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基于Solidworks的中小型钣金企业产品设计库的建立

引言

中小型钣金企业规模小,排产灵活,小批量生产是其生存之道.但是,由于小批量产品是按照用户要求进行设计、制造,这样就会导致中小企业产品规格、零件品种很多,设计周期长,不利于组织生产.以前,钣金企业大部分是来图加工,产品设计工作量较少.近几年,越来越多的客户都逐渐将产品结构设计工作外包给钣金企业,要求钣金加工企业提供钣金零部件、整机结构的开发与设计,这对钣金企业的产品设计、技术管理能力有了更高要求.大部分中小型钣金企业由于资金、人力资源限制,没有条件引入信息化软件管理系统,难以进行全面的、精细的标准化和信息化管理,产品没有形成系列化设计,零件通用化程度低,产品设计重复劳动多,设计效率低,出错率高,给组织生产带来困难,最终导致生产效率低,成本加高,企业竞争力下降.

因此,中小型钣金企业必须提高产品设计的标准化程度,使产品既满足性能要求,又容易组织生产,减少冲压模具制造的数量及复杂程度,从而提高生产效率,降低制造成本.

一、中小型钣金企业标准化设计

1.钣金零件的特点及标准化设计原则

钣金加工主要是对厚度 6mm及以下的钢板、铝板、铜板等金属板材或型材进行加工.其加工工艺主要有切割、冲压、折弯、焊接、铆接、钻孔、表面处理等.钣金零件的设计,除了零部件必须达到的性能要求外,还须惯彻标准化、系列化、通用化原则,尽可能引用已生产过的零件或通用件,尽量减少本企业的模具、刀具规格品种的增加.

2.实现标准化设计方法

为了达到产品标准化、系列化、通用化,企业必须制定产品设计规范,建立产品“设计库”,以方便设计人员检索、重复引用.建立产品“设计库”,可减轻设计工作量,利于提高设计质量,缩短生产周期,降低成本；便于组织生产,在生产任务不足时,可对标准件、通用件提前安排生产,适当备库存；易于提高零件互换性,便于产品维修.

二、中小型钣金企业设计库的基本架构

设计库是特征、零件、装配体、图块等的集合,向零件、装配体、工程图插入这些文件能重新利用已有的数据 [1].设计库的组成架构应根据企业产品特点及设计规范来建立,可参考图 1.

图 1企业设计库的组成基本构架

1.“

通用件库”：常用、通用零件三维模型库.

“外购件库”：非本企业生产的零部件、元器件三维模型库.如五金

件、接插件等.

3.“

注释库”：常用的符号或注释,如形位公差、技术要求、表面粗糙度等.

4.“

图块库”：常用的标准图形、图表等做成块,存放在图块库里.

5.“

基础件库”：基础零件三维模型库.新产品设计往往在旧产品的基础上进行改进设计,结构相似的零件很多,因此可在基础零件模型上更改部分尺寸,或增减部分特征而形成新的零件,这样就可以减少重复设计,同时也使加工工艺标准化.

6.“

特征库”：在设计模型时,有部分特征或特征组经常被重复使用,SolidWorks提供了库特征的功能,通过该功能可创建常用特征库,减少重复设计.

7.“

成型工具库”：SolidWorks在钣金菜单中提供了【成形工具】这个功能,成型工具可以用作折弯、伸展或成形钣金的冲模,生成一些成型特征,例如百叶窗、筋、凸台等[21].

8.“装配体库”：通用的装配体三维模型库,如成套门锁、某个功能组件等.

三、建立基于 SolidWorks的企业设计库

SolidWorks软件设计库内置了庞大的基础零件库,包含有标准紧固件、常用注释库、特征库、线缆库、动态图库、成型工具库等,可直接调用这些库里的文件,或者将这些库里的文件拷贝出来,按本企业所需更改后存于企业自己的设计库中.另外,通过网络 SolidWorks公司的 3D Contentcentral免费提供了许多企业常用的外购件模型,将需要的模型下载保存到本地,设计时便可直接调用这些模型.除了可以调用 SolidWorks的内置设计库,企业还需根据自身产品特点和要求建立企业设计库,并嵌入 SolidWorks的设计库中.下面以 SolidWorks软件为例,说明企业设计库建立和使用的方法

1.在 SolidWorks设计库目录中添加“企业设计库”文件夹

1在电脑中建立“企业设计库”文件夹.在“企业设计库”文件夹下,根据企业设计库的组成架构,建立相应的子文件夹,可根据需要创建多层次的子文件夹.

