SolidWorks在模具设计中的应用

2013-06-11 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

在竞争日益激烈的模具制造市场中,用户将会要求设计人员缩短交货的周期并降低产品价格,否则,他们就会把业务转发给价格更低的供应商。模具开发商无法从设计程序中找到突破口,以压缩成本并缩短交货周期。因此,企业必须确保模具产品能够完全满足客户所提出的精确几何外形要求和机械加工参数。

如果模具无法在交货时正常工作,企业需要考虑对模具进行所需修改而导致的成本。SolidWorks Office 黄金版软件提供了一套具有强大功能专用于模具设计自动化和验证用途的独特工具集,可以帮助企业应对当今的模具制造市场中所出现的挑战,从而在开发模具的过程中速度更快,精度更好,效益更高。

SolidWorks 解决方案合作伙伴提供了标准化和专用模具部件信息库,设计人员可以将这些部件自动拖放至模具设计方案和模具总成之中。由于 SolidWorks 软件实现了全面关联,因此,对部件、总成、细节或材料单所做出的任何修改都将自动应用于全部具有关联的部分之中。

SolidWorks Office 黄金版软件可以帮助设计人员在模具开发工作中提高精度,节省时间,并扩大利润空间。通过利用SolidWorks 软件,设计人员能够自动确认侧凹位置,完成侧芯,验证牵引力角度,设定分割线,建立分离面,检测特有的注塑填充特征,并确保模具的耐用性。通过SolidWorks 软件,设计人员可以在自己所熟悉的同一个建模及成面环境中操控全部功能。而且,还能够使用种类齐全的模具库和其他标准组件,并与电脑化数字控制(CNC)加工应用软件实现集成。

提案招标

大多数提案招标(RFP)都包括一个3D 立体模型或一套设定了注模部件几何外形的2D作图集。应对提案招标的第一步对用户提供的部件几何外形进行审核。与其他设计系统相比,SolidWorks 软件可以打开更多不同种类的CAD 文件。无论设计人员收到的是中间文件格式(如DXFTM, DWG, IGES, STEP等)还是其他系统的专用格式,SolidWorks 软件都可以使设计人员使用这些几何外形。由于在从其他设计系统导入几何外形的过程中容易出现数据错误, SolidWorks 软件提供了一整套内容齐全的工具,以完成导入文件的排错和几何外形的整理。设计人员可以在导入过程中自动建立立体模型,只需将中间文件中的各个部分组合进入一个立体几何结构即可。SolidWorks 软件还提供了诊断检测工具,帮助设计人员将各个零件部分组和进入立体模型之中。

在设计人员完成部件几何结构导入之后,设计人员可以使用SolidWorks 集成工具收集各种与模具开发成本有关的信息并做出报价。通过MoldflowXpress设计人员可以估计出是否能够根据注塑部件最初的3D 立体模型创建出一个切实可行的模具。设计人员甚至可以根据几何外形、注模位置、材料种类和处理条件而判定建模的可行性。这些信息将使得更加易于判断出闸门的数量,以及所需的浇口和冷却系统。设计人员可以利用 SolidWorks 侧凹检测功能发现该部件中需要侧面操作的区域,以便将该部件从模具中起出。SolidWorks 软件还包括一个“厚度检测器”,可以检查出在该部件中小于规定厚度的区域。这种厚度不足的现象如果不被修正将有可能在制造加工过程中导致其他问题出现。

当设计人员在对RFP 做出反馈的时候,这些模具分析工具使设计人员可以迅速测评一个部件的建模可行性。利用此种功能,设计人员可以显著减少模具的设计和测试成本。其原因在于设计程序的早期,解决问题所需的时间和开支都更少,提案也将更为精确,因为设计人员可以在编写提案的过程中向未来的客户指明潜在的问题。

