SolidWorks在夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2013-07-07 by:廣州SolidworksUGCatia培訓(xùn)中心來源:仿真在線

SolidWorks在夾具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1 引言

SolidWorks是美國(guó)生信國(guó)際有限公司推出的基于Windows的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件,是微機(jī)版全參數(shù)化特征造型軟件,圖形界面簡(jiǎn)捷友好,用戶上手快。只要熟悉Windows,無論有無CAD的使用經(jīng)驗(yàn),都基本上能用SolidWorks進(jìn)行設(shè)計(jì),SolidWorks具有功能強(qiáng)大的實(shí)體建模能力,形象直觀的裝配設(shè)計(jì),及從三維模型自動(dòng)轉(zhuǎn)換為二維工程圖的功能,還具有動(dòng)畫和渲染的功能等。此外SolidWorks還提供了全相關(guān)的鈑金設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)能力,以及自由的、開放的、功能完整的包括VB、VC++和支持OLE的開放程序在內(nèi)的開發(fā)工具和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能,幾乎可以對(duì)當(dāng)今市場(chǎng)上所有CAD軟件的輸入/輸出格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2 SolidWorks在夾具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)方法是先根據(jù)要加工的零件繪出二維裝配圖,再將二維裝配圖拆畫成單個(gè)零件圖,設(shè)計(jì)周期長(zhǎng),尤其是二維裝配圖直觀性差,對(duì)零部件之間的運(yùn)動(dòng)干涉不易判斷,現(xiàn)在運(yùn)用SolidWorks這個(gè)強(qiáng)有力的工具,以上問題迎刃而解。下面結(jié)合我公司鉆架上的重要零件—馬達(dá)蓋“見圖1”來介紹運(yùn)用SolidWorks設(shè)計(jì)夾具的方法和步驟。

(1)對(duì)馬達(dá)蓋零件進(jìn)行實(shí)體建模

SolidWorks有豐富的零件實(shí)體建模功能,變量化的草圖輪廓繪制,并能自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)約束檢查,通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、抽殼、特征陣列以及打孔等操作,簡(jiǎn)便地繪出馬達(dá)蓋零件的基本結(jié)構(gòu),再通過帶控制線的掃描、放樣、填充以及拖動(dòng)等操作,生成馬達(dá)蓋零件的復(fù)雜構(gòu)造曲面,再對(duì)曲面進(jìn)行修剪、延伸、倒角和縫合等操作,則完成馬達(dá)蓋零件的全部建模,在建模過程中,所有特征都可以用拖動(dòng)手柄改變尺寸,并有動(dòng)態(tài)的形狀變化預(yù)覽,可實(shí)現(xiàn)變半徑倒圓,指定區(qū)域倒圓,填角和圓角過渡,在屏幕左側(cè)顯示的特征樹(Feature manager)可直觀有效地管理整個(gè)設(shè)計(jì)過程,可以隨意地改變零件的形狀和設(shè)計(jì)意圖;可以進(jìn)行特征的拖動(dòng)、剪貼和換序;可以把一個(gè)窗口零件上的某些特征剪切、復(fù)制到另一窗口的零件上,當(dāng)設(shè)計(jì)完成的零件被其他設(shè)計(jì)人員調(diào)用時(shí),能夠很快地通過特征樹了解此設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)過程,并可以馬上按自己的設(shè)計(jì)思想修改。

(2)裝配設(shè)計(jì)建模

進(jìn)入SolidWorks的裝配體模式中,以馬達(dá)蓋零件為基本件,設(shè)計(jì)出定位元件、夾緊元件、輔助支撐元件,完成夾具裝配體的設(shè)計(jì),接著可用SolidWorks自帶的一個(gè)插件Animator(動(dòng)畫軟件)對(duì)夾具進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,即給定夾具中可以運(yùn)動(dòng)的零件的運(yùn)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)路徑,使裝配體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),從運(yùn)動(dòng)過程可以看出各零件是否會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的干涉,以便及時(shí)修改,SolidWorks可以把運(yùn)動(dòng)過程生成AVI動(dòng)畫文件,保存后可以脫離軟件環(huán)境獨(dú)立運(yùn)行,SolidWorks可以很方便地生成裝配體,提供基于裝配關(guān)系和運(yùn)動(dòng)特征的裝配設(shè)計(jì)功能,支持多重的子裝配。利用特征樹,可以像在零件設(shè)計(jì)中那樣對(duì)裝配體中的零件任意修改,在裝配模型中,可進(jìn)行前后關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì),有嚴(yán)密的幾何和尺寸約束管理,清楚區(qū)分欠約束、全約束和過約束, 在調(diào)用大裝配時(shí),“輕化”零部件的功能極大地減小了存儲(chǔ)空間,提高了運(yùn)行速度。