1.2启动

SolidWorks软件,在【工具】菜单中选择【选项】命令,弹出选项对话框,在【系统选项】中选择【文件位置】选项,在【显示下项的文件夹】列表框里,选择【设计库】,点击【添加】命令,把“企业设计库”文件夹添加到列表里,如图 2.1.3操作结果在 SolidWorks的设计库目录中添加了企业设计库文件夹,如图 3所示.

图 3设计库目录树

企业设计库文件的设置及引用

1“通用件库”、“基础模型库”、“型材库”的设置及引用

将通用件、型材、基础模型文件拷贝到对应的文件夹中即可.引用时,打开 SolidWorks设计库,在“企业设计库”文件夹中找到需要的文件,点击拖到绘图区.

2.2装配体类型的文件夹的设置及引用

设计库中装配体类型的文件夹需先定义,该文件夹的文件才能作为装配体文件使用.定义方法：在 SolidWorks中打开【设计库】工具菜单,在设计库目录中选择“装配体库”文件夹,单击鼠标右键,在菜单中选择【装配体文件夹】.

设置方法：将常用的装配体文件拷贝到“企业设计库”中“装配体库”文件夹.引用方法：打开设计库,在“装配体库”文件夹中找到需要的文件,点击拖到绘图区.

2.3“成型工具库”的设置及引用

“成型工具库”文件夹需先定义,该文件夹的文件才能作为成型工具使

用.定义方法：在 SolidWorks中打开【设计库】工具菜单,在设计库目录中

选择“成型工具库”文件夹,单击鼠标右键,在菜单中选择【成型工具文件

夹】.

设置方法：首先在零件文件中创建一个实体,然后通过【钣金】工具中【成型工具】,将该实体创建成用于对钣金进行冲压的实体工具,将该实体文件保存在“企业设计库”中“成型工具库”文件夹中.

引用方法：打开 SolidWorks设计库,在“成型工具库”文件夹中找到需要的成型工具,拖动到钣金面上,再设置好成型工具的位置,即可对钣金进行冲压[3].

2.4“注释库”的设置及引用设置方法：在 SolidWorks中选择需要的注释,单击鼠标右件,选择【添

加到库】工具,修改文件名,保存到“企业设计库”中“注释库”文件夹,即可保存到注释库中.引用方法：在工程图中,打开【设计库】中的“注释库”文件夹,拖动需要的注释到相应的位置即可.

2.5“图块库”的设置及引用设置方法：在工程图里选中相应的图表和注释,单击鼠标右件,选择

【块制作】工具,制作成块,然后选中该块,单击鼠标右键,选择【添加到库】

工具,修改文件名,保存到“企业设计库”中“图块库”文件夹,即可保存到图

块库中.

引用方法：打开【设计库】中的“图块库”文件夹,拖动需要的块到工程图中相应的位置,修改相应的参数.

2.6“特征库”的设置及引用

设置方法：在相应的模型里,选择需要的特征或特征组,单击【文件】菜单,选择【另存为】命令,在【保存类型】选项选择 “Lib Feat Part(*.sldlfp)”格式,把库特征文件保存到“企业设计库”中“特征库”文件夹.

引用方法：设计零件时,打开【设计库】中“特征库”文件夹,选择需要的特征,拖拽到零件的相应位置,设置参考和参数即可.

四、企业设计库的管理

设计库的使用管理必须规范.每个企业须制定本企业的设计规范,并将设计库的管理规范纳入设计规范中.设计库须由专人管理；设计库文件的录入、修改、发布,须有规范的流程；设计库文件的文件名须规范,并与零件的图号对应.设计人员须遵守本企业的设计规范.

结论

本文给出了基于 SolidWorks的企业设计库建立和使用的基本方法,中小型钣金企业通过充分利用 SolidWorks的设计库功能,不需额外资金投入,不需对 SolidWorks软件二次开发,就可建立起企业产品设计库,促进产品设计的标准化和规范化,从而提高设计的效率和质量,提高零件的通用性,降低成本,提升企业竞争力与创新能力.本文对推广企业产品设计标准化具有重要的指导作用.

参考文献

[1]陈超祥胡其登. SolidWorks零件与装配体教程(2014版) [M].北京：机械工业出版社, 2014.

[2]麓山文化. SolidWorks 2014中文版从入门到精通[M].北京：机械工业出版社, 2014.

[3]张忠将.SolidWorks2014高级应用教程[M].北京:机械工业出版社,2014.

作者简介：柯斌,毕业于西安电子科技大学,原在广州珠江电信设备制造有限公司从事通信电源结构设计工作,现任职于广州市霖杰传媒科技有限公司,从事电子产品结构设计和技术咨询服务工作,同时兼任广东省激光行业协会金属加工委员会秘书长.

产品设计论文范文结:

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4、设计投稿