通过SolidWorks eDrawingsTM协作工具,设计人员可以在提案确定之前向客户快速通告设计修改建议。eDrawings 能够通过改善与客户的沟通过程而优化提案编写过程。设计人员可以使用电子邮件向客户发送包括着2D作图和3D模型的eDrawings 文件,而客户可以通过免费的看图软件观看、打印和重审这些图纸。他们能够将模型展开或旋转,以便在各种角度观看,还可以放大和缩小;此外,直观性标记工具还使客户能够提高全面而彻底的反馈。eDrawings 不仅是将客户和设计程序更加密切的高效途径,它还使企业在竞争中脱颖而出。PDMWorksㄈ砑?- SolidWorks Office 黄金版软件的集成化产品数据管理(PDM)解决方案能够安全地存档并组织管理以往各个项目的多个版本,从而使设计人员可以迅速搜索全部的2D 和3D 设计图纸,为新的模具总成找到相关的基础点。这一工具将针对这个基础点自动生成材料单,因此企业可以准确的计算出相应成本。

模具设计

一般而言,设计模具内腔和砂芯的第一步是根据所需部件的材料计算出收缩参数。通过SolidWorks Office 黄金版软件,设计人员只需点击鼠标一次即可完成这一任务。此外, SolidWorks 软件还将根据该部件中的牵引力导向而自动建议出最佳的分割线位置。

Mold flow Xpress让设计人员更加自信,在制模过程中即可安装零部件

随着设计人员再次点击鼠标,SolidWorks Office 黄金版软件将指出该部件中牵引力不足的各个区域。设计人员还可以使用相应工具,快速修改牵引力角度,例如分割线牵引力指令;该指令可以将某个面偏向至一个临近角。

通常情况中,模具设计的下一步是建立分离面,用以设定砂芯和空腔之间的分离情况。除了可以为简单模具自动生成分离面之外, SolidWorks 软件还可以提供大量立体建模与成面工具 , 因此,设计人员可以为更加复杂的模具建立分离面。

成芯功能包括完整的立体建模功能,例如模线、可变半径圆角、外壳和牵引角度。高级表面建模功能包括多边表面修补功能,使设计人员可以插入一个表面,而这个面与由多个边界所设定的空间相切。设计人员还可以描绘出一个曲线集,并拉动曲线上的任何一点而对这个面进行修改,此外,设计人员还可以将分析部分和齿条综合在一起而形成一个统一的部分。

SolidWorks提供多种工具,让用户轻松地从单一零部件设计转为所有关键加工部分的整合

在建立了分离线之后,设计人员可以使用加工分离命令而将模具分割成为两个立体部分。下一步是围绕着设计人员在加工分离过程中所定义的表面建造模具的砂芯和空腔。随后,设计人员就可以使用这些立体部分建造出与最初的多体部件设计方案相关的部件总成。SolidWorks 软件提供了侧芯功能,可以自动设计出将成品部件从模具中起出时所需的全部侧芯和挺杆几何外形。

一个常见模具底座部件当中的20%~90%由采购部件组成。通过3D ContentCentralSM ,企业可以从提供了完整模具底座和部件信息库的知名合作伙伴企业获得3D CAD 模型,从而节省时间并提高了精确性。这些部件包括定位销、定位轴衬和浇口轴衬等。企业可以浏览产品分类以查看竞争产品,设定由供应商提供的部件以满足自己的要求,并将其所供应的产品型号直接拖放至设计人员的设计方案之中。

SolidWorks 能从3D模型为基础而完成生产水平的2D文件

SolidWorks 设计库中提供了一个平台,用于开发企业内部标准,包括零件部分、部件和总成模型,设计人员可以将它们拖放至新模具的设计方案之中。SolidWorks 工具箱也是 Solid Works Office 黄金版软件的一部分,其中提供了使用各种型号的ANSI, ISO,DIN, 和JIS 标准部件的能力,包括阀、轴承、护圈和齿轮等。设计人员可以从SolidWorks 工具箱中拖放各种型号的螺栓、螺母和垫圈,并将它们插入总成中的对应位置。智能型零件技术将根据它们与总成接触的方式而自动设定它们的尺寸和定位。

通过SolidWorks 软件,以3D 模型为基础而完成生产水平的2D作图简便易行。只需在Solid Works 中画出一条线,设计人员就可以将总成分开并自动生成所需图纸。

设计人员可以在任何时刻添加或改变维度,而系统将立刻进行更新以接受做出的设计修改。设计人员可以首先在3D 中排列组和各个部件,从而迅速画出分解图以描述该模具将如何运行,随后,再选择用以设定2D 细节图视角的相应部分。此外,设计人员可以通过在材料单上引出球状注解框而对这些细节图进行解释。

