Soildworks在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要：科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)步，無(wú)論是在制造工藝還是在制造質(zhì)量上都得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展?，F(xiàn)如今，模具制造行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也是越來(lái)越激烈，客戶對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、價(jià)格以及質(zhì)量的要求也在日益提高，這對(duì)模具的開發(fā)而言無(wú)疑是提出了更高的挑戰(zhàn)，必須通過(guò)壓縮成本、生產(chǎn)周期并提高質(zhì)量來(lái)滿足客戶的需求，為了達(dá)成這一發(fā)展目標(biāo)幾何外形和機(jī)械加工參數(shù)的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。本文將對(duì)Soildworks在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行深入的探討，使Soildworks在模具設(shè)計(jì)中發(fā)揮更加重要的作用。

關(guān)鍵詞：Soildworks;模具設(shè)計(jì);三維設(shè)計(jì)軟件

現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展可謂是如日中天，同時(shí)也帶動(dòng)了相關(guān)軟件的發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造行業(yè)中二維設(shè)計(jì)圖紙向三維圖紙的轉(zhuǎn)變。在模具行業(yè)中，模具設(shè)計(jì)和制造是非常重要的環(huán)節(jié)，而在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)揮的今天，三維繪圖軟件如雨后春筍一般涌現(xiàn)出現(xiàn)，Soildworks就是其中的一種。Soildworks作為功能強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件，將其應(yīng)用到模具設(shè)計(jì)中可以有效的解決幾何外形和機(jī)械加工參數(shù)的精度問(wèn)題、做到縮短模具的設(shè)計(jì)周期、提高模具的設(shè)計(jì)效率，實(shí)現(xiàn)最大限度的滿足客戶的需求。

1 Soildworks三維設(shè)計(jì)軟件的概述

1.1 Soildworks三維設(shè)計(jì)軟件的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，Soildworks三維設(shè)計(jì)軟件是模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用十分廣泛的計(jì)算機(jī)軟件。事實(shí)上，Soildworks作為機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，與CAD/CAM/CAE軟件類似都是在Windows系統(tǒng)中以設(shè)計(jì)功能為主。由于界面操作與Windows系統(tǒng)的風(fēng)格一致，因此也堪稱是人性化操作界面。Soildworks三維設(shè)計(jì)軟件具有三大特點(diǎn)，分別是：功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新?；谶@三大優(yōu)勢(shì)也使得Soildworks成為三維CAD解決方案中領(lǐng)先的、主流軟件。在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用Soildworks，不僅可以使模具有多種設(shè)計(jì)方案，還可以減少模具設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，更重要的是還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。目前，在眾多三維設(shè)計(jì)軟件中，Soildworks所面對(duì)的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是UG和PRO/E。

1.2 Soildworks三維設(shè)計(jì)軟件的簡(jiǎn)介

首先，是Soildworks的用戶界面。Soildworks具有一套完善的動(dòng)態(tài)界面，可以通過(guò)拖動(dòng)鼠標(biāo)來(lái)對(duì)其進(jìn)行控制，就可以在一定程度上簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的步驟、減少對(duì)話框的數(shù)量，防止用戶界面出現(xiàn)凌亂的問(wèn)題。此外，用戶界面可以通過(guò)屬性管理員對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟進(jìn)行管理，Soildworks的資源管理器可以對(duì)CAD文件進(jìn)行管理，而AutoCAD模擬器可以使用戶的作圖習(xí)慣得到保留，有助于從二維向三維的順利過(guò)渡。其次，配置管理。這是Soildworks中獨(dú)立的一部分，主要是對(duì)零件、裝配設(shè)計(jì)以及工程圖進(jìn)行變換和組合，進(jìn)而派生其他零件或裝配體。然后，是協(xié)同工作。Soildworks可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作，共享CAD軟件、展示實(shí)體模型、支持Web目錄等。再有，裝配設(shè)計(jì)。可以動(dòng)態(tài)查看所有裝配體的運(yùn)動(dòng)閉關(guān)進(jìn)行檢測(cè)，重復(fù)設(shè)計(jì)部分可由只能零件進(jìn)行完成，加快裝配體的整體裝配速度。最后，工程圖。Soildworks可以在修改圖紙時(shí)自動(dòng)更新相關(guān)視圖和裝配體，自動(dòng)生成工程圖、視圖等，使詳圖操作和剖視圖更加詳細(xì)。

2 Soildworks在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在SolidWorks軟件發(fā)展過(guò)程中，Soildworks不斷更新出新的版本一提升軟件的功能，但無(wú)論是哪個(gè)版本的Soildworks在功能上都具有模具設(shè)計(jì)功能。特別是在2003版的Soildworks中，模具設(shè)計(jì)功能得到了增強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)在一些分模線比較直觀的零件分模設(shè)計(jì)中，簡(jiǎn)單的幾步就能夠做到型腔和型芯的創(chuàng)建，在對(duì)相對(duì)復(fù)雜的零件產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)也可以利用Soildworks系統(tǒng)中的模具設(shè)計(jì)功能對(duì)其進(jìn)行逐一完成。而Soildworks在模具中的應(yīng)用體現(xiàn)在很多方面，例如：沖壓模具、塑料模具等，本文將以Soildworks在塑料模具中的應(yīng)用為例進(jìn)行深入的分析。

