一、鍛壓機床產(chǎn)品設計概述

鍛壓機床分系列化稼虎，同一系列產(chǎn)品外觀類似衅檀。為滿足不同客戶產(chǎn)品需求，分成多噸位敬挂。

鍛壓機床的制造特點是定制化生產(chǎn)倾氮。傳動、滑塊等均需要根據(jù)用戶的使用現(xiàn)場進行定制設計永韭，幾乎沒有兩臺完全相同的產(chǎn)品英甜。但是許多零部件是通用的卡撤，或者形狀相同或相近，而尺寸大小不一樣埃灿。所以企亮，系列化、模塊化設計绝开、配置設計是提高設計效率讶里、降低生產(chǎn)成本的主要手段。 鍛壓機床的核心設計技術是結(jié)構(gòu)強度分析剑督。大型設備一旦出現(xiàn)安全事故谆精，損失會非常大，必須確保設計的安全性;同時鍛壓機床要消耗大量的鋼材菠食，在保證安全的前提下截胯，要盡可能降低成本。平衡安全與成本的主要手段是有限元分析起宽。 揚州捷邁的經(jīng)營模式是以設計為主導洲胖，大量委外加工、到客戶現(xiàn)場裝配坯沪。公司的重點是經(jīng)營品牌绿映，保持設計優(yōu)勢，所以設計能力是企業(yè)核心的競爭力腐晾。在選擇軟件時重點考核軟件支持大裝配的能力叉弦、支持配置設計的能力和面向設計過程的結(jié)構(gòu)有限元分析功能。

二藻糖、設計流程的重組

1.與SolidWorks軟件相適應的設計流程 傳統(tǒng)的設計流程是基于二維CAD環(huán)境建立的淹冰，設計流程比較粗放，一般分為“功能設計巨柒、概念設計樱拴、詳細設計” 三個階段，至于每個階段的定義和所涉及的工作內(nèi)容洋满，專家們從不同的角度給出了不同的定義晶乔，沒有統(tǒng)一的約定。由于三維CAD軟件的應用受到計算機硬件的限制居然，基于三維CAD軟件的設計思路與基于二維CAD軟件的設計思路有很大的不同奖肋，如果按照二維的思維模式和設計流程使用三維CAD軟件，不但不能體現(xiàn)出優(yōu)勢郑喊，可能反而表現(xiàn)出許多劣勢遣拔。 要充分發(fā)揮三維CAD軟件的優(yōu)勢，必須探討一種新的設計流程和設計模式阎臂∷桓眨基于SolidWorks所蘊涵的現(xiàn)代設計思想和產(chǎn)品建模特點慨醒，建議將設計過程分為“功能設計、概念設計盲赚、結(jié)構(gòu)設計、詳細設計肛英、出工程圖”五個階段膘椿。因功能設計和出工程圖的定義比較清晰和統(tǒng)一，故此處不做討論林索，下面討論三維CAD模式的概念設計笙隙、結(jié)構(gòu)設計、詳細設計的定義坎缭。

(1)概念設計階段的任務是確定各零部件之間的位置關系和運動關系竟痰。在SolidWorks中利用布局草圖來實現(xiàn)概念設計，首先建立總裝配圖文件掏呼，在裝配文件中繪制一個或多個草圖坏快，用草圖顯示每個零部件的位置，用 “塊”定義零件的尺寸和形狀憎夷，拖動零件檢查零部件之間的運動關系莽鸿。概念設計階段形成的布局草圖是進行方案討論和小組協(xié)同設計的基礎。使用布局草圖設計裝配體最大的好處是如果更改了布局草圖拾给，則裝配體及其零件都會自動隨之更新祥得，達到改變一處即可快速地完成修改。

(2)結(jié)構(gòu)設計階段的任務有兩個蒋得，其一是為運動仿真分析和結(jié)構(gòu)有限元分析提供模型级及，凡是在分析中要忽略的細節(jié)(如小孔、倒角等)均不宜出現(xiàn);其二是提供一個可以參加招投標的原理性設計方案额衙，招投標中需要表達清楚地內(nèi)容都要清楚地表達饮焦，而可以忽略的細節(jié)均省略。

(3)詳細設計階段的任務是清楚地表達與產(chǎn)品加工和裝配有關的每一個細節(jié)氛拜。如零件模型中的倒角揖姆、螺釘孔、銷釘孔援漓，裝配圖中的緊固件眼厕、標準件等。

2.基于SolidWorks的鍛壓機床設計流程 以此對應标康，將產(chǎn)品設計過程分解為五個階段半就。以傳動的設計為例討論理想的設計流程、各階段的任務及人員職責胃肖。

(1)功能設計階段的任務是根據(jù)用戶的需求吸自，確定傳動的結(jié)構(gòu)形式及主要功能模塊叭静。

(2)概念設計由項目負責人完成，首先對產(chǎn)品進行模塊劃分窥扭、確定各功能模塊是采用標準模塊给庶，還是通過對已有的模塊添加新配置進行變形設計，還是進行新設計逼肯，然后采用布局草圖確定各功能部件之間的關系耸黑，重點是確定各運動連接副的位置坐標或各運動副之間的位置關系尺寸。

