摘要：介绍了SolidWorks软件在钣金零件辅助设计中的应用，可以减少设计缺陷，提高加工能力和效率，使钣金设计人员把更多的精力放在设计上，而不是花大量的时间在绘图上。随着机械设计水平的不断发展，计算机辅助设计的CAD/CAE/CAM一体化软件显示出其高效率的优势，SolidWorks就是其中的佼佼者。SolidWorks集成了机械设计和生产的全过程。它采用参数化和面向零件的三维实体模型设计制造技术，改变了传统的设计理念，为设计人员提供了更直观、更有效、更快捷的设计工具。在机械制造中，SolidWorks软件可用于创建实体零件模型和装配实体。它具有运动仿真、虚拟装配、工程图生成和先进数控等功能。在设计过程中，可以进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真，提高设计的可靠性。本文讨论了SolidWorks软件的钣金模块在钣金设计和制造中的应用。2钣金概述钣金是利用金属的塑性，通过弯曲、下料、成形等工艺制造出单片的钣金(一般小于6mm)，然后通过焊接、铆接等方式组装成一个完整的钣金。其显著特点是同一部位厚度一致。钣金成形具有材料利用率高、重量轻、设计和操作方便等特点，因此钣金零件的应用非常普遍。钣金零件的传统设计方法是钣金工程师在大脑中构思三维产品，然后通过大脑的几何投影将产品展示在二维图纸上。工程师一半以上的工作量都在三维实体和二维工程图的相互转换，以及繁琐的查表计算中，而制造工人却要把三维实体从二维图纸在大脑中反映出来，然后进行加工、划线、切割、成型、连接、组装，费时费力。计算机辅助设计制造(如SolidWorks)在钣金零件制造中的应用，可以使钣金零件的设计速度非常快，制造和装配效率可以显著提高。3 SolidWorks钣金的使用流程3.1钣金设计在SolidWorks软件的支持下，可以直接以三维概念开始设计，直观准确地表达设计思想的所有几何参数，整个设计过程可以在三维模型上完整地进行讨论。SolidWorks软件提供了钣金设计和制造的钣金设计模块，帮助钣金工程师利用与设计和制造相关的观点来优化设计过程。它可以看作是一个加工钣金零件的虚拟环境，工程师可以直接在计算机上进行零件的设计和装配。产品制造过程和真实的产品制造过程几乎一样，电脑屏幕上的三维图像就是未来的产品形状。SolidWorks的ScanT03D插件可以用来处理网格或点云等扫描文件，逆向工程可以用来设计产品，快速生成实体模型。而先构建整机实体模型，再设计箱体零件的逆向设计方法，更能保证产品满足装配性、功能性和可制造性的要求。3.2钣金展开钣金零件设计完成后，为便于加工，应转换成展开图，以确定所需的板材尺寸和形状等。传统钣金零件展开时，都是靠手工经验计算。这有三个缺点：一是工作量大，展开过程繁琐；二是效率低，一般工程师在部署时容易出错；三是精度低，大部分开发都是凭经验获得，造成了极大的物力和人力浪费。SolidWorks钣金模块的自动展开功能可以完成钣金零件的自动展开。创建钣金件绘图时，系统将自动创建一个展开布局，该布局可用于创建零件展开状态的视图。的形状和大小
利用弯曲半径R和板料展开尺寸的修正系数，生成实用的弯曲系数表。SolidWorks软件可以更加快速准确地自动生成钣金展开图，以及每个展开尺寸的准确值。3.3 SolidWorks，加工工艺的输出，可以生成车间认可的完整详细的工程图。这些图纸是完全相关的。修改绘图时，3D模型、视图和组件将自动更新。三维模型可以自动生成工程图，包括视图、展开钣金图、尺寸和标注。利用RapidDraft技术可以将工程图从三维零件和装配体中分离出来进行独立操作，从而加快工程图的操作速度，但又保持与三维零件和装配体的充分关联。利用SolidWorks可以方便、快捷、准确地绘制出各种所需的工艺图，便于后续工序的制造和检验。SolidWorks可以大大提高2D绘图的精度和绘图效率。3.4通过CAMWorks嵌套进行布局与SolidWorks无缝集成，可以直接调用SolidWorks下设计的零件或装配体。当零件或组件更新时，相关的CAMWorks嵌套零件将立即刷新。您可以轻松地将SolidWorks的3D模型与So相结合
lidWorks的三维装配体零件当作钣金零件来进行套料排样。可在一块毛坯料上对若干品种的零件进行多种优化排样。只需提供零件的种类，每种零件的数量以及所用板料的规格，系统即可进行“自动排样”，并对不同的组合布局进行择优选择。该模块还能优化冲压工序，减少刀具更换，使冲压零件时板材重定位最少，还可以在交互式图形方式下直接在板材上进行排样。3.5 数控加工程序的编制与输出
CAMWorks是一款基于直观的实体模型的CAM软件，为公众认可的SolidWorks设计软件提供了先进的加工功能。CAMWorks在自动可加工特征识别(AFR)以及交互特征识别(IFR)方面处于国际领先地位。CAMWorks提供了真正跟随SolidWorks设计模型变化的加工自动关联，消除了设计更新后重新进行编程上的时间浪费。CAMWorks提供了完备的编程手段供编程人员选用。编程人员可以根据需要进行数控编程。利用CAMWorks的加工仿真模块可以对编制的程序进行加工仿真，若加工效果不理想，可以及时修正，从而获得最理想的加工效果。
3.6 钣金的数控加工
利用相应的后置处理文件，把刀位文件转化成机床能够识别的NC代码程序，通过串行接口输入到相应的数控机床，进行钣金零件的数控加工。
3.7 钣金加工检验
SolidWorks Inspection是一款用于首件产品检查(FAI)和过程中检查的软件，该软件让带零件序号的检查工程图和检查报告的创建过程得到了极大简化并实现了高度自动化。它包括独立的应用程序和SolidWorks插件，它们让用户能够充分利用其旧制数据，无论这些旧制数据是SolidWorks文件、PDF还是TIFF。SolidWorks Inspection Professional提供了多种向检查项目中直接输入测量值的方式，从而扩展了SolidWorks Inspection的功能。用户可以通过手动键入、使用数显卡尺或导入CMM结果来输入每个特性的值。
4 结束语
利用SolidWorks软件进行钣金零件的辅助设计，可彻底地将工程师从零件图和展开图绘制的繁琐过程中解脱出来而更关注于设计，与传统的的设计过程相比更直观、更高效，利用相关插件进行分析，最大限度地减少了设计缺陷，提高了加工能力和效率。总之，SolidWorks钣金模块的应用可以极大提高钣金设计工作效率，减少材料浪费，优化结构设计和加工工艺设计，减少错误。
作者：赵勇
