù)字控制(CNC)加工應用軟件實現(xiàn)集成。

提案招標

大多數(shù)提案招標(RFP)都包括一個3D 立體模型或一套設定了注模部件幾何外形的2D作圖集。應對提案招標的第一步對用戶提供的部件幾何外形進行審核。與其他設計系統(tǒng)相比,SolidWorks 軟件可以打開更多不同種類的CAD 文件。無論設計人員收到的是中間文件格式(如DXFTM, DWG, IGES, STEP等)還是其他系統(tǒng)的專用格式,SolidWorks 軟件都可以使設計人員使用這些幾何外形。由于在從其他設計系統(tǒng)導入幾何外形的過程中容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤, SolidWorks 軟件提供了一整套內(nèi)容齊全的工具,以完成導入文件的排錯和幾何外形的整理。設計人員可以在導入過程中自動建立立體模型,只需將中間文件中的各個部分組合進入一個立體幾何結構即可。SolidWorks 軟件還提供了診斷檢測工具,幫助設計人員將各個零件部分組和進入立體模型之中。

在設計人員完成部件幾何結構導入之后,設計人員可以使用SolidWorks 集成工具收集各種與模具開發(fā)成本有關的信息并做出報價。通過MoldflowXpress設計人員可以估計出是否能夠根據(jù)注塑部件最初的3D 立體模型創(chuàng)建出一個切實可行的模具。設計人員甚至可以根據(jù)幾何外形、注模位置、材料種類和處理條件而判定建模的可行性。這些信息將使得更加易于判斷出閘門的數(shù)量,以及所需的澆口和冷卻系統(tǒng)。設計人員可以利用 SolidWorks 側凹檢測功能發(fā)現(xiàn)該部件中需要側面操作的區(qū)域,以便將該部件從模具中起出。SolidWorks 軟件還包括一個“厚度檢測器”,可以檢查出在該部件中小于規(guī)定厚度的區(qū)域。這種厚度不足的現(xiàn)象如果不被修正將有可能在制造加工過程中導致其他問題出現(xiàn)。

當設計人員在對RFP 做出反饋的時候,這些模具分析工具使設計人員可以迅速測評一個部件的建?？尚行?。利用此種功能,設計人員可以顯著減少模具的設計和測試成本。其原因在于設計程序的早期,解決問題所需的時間和開支都更少,提案也將更為精確,因為設計人員可以在編寫提案的過程中向未來的客戶指明潛在的問題。

通過SolidWorks eDrawingsTM協(xié)作工具,設計人員可以在提案確定之前向客戶快速通告設計修改建議。eDrawings 能夠通過改善與客戶的溝通過程而優(yōu)化提案編寫過程。設計人員可以使用電子郵件向客戶發(fā)送包括著2D作圖和3D模型的eDrawings 文件,而客戶可以通過免費的看圖軟件觀看、打印和重審這些圖紙。他們能夠將模型展開或旋轉,以便在各種角度觀看,還可以放大和縮小;此外,直觀性標記工具還使客戶能夠提高全面而徹底的反饋。eDrawings 不僅是將客戶和設計程序更加密切的高效途徑,它還使企業(yè)在競爭中脫穎而出。PDMWorksㄈ砑?- SolidWorks Office 黃金版軟件的集成化產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)解決方案能夠安全地存檔并組織管理以往各個項目的多個版本,從而使設計人員可以迅速搜索全部的2D 和3D 設計圖紙,為新的模具總成找到相關的基礎點。這一工具將針對這個基礎點自動生成材料單,因此企業(yè)可以準確的計算出相應成本。

模具設計

一般而言,設計模具內(nèi)腔和砂芯的第一步是根據(jù)所需部件的材料計算出收縮參數(shù)。通過SolidWorks Office 黃金版軟件,設計人員只需點擊鼠標一次即可完成這一任務。此外, SolidWorks 軟件還將根據(jù)該部件中的牽引力導向而自動建議出最佳的分割線位置。

Mold flow Xpress讓設計人員更加自信,在制模過程中即可安裝零部件

隨著設計人員再次點擊鼠標,SolidWorks Office 黃金版軟件將指出該部件中牽引力不足的各個區(qū)域。設計人員還可以使用相應工具,快速修改牽引力角度,例如分割線牽引力指令;該指令可以將某個面偏向至一個臨近角。