(3)結(jié)構(gòu)設計一般由3-5人協(xié)同完成篮幢，每人負責2-3個功能模塊的設計大刊，每個功能模塊作為一個獨立的裝配體。每個成員以總布局草圖為基礎進行派生設計三椿、項目負責人根據(jù)總布局草圖對各功能模塊進行總裝配設計缺菌。

(4)結(jié)構(gòu)設計的結(jié)果傳遞給工業(yè)設計師進行產(chǎn)品的美化設計，傳遞給仿真分析工程師進行運動仿真和結(jié)構(gòu)強度分析搜锰，結(jié)構(gòu)設計伴郁、工業(yè)設計、仿真分析三者之間不斷地迭代蛋叼，使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)趨于完美蛾绎。 (5)結(jié)構(gòu)設計的結(jié)果被確定后再進行詳細設計，出工程圖鸦列。

三租冠、產(chǎn)品設計策略

1.設計與制造過程中產(chǎn)品配置 在設計與制造中，不同階段常需要不同的產(chǎn)品模型策退，SolidWorks的配置功能有效地解決了這個問題电味。創(chuàng)建零件和裝配體時，模型會自動生成一個缺省配置跑腮，正常情況下晌箍，一個缺省配置便能滿足要求。但一些特殊的零件帮冶，根據(jù)模型使用目的的不同剿恬，可能需要添加多個配置。下面是一些常用的配置隧帜。

(1)缺省配置是零件與裝配體的基本配置铡暂，沒有特殊要求時，模型通常只有一個缺省配置豫柿。當模型有多個配置時倡油，缺省配置一般用于保存詳細設計的結(jié)果。

(2)裝配配置是為了實現(xiàn)大裝配體建模而添加的配置剧灰，為了減少模型的存儲量栓栋，裝配配置壓縮了所有與裝配關系表達無關的特征程腹。

(3)結(jié)構(gòu)配置是用于運動仿真分析和結(jié)構(gòu)強度分析用的配置，壓縮了所有與分析無關的細節(jié)特征儒拂。 (4)工程圖配置是用于出工程圖的配置寸潦，在傳統(tǒng)的二維工程圖中，有些約定成俗的畫法是不符合投

影關系的社痛，為了畫出這些約定成俗的畫法见转，須對模型做一些修改，生成一個工程圖配置褥影。

(5)工藝配置是為了描述制造過程中某道工序的中間結(jié)果而增加的配置、如用于鑄造工藝的毛坯配置咏雌、對數(shù)控加工工序中被加工特征進行描述的工藝配置凡怎。

2.配置設計與參數(shù)化設計傳動、上橫梁是典型的定制化產(chǎn)品赊抖、系列化產(chǎn)品统倒，產(chǎn)品設計工作量很大，如果能實現(xiàn)參數(shù)化的系列設計和配置設計氛雪，則能極大地提高設計效率房匆。SolidWorks的參數(shù)化設計與配置設計功能夠滿足這種需求。 盡管SolidWorks是參數(shù)化設計軟件灶昏，但必須合理地規(guī)劃零部件的建模過程茬麻，才能有效地實現(xiàn)參數(shù)化設計。幾何建模時應保證言雀，修改模型的參數(shù)時模型不會出錯;只需改變很少的尺寸便能實現(xiàn)對模型的修改模譬，而且不引起其它特征的更改。要有效地進行參數(shù)化設計刚哼，必須對模型的尺寸進行深入的分析啥读。一般將尺寸分為四類：功能尺寸、結(jié)構(gòu)強度尺寸丹残、結(jié)構(gòu)布局尺寸和關聯(lián)尺寸然枫。

(1)功能尺寸是根據(jù)產(chǎn)品功能需求確定的尺寸，在設計系列產(chǎn)品時搬体，對功能尺寸取一系列的值雾诈，構(gòu)成產(chǎn)品的系列。在優(yōu)化設計時垮川，功能尺寸一般不改變脾婚。

(2)結(jié)構(gòu)強度尺寸是反映零部件強度的尺寸，強度尺寸的值決定了產(chǎn)品的安全性罢猪，其值越大近她，產(chǎn)品越安全叉瘩，成本也越高。為了平衡安全與成本的矛盾粘捎，常對結(jié)構(gòu)強度尺寸取不同的值薇缅，采用有限元分析的方法進行多方案對比優(yōu)化，確定其最佳值攒磨。

(3)結(jié)構(gòu)布局尺寸確定零件或特征在產(chǎn)品模型中的位置關系泳桦。結(jié)構(gòu)尺寸的值也將構(gòu)成產(chǎn)品的系列。