(3)高級(jí)的圖像渲染Photoworks

利用SolidWorks象照片一樣顯現(xiàn)出來的Photoworks工具可以對(duì)夾具裝配體進(jìn)行高質(zhì)量的渲染,零件或裝配圖能直接觀察虛擬裝配后的夾具。Photoworks完全集成在SolidWorks的設(shè)計(jì)環(huán)境中,從下拉菜單或圖形菜單條中可方便地獲取具體的功能,更重要的是,Photoworks不要求使用者有專門培訓(xùn)和背景知識(shí)就可以為夾具制作出精美的展示圖片。

渲染的控制:預(yù)覽帶有背景和材質(zhì)紋理的上色渲染,可以對(duì)透明和反射的材質(zhì)設(shè)置光源。

物體的材質(zhì):材質(zhì)庫(kù)中有多種材料類型可供選擇,用戶還可以定義新的材質(zhì),可選擇有關(guān)的屬性如表面顏色、透明度、粗糙度和紋理等,材質(zhì)可以附加在整個(gè)零件上,也可以附加在某個(gè)特征或某個(gè)表面上。

圖案:運(yùn)用貼圖功能在夾具上生成和附加常規(guī)的標(biāo)記和圖案,可以指定每個(gè)圖案的大小、位置和透明度,可以在零件的幾何模型、特征或表面上覆蓋多層圖案。

光源和陰影:可指定的光源類型有點(diǎn)光源、線光源和聚光源?？芍付ㄋ泄庠吹念伾蛷?qiáng)度?？煞奖愕剡x擇和控制陰影的形成。

背景顏色和景象:能像攝影室里加布景一樣設(shè)置零部件的背景,可對(duì)背景進(jìn)行預(yù)覽,尺寸和位置可進(jìn)行調(diào)整,可產(chǎn)生單色、漸變顏色,隨機(jī)云紋等背景,通過標(biāo)準(zhǔn)格式(JPEG、TARGA、TIFF、BMP)的圖形文件輸入,能附加背景素材。

圖像輸出:在SolidWorks窗口上渲染的圖像,可按用戶定義的分辨率輸出到24位Postscript、JEPG、TARGA、TIFF、BMP等格式的文件中,或輸出到Photoworks自身的LWI文件中。

(4)工程圖設(shè)計(jì)

SolidWorks具有強(qiáng)大的將三維模型轉(zhuǎn)換成二維工程圖的能力,利用它的這個(gè)功能,可以將夾具裝配體中的零件生成完整的車間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖,該工程圖是全相關(guān)的,即在修改圖紙時(shí),三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行更新, 也可使用Rapid Draft技術(shù)將工程圖與三維零件和裝配體脫離。還可對(duì)夾具的力學(xué)性能,如慣性矩、重心、重量等參數(shù)進(jìn)行在線檢測(cè),這在設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)體夾具時(shí)顯得尤為重要。

3 結(jié)語

本文介紹了SolidWorks在夾具輔助設(shè)計(jì)中的運(yùn)用,從中可以看出SolidWorks在觀察裝配體模型零件之間的動(dòng)態(tài)干涉檢查時(shí),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的缺陷,它的測(cè)量慣性矩的功能, 使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)體夾具時(shí),對(duì)動(dòng)平衡的處理由憑經(jīng)驗(yàn)變成了精確計(jì)算,它的由三維模型轉(zhuǎn)換成二維工程圖的功能,大大縮短了設(shè)計(jì)周期,使夾具的設(shè)計(jì)登上了一個(gè)新臺(tái)階。

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