通常情況中,模具設計的下一步是建立分離面,用以設定砂芯和空腔之間的分離情況。除了可以為簡單模具自動生成分離面之外, SolidWorks 軟件還可以提供大量立體建模與成面工具 , 因此,設計人員可以為更加復雜的模具建立分離面。

成芯功能包括完整的立體建模功能,例如模線、可變半徑圓角、外殼和牽引角度。高級表面建模功能包括多邊表面修補功能,使設計人員可以插入一個表面,而這個面與由多個邊界所設定的空間相切。設計人員還可以描繪出一個曲線集,并拉動曲線上的任何一點而對這個面進行修改,此外,設計人員還可以將分析部分和齒條綜合在一起而形成一個統(tǒng)一的部分。

SolidWorks提供多種工具,讓用戶輕松地從單一零部件設計轉為所有關鍵加工部分的整合

在建立了分離線之后,設計人員可以使用加工分離命令而將模具分割成為兩個立體部分。下一步是圍繞著設計人員在加工分離過程中所定義的表面建造模具的砂芯和空腔。隨后,設計人員就可以使用這些立體部分建造出與最初的多體部件設計方案相關的部件總成。SolidWorks 軟件提供了側芯功能,可以自動設計出將成品部件從模具中起出時所需的全部側芯和挺桿幾何外形。

一個常見模具底座部件當中的20%~90%由采購部件組成。通過3D ContentCentralSM ,企業(yè)可以從提供了完整模具底座和部件信息庫的知名合作伙伴企業(yè)獲得3D CAD 模型,從而節(jié)省時間并提高了精確性。這些部件包括定位銷、定位軸襯和澆口軸襯等。企業(yè)可以瀏覽產(chǎn)品分類以查看競爭產(chǎn)品,設定由供應商提供的部件以滿足自己的要求,并將其所供應的產(chǎn)品型號直接拖放至設計人員的設計方案之中。

SolidWorks 能從3D模型為基礎而完成生產(chǎn)水平的2D文件

SolidWorks 設計庫中提供了一個平臺,用于開發(fā)企業(yè)內(nèi)部標準,包括零件部分、部件和總成模型,設計人員可以將它們拖放至新模具的設計方案之中。SolidWorks 工具箱也是 Solid Works Office 黃金版軟件的一部分,其中提供了使用各種型號的ANSI, ISO,DIN, 和JIS 標準部件的能力,包括閥、軸承、護圈和齒輪等。設計人員可以從SolidWorks 工具箱中拖放各種型號的螺栓、螺母和墊圈,并將它們插入總成中的對應位置。智能型零件技術將根據(jù)它們與總成接觸的方式而自動設定它們的尺寸和定位。

通過SolidWorks 軟件,以3D 模型為基礎而完成生產(chǎn)水平的2D作圖簡便易行。只需在Solid Works 中畫出一條線,設計人員就可以將總成分開并自動生成所需圖紙。

設計人員可以在任何時刻添加或改變維度,而系統(tǒng)將立刻進行更新以接受做出的設計修改。設計人員可以首先在3D 中排列組和各個部件,從而迅速畫出分解圖以描述該模具將如何運行,隨后,再選擇用以設定2D 細節(jié)圖視角的相應部分。此外,設計人員可以通過在材料單上引出球狀注解框而對這些細節(jié)圖進行解釋。

模具制造商往往需要保證自己的產(chǎn)品可以承受住高強度的工作周期。設計人員可以使用SolidWorks Office 黃金版中包括的 COSMOSWorks?Designer 軟件確定工作運行中部件所承受的拉力和壓力,變形破壞和錯位情況,從而避免在實際工作中出現(xiàn)問題。通過這種工具,設計人員可以迅速發(fā)現(xiàn)最初的設計方案中所具有的弱點。生成新軟件原形快速且廉價,這使企業(yè)可以解決質量問題;否則,這些問題將可能會到檢測階段才能發(fā)現(xiàn),甚至在到達用戶的工廠之后才能夠被發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過對部件將要確實承受的工作周期進行測評,設計人員可以通過使用更小更輕的底座減小模具的成本和重量。