(4)關聯(lián)尺寸描述特征之間的尺寸對應關系娩缰，一般根據(jù)功能尺寸的系列值確定灸撰。 對尺寸進行分類便于了解尺寸之間的關系，確定參數(shù)化設計時的主動尺寸和從動尺寸拼坎，以便正確的建模和尺寸標注浮毯。 在SolidWorks軟件中，零件的系列化設計一般通過插入EXCEL表來實現(xiàn)泰鸡，也可以通過添加新配置來實現(xiàn)债蓝。部件系列化設計的過程一般是先添加新配置，再為該配置中的每個零件指定不同的零件配置障翼，構(gòu)成產(chǎn)品系列缚宜。除了可以對尺寸進行配置外，還可以對零件的材料谚茅、生產(chǎn)廠家等自定義屬性進行配置型圈，構(gòu)成豐富的產(chǎn)品系列。

3.結(jié)構(gòu)件設計 通過焊接工藝連接在一起的零件稱為結(jié)構(gòu)件昙椭。結(jié)構(gòu)件有三種處理方法芦终。對于由型材焊接而成的結(jié)構(gòu)件，SolidWorks提供了一個很好的焊接工具——焊接特征垃桨。使用接頭裁剪眉堪、角撐板、頂端蓋等焊接工具能高效率地進行結(jié)構(gòu)件設計器赦，設計完成后能自動生成切割清單奉堵。在SolidWorks中有豐富的型材庫，型材的截面也可以自定義刚垦。插入焊接特征后抚垃，系統(tǒng)會自動生成兩個默認配置：一個父配置是“按加工”，一個派生配置是“按焊接”趟大，分別描述焊接狀態(tài)和機加工后的狀態(tài)鹤树，對于用板料、實體零件等非型材焊接的結(jié)構(gòu)件，一般采用多實體建模比較方便罕伯，這樣在SolidWorks的裝配體中曲伊，把結(jié)構(gòu)件當零件而不是子裝配件來處理。但如果結(jié)構(gòu)件中的某個組件是鈑金件追他，要確定下料展開圖坟募，由于多實體建模不支持鈑金件，則必須用裝配體來設計結(jié)構(gòu)件邑狸。

4.裝配設計策略 總裝配一般采用自下而上的設計方法懈糯。限于目前計算機的速度，對大型裝配體進行自上而下的設計還不現(xiàn)實单雾∽總裝配的設計策略是以概念設計階段完成的布局草圖為依據(jù)，插入子裝配體乐慌。 子裝配要合理地選擇自下而上和自上而下設計方法妈唯。對于全新的設計建議采用自上而下的設計方法，這樣可以實現(xiàn)關聯(lián)性設計付忆。如果需要引用已有零部件或標準件督近，則應兩種方法結(jié)合使用江构，首先建立布局草圖艺退，以布局草圖為基礎插入模塊化的部件和零件，對新設計的零件在缆，在裝配環(huán)境下確定其形狀与钳、大小及在裝配體中位置。自上而下設計方法的優(yōu)點是當設計更改時茫失，相關的零件將根據(jù)創(chuàng)建方法而自動更新精柒。對于廠標件和通用件，最好在零件模式下設計真王，而不要在裝配環(huán)境下采用自上而下的設計探九，以保持零件的通用性。 鍛壓機床的零部件很多街立，一般都在1000個零件以上舶衬。SolidWorks提供了豐富的裝配功能，可對零件進行靈活的組合赎离，構(gòu)成子裝配或標準模塊逛犹。SolidWorks處理大裝配的方法是對零件進行輕化，用戶可以指定一個閥值梁剔，當裝配體的零件數(shù)量超過閥值虽画，則進入大裝配模式，自動對零件進行輕化。實現(xiàn)大裝配的另一個策略是對零部件建立裝配配置码撰，壓縮所有與裝配關系無關的特征渗柿。

四、應用效果

采用SolidWorks 軟件后灸拍，揚州捷邁的產(chǎn)品開發(fā)水平躍上了一個新臺階做祝。主要表現(xiàn)在三個方面： (1)實現(xiàn)了無差錯設計，SolidWorks的零件輕化和配置設計解決了三維應用中最關鍵的大裝配問題鸡岗，實現(xiàn)了復雜產(chǎn)品的虛擬設計混槐，通過干涉檢查基本上消除了產(chǎn)品設計的低級錯誤，客戶的反饋也越來越好咕烟。 (2)提高了設計效率韵楼，SolidWorks 的配置設計滿足了系列化設計和定制化設計的需求，配合特征庫憎对、零件庫决盔、部件庫的使用，提高了設計的復用性散岩。通過布局草圖和派生設計實現(xiàn)了小組協(xié)同設計酿乾，團隊合作更緊密。 (3)通過參數(shù)化設計萌圣，把工程師從繁瑣的改圖工作中脫離出來渣蒙，從而有更多的精力去進行產(chǎn)品的創(chuàng)新，增加附加值低海。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)缔寒，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡分享，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責顿蝇，也不構(gòu)成任何其他建議感细。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳票彪，對此類作品本站僅提供交流平臺红淡，不為其版權(quán)負責。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻降铸、圖片在旱、文字如涉及作品版權(quán)問題，請第一時間告知垮耳，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容颈渊，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn终佛。