2.1 Soildworks的塑料模具設(shè)計(jì)與制造流程

在塑料模具設(shè)計(jì)中用Soildworks軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單，即使是在設(shè)計(jì)完畢之后再進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷幕蛘{(diào)整，也可以利用該軟件的功能對(duì)其中的一個(gè)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行修改，其他的相關(guān)設(shè)計(jì)就會(huì)自動(dòng)調(diào)整，因此為設(shè)計(jì)者提供了最大的便捷，更是降低了設(shè)計(jì)者修改圖紙的工作量。使用Soildworks設(shè)計(jì)塑料模具的制造流程如下：

制件三維實(shí)體設(shè)計(jì)→拔模分析→創(chuàng)建方案并設(shè)置收縮率→定義分型面→修補(bǔ)通孔→創(chuàng)建延展曲面→創(chuàng)建模坯、側(cè)型芯→創(chuàng)建布局→設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)→添加模架→設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)→完成總裝配→生成二維工程圖

2.2 應(yīng)用Soildworks設(shè)計(jì)開關(guān)盒外殼塑料模具

1）應(yīng)用Soildworks三維設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)下圖圖1實(shí)體。

2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。在Soildworks中，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備是準(zhǔn)備產(chǎn)品模型的工具。用戶整個(gè)設(shè)計(jì)方案中利用數(shù)據(jù)準(zhǔn)備功能創(chuàng)建原始產(chǎn)品模型，系統(tǒng)默認(rèn)Z 軸為分模方向，這樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就會(huì)將模型定位到開模方向上。然后復(fù)制一個(gè)原始模型的復(fù)制品，再利用復(fù)制

品進(jìn)行設(shè)計(jì)。若在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)制件存在缺陷需要進(jìn)行整改，軟件就會(huì)將修改的產(chǎn)品模型和原始模型進(jìn)行交換，以實(shí)現(xiàn)不修改整體裝配并最大限度降低欠為操作，除此之外型芯和型腔還會(huì)自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的更新。

3）方案控制。方案控制是模具設(shè)計(jì)的入口，也就是說(shuō)所有的設(shè)計(jì)方案都從這開始。設(shè)計(jì)開關(guān)外殼模具時(shí)，需要定義方案名稱、零件所用的材料、收縮率等文件的信息。復(fù)制項(xiàng)目具有直接對(duì)方案進(jìn)行復(fù)制和行修改的功能。

4）型芯/型腔創(chuàng)建。在模具設(shè)計(jì)中，型芯/型腔是重要的部分，分模的質(zhì)量至關(guān)重要會(huì)直接影響模具后續(xù)的加工。利用生成的分模面來(lái)分離毛坯，使用SolidWorks的型腔功能進(jìn)行創(chuàng)建其他的鑲塊。利用分模功能創(chuàng)建的原始模坯零件可用于型芯和型腔零件，并搜索產(chǎn)品模型的分型面和分型線，修補(bǔ)型芯和型腔表面和孔，以分離所需的型芯和型腔零件。隨后就需要利用數(shù)控對(duì)復(fù)雜的型芯和型腔進(jìn)行編程，然后輸送到加工中心進(jìn)行加工。

5）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有澆口和流道系統(tǒng)的功能。該設(shè)計(jì)的成功與否將直接影戲著制品的性能、外觀等。在開關(guān)外殼模具中，需要對(duì)制品的方向進(jìn)行點(diǎn)澆口，在側(cè)面澆注。

6）模架設(shè)計(jì)。模架設(shè)計(jì)功能能夠設(shè)計(jì)出流行各種模架結(jié)構(gòu)。不僅可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況選擇模架，還可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，還能夠利用3D預(yù)覽來(lái)觀察模架，以確定尺寸?！澳＜茉O(shè)計(jì)”為模具設(shè)計(jì)者提供了極大的便捷。

7）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在模具設(shè)置中可以利用冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的冷卻回路。Soildworks可以為其提供良好的界面，利用3D草圖技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的冷卻回路進(jìn)行觀察。每一個(gè)冷卻回路都是獨(dú)立的，為了便于加工還可以制定鉆孔面和過(guò)鉆部分。冷卻水道都是實(shí)體建立，因此可以根據(jù)需要對(duì)通道進(jìn)行指定。這樣在冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢后，通道可以從模塊或模板中產(chǎn)生空腔。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用Soildworks可以有效的提高設(shè)計(jì)者的工作效率，在加上Soildworks所具有的強(qiáng)大的功能，更是為設(shè)計(jì)者提供了便捷。Soildworks軟件的使用最大程度的提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，促進(jìn)模具設(shè)計(jì)向三維的轉(zhuǎn)變，更使得模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]任艷霞，丁剛.NX在模具設(shè)計(jì)及加工中的應(yīng)用分析[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（21）：159-160.

[2]韓佳.逆向工程技術(shù)及其在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)，2019（23）：173.

作者簡(jiǎn)介

楊德忠（1972-），男，漢，四川，機(jī)電工程師，大專，煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，四川廣旺能源發(fā)展（集團(tuán)）有限責(zé)任公司機(jī)械制造分公司。