設計修改變更

SolidWorks Office 黃金版軟件使設計人員可以將互相關聯(lián)的零件連接在一起;因此,如果其中一個零件發(fā)生變化,與其關聯(lián)的所有零件都將發(fā)生相應變化。當客戶對一個設計方案進行了修改并向設計人員發(fā)送出一個新的CAD 文件的時候,設計人員可以將這個CAD 文件導入原來的零件設計方案中并利用這個新文件自動更新模具設計方案。

利用SolidWorks 軟件,設計人員還可以確保程序中的任何變化都將在全部產(chǎn)品文檔中自動更新,從而避免發(fā)生代價高昂的錯誤;這些產(chǎn)品文檔包括部件、總成和圖紙。因此,設計人員可以利用底座的2D 圖紙控制其全部零件或部分零件的尺寸。當改變布局的時候,定位銷、定位軸襯和其他零件將自動變化至合適的尺寸。

SolidWorks 軟件為鑒別統(tǒng)一零件的兩個版本之間的不同之處提供了功能強大的工具。當某個客戶在模具開發(fā)作業(yè)的過程之中發(fā)送出某一零件的新版本的時候,這一功能極為實用。設計人員可以將不同版本的圖紙同步,用以比較幾何外形、層面和零件特征,并將特征參數(shù)和屬性從一個版本應用于另一個版本。這些工具將幫助設計人員理解一個設計修訂將會對現(xiàn)有的工具設計方案產(chǎn)生哪些影響。

通過SolidWorks Animator,設計人員可以完成動畫信息,使客戶看到虛擬的模具將如何工作運轉,這樣他們就可以全面理解設計方案。SolidWorks Animator 使設計人員可以展示模具的活動部分如何運轉,還可以將總成分解和折疊以顯示出各個零件如何配合。

動畫過程能夠以環(huán)繞整個模具的形式展現(xiàn),或者還可以將模具平面旋轉360°,從而實現(xiàn)從任意角度對該模具進行觀察。

檢測與生產(chǎn)制造

SolidWorks 公司與業(yè)界知名的電腦輔助制造(CAM)軟件企業(yè)通力合作,為研磨、車削和電子出貨加工作業(yè)提供了一系列的強大CNC 編程解決方案。由于具有認證的CAM 解決方案可以使用SolidWorks 專用幾何外形并與SolidWorks 實現(xiàn)了全面關聯(lián),設計變更將在CNC 程序中完全反應出來。具有認證的CAM 產(chǎn)品還與SolidWorks 設計模型實現(xiàn)了單窗口集成,使CNC 程序通道可以在用戶所熟悉的SolidWorks 環(huán)境中生成。其他種類的SolidWorks 認證金牌產(chǎn)品還提供了更多的集成化分析解決方案,用于模具設計驗證、模具自動開發(fā)和部件的設計和修改工作。

對于使用SolidWorks 軟件的設計和制造服務提供商,SolidWorks 制造網(wǎng)絡可以簡化針對這些企業(yè)的搜索過程。通過使用SolidWorks 專用文件開展工作,企業(yè)無需為設計文件的轉化或再生而擔憂。企業(yè)可以通過對21個不同領域進行瀏覽或關鍵詞搜索的方法而輕易在網(wǎng)絡中找到合適的供應商;這些領域包括研磨、電子出貨加工和逆向工程分析。

SolidWorks Office 黃金版軟件可以幫助模具設計企業(yè)提高利潤水平。通過減少提案編寫和模具設計工作所需的時間和在提案編寫及設計方案開發(fā)期間對其進行審核,設計人員將有能力消除質量問題;否則,這些問題可能直到原形模具開發(fā)階段才能夠被發(fā)現(xiàn)。通過提供多種集成功能,SolidWorks 設計環(huán)境將幫助設計人員自動完成設計程序中的很多步驟。此外,種類多樣的強大分析工具將使設計人員可以利用軟件原形而對模具設計方案進行驗證,從而確保能夠在將其投入生產(chǎn)之前完成正確的設計方案。更多的集成化解決方案使設計人員可以極大簡化向制造過程的轉化,并與客戶實現(xiàn)更加高效且有效的溝通能力。SolidWorks Office 黃金版軟件為設計人員提供了以快速、精確而高成本效益的方式完成模具設計工作所需的各種工具- 以及在競爭日益激烈的加工市場環(huán)境中獲得成功所需的途徑。

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