Solidworks播種機(jī)鈑金件設(shè)計(jì)

2013-08-10 by:廣州SolidworksUGCatia培訓(xùn)中心來源:仿真在線

播種機(jī)是將種子以一定的規(guī)律播種到土中的機(jī)械,如圖6-1所示。平時(shí)比較常見的有用于播種小麥的條播機(jī),以及用于播種玉米的穴播機(jī)等。使用播種機(jī)可以大大減輕人類的體力勞動(dòng),將開溝、撒種和覆土等操作一次完成,體現(xiàn)了機(jī)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(yán)格對(duì)中,不發(fā)生相對(duì)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(jī)的構(gòu)造通常較為簡(jiǎn)單,主要由種箱、排種輪和開溝器等組成。本實(shí)例將講解使用SolidWorks設(shè)計(jì)常見玉米播種機(jī)種箱鈑金件的操作,如圖6-2所示。在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)原則是鈑金在展平后不能有干涉,另外應(yīng)盡量減少下料量和加工工序。為滿足這些設(shè)計(jì)原則,本實(shí)例將玉米播種機(jī)種箱分為三部分,按照先設(shè)計(jì)單個(gè)鈑金件,然后裝配并焊接的流程,完成最終零件的設(shè)計(jì)。

    播種箱無需具有太高的強(qiáng)度,所以在生產(chǎn)加工時(shí),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(cè)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(gè)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(shí),可以提前計(jì)算好板材的用量,然后使用剪板機(jī)和折彎?rùn)C(jī)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(huì)提供折彎和鈑金展平等零件特征,這些都是與實(shí)際加工過程相對(duì)應(yīng)的。

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

1.設(shè)計(jì)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(zhǔn)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(shè)置“折彎半徑”為1mm,設(shè)置“法蘭角度”為31.25,設(shè)置法蘭長(zhǎng)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(zhǎng)度”順序創(chuàng)建長(zhǎng)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(gè)孔。

2.設(shè)計(jì)箱體的兩側(cè)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(tái)/基體”操作,拉伸深度為30mm,拉伸出一實(shí)體。

步驟2 在實(shí)體的一個(gè)側(cè)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(zhuǎn)換到鈑金”按鈕,選擇要剪切的側(cè)面為固定實(shí)體,然后順序向上選擇三條“折彎邊線”,默認(rèn)折彎角度設(shè)置為1mm,邊角默認(rèn)值和釋放槽類型按照所示進(jìn)行設(shè)置,將實(shí)體轉(zhuǎn)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(gè)邊角也進(jìn)行焊接即可)。

步驟5 在鈑金的底邊面中拉伸切除出兩個(gè)孔(草圖位于橫向邊線正中,兩個(gè)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(dǎo)入箱體的橫向部分和兩側(cè)部分(分兩次導(dǎo)入兩個(gè)兩側(cè)部分),然后按照面對(duì)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(gè)鈑金件銜接處的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面,焊縫大小設(shè)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(diào)出“焊件”工具欄)。

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

步驟4 最后進(jìn)入兩側(cè)鈑金件的一個(gè)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(zhuǎn)軸,所以應(yīng)考慮軸心對(duì)齊的問題)。
知識(shí)點(diǎn)詳解

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

結(jié)合實(shí)例,下面介紹一下在SolidWorks中關(guān)于鈑金件的一些知識(shí),如鈑金設(shè)計(jì)樹和鈑金工具欄、基體-法蘭/薄片、轉(zhuǎn)換到鈑金和邊線法蘭等內(nèi)容,具體如下。

1.鈑金設(shè)計(jì)樹和鈑金工具欄

    在SolidWorks的鈑金設(shè)計(jì)樹中,如圖6-18a所示,任何鈑金件都將默認(rèn)添加如下兩個(gè)特征(即使只創(chuàng)建了一個(gè)“薄片”鈑金)。
    “鈑金”特征:包含默認(rèn)的折彎參數(shù),可編輯或設(shè)置此鈑金件的默認(rèn)折彎半徑、折彎系數(shù)、折彎扣除和默認(rèn)釋放槽類型。
    “平板型式”特征:默認(rèn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jiǎn)單直孔”按鈕,此兩個(gè)按鈕與前面幾章中介紹的特征工具欄中的對(duì)應(yīng)按鈕功能完全相同,在鈑金件上同樣可用于進(jìn)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(tái)/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(chǔ)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(duì)話框,設(shè)置鈑金厚度,其他選項(xiàng)保持系統(tǒng)默認(rèn),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(duì)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(shí)拓展”中的講述。“自動(dòng)切釋放槽”卷展欄用于設(shè)置在插入折彎時(shí)為彎邊設(shè)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(gè)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(gè)圓形讓位槽。

Solidworks播種機(jī)鈑金件設(shè)計(jì)solidworks simulation分析案例圖片8

3 轉(zhuǎn)換到鈑金

使用“轉(zhuǎn)換到鈑金”工具可以先以實(shí)體的形式把鈑金的大概形狀畫出來,然后再把它轉(zhuǎn)換為鈑金。
單擊“鈑金”工具欄中的“轉(zhuǎn)換到鈑金”按鈕,打開“轉(zhuǎn)換到鈑金”屬性管理器,選擇一個(gè)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(shí)體轉(zhuǎn)換為鈑金,如圖6-21所示。

Solidworks播種機(jī)鈑金件設(shè)計(jì)solidworks simulation技術(shù)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(chǔ),將某條邊進(jìn)行拉長(zhǎng)和延伸并彎曲,從而形成新的鈑金特征(可以使用預(yù)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(shè)置法蘭長(zhǎng)度和折彎半經(jīng),單擊“確定”按鈕即可在基體鈑金兩側(cè)創(chuàng)建法蘭。

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下面解釋一下“邊線法蘭”屬性管理器中其他選項(xiàng)的作用。
“縫隙距離”文本框:當(dāng)所選擇的兩條邊線相鄰時(shí),用于設(shè)置兩個(gè)邊線法蘭間的距離。

“角度”卷展欄和“法蘭長(zhǎng)度”卷展欄:分別用于設(shè)置法蘭壁與基體法蘭的角度和法蘭的長(zhǎng)。只是在設(shè)置法蘭長(zhǎng)度時(shí),有兩種測(cè)量方式,即“外部虛擬交點(diǎn)”和“內(nèi)部虛擬交點(diǎn)”。

    “法蘭位置”卷展欄:用于設(shè)置法蘭嵌入基礎(chǔ)鈑金材料的類型,共有4種類型,其作用如下。
    “材料在內(nèi)”: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(cè)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(nèi)側(cè)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(cè)。
    “虛擬交點(diǎn)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(diǎn)永遠(yuǎn)位于底部的邊線。此外,選擇“剪裁側(cè)邊折彎”復(fù)選框?qū)⒁瞥徑ㄌm的多余材料;選擇“距離”復(fù)選框可以設(shè)置法蘭距離側(cè)邊的長(zhǎng)度。