模具制造商往往需要保证自己的产品可以承受住高强度的工作周期。设计人员可以使用SolidWorks Office 黄金版中包括的 COSMOSWorks?Designer 软件确定工作运行中部件所承受的拉力和压力,变形破坏和错位情况,从而避免在实际工作中出现问题。通过这种工具,设计人员可以迅速发现最初的设计方案中所具有的弱点。生成新软件原形快速且廉价,这使企业可以解决质量问题;否则,这些问题将可能会到检测阶段才能发现,甚至在到达用户的工厂之后才能够被发现。经过对部件将要确实承受的工作周期进行测评,设计人员可以通过使用更小更轻的底座减小模具的成本和重量。

设计修改变更

SolidWorks Office 黄金版软件使设计人员可以将互相关联的零件连接在一起;因此,如果其中一个零件发生变化,与其关联的所有零件都将发生相应变化。当客户对一个设计方案进行了修改并向设计人员发送出一个新的CAD 文件的时候,设计人员可以将这个CAD 文件导入原来的零件设计方案中并利用这个新文件自动更新模具设计方案。

利用SolidWorks 软件,设计人员还可以确保程序中的任何变化都将在全部产品文档中自动更新,从而避免发生代价高昂的错误;这些产品文档包括部件、总成和图纸。因此,设计人员可以利用底座的2D 图纸控制其全部零件或部分零件的尺寸。当改变布局的时候,定位销、定位轴衬和其他零件将自动变化至合适的尺寸。

SolidWorks 软件为鉴别统一零件的两个版本之间的不同之处提供了功能强大的工具。当某个客户在模具开发作业的过程之中发送出某一零件的新版本的时候,这一功能极为实用。设计人员可以将不同版本的图纸同步,用以比较几何外形、层面和零件特征,并将特征参数和属性从一个版本应用于另一个版本。这些工具将帮助设计人员理解一个设计修订将会对现有的工具设计方案产生哪些影响。

通过SolidWorks Animator,设计人员可以完成动画信息,使客户看到虚拟的模具将如何工作运转,这样他们就可以全面理解设计方案。SolidWorks Animator 使设计人员可以展示模具的活动部分如何运转,还可以将总成分解和折叠以显示出各个零件如何配合。

动画过程能够以环绕整个模具的形式展现,或者还可以将模具平面旋转360°,从而实现从任意角度对该模具进行观察。

检测与生产制造

SolidWorks 公司与业界知名的电脑辅助制造(CAM)软件企业通力合作,为研磨、车削和电子出货加工作业提供了一系列的强大CNC 编程解决方案。由于具有认证的CAM 解决方案可以使用SolidWorks 专用几何外形并与SolidWorks 实现了全面关联,设计变更将在CNC 程序中完全反应出来。具有认证的CAM 产品还与SolidWorks 设计模型实现了单窗口集成,使CNC 程序通道可以在用户所熟悉的SolidWorks 环境中生成。其他种类的SolidWorks 认证金牌产品还提供了更多的集成化分析解决方案,用于模具设计验证、模具自动开发和部件的设计和修改工作。

对于使用SolidWorks 软件的设计和制造服务提供商,SolidWorks 制造网络可以简化针对这些企业的搜索过程。通过使用SolidWorks 专用文件开展工作,企业无需为设计文件的转化或再生而担忧。企业可以通过对21个不同领域进行浏览或关键词搜索的方法而轻易在网络中找到合适的供应商;这些领域包括研磨、电子出货加工和逆向工程分析。

SolidWorks Office 黄金版软件可以帮助模具设计企业提高利润水平。通过减少提案编写和模具设计工作所需的时间和在提案编写及设计方案开发期间对其进行审核,设计人员将有能力消除质量问题;否则,这些问题可能直到原形模具开发阶段才能够被发现。通过提供多种集成功能,SolidWorks 设计环境将帮助设计人员自动完成设计程序中的很多步骤。此外,种类多样的强大分析工具将使设计人员可以利用软件原形而对模具设计方案进行验证,从而确保能够在将其投入生产之前完成正确的设计方案。更多的集成化解决方案使设计人员可以极大简化向制造过程的转化,并与客户实现更加高效且有效的沟通能力。SolidWorks Office 黄金版软件为设计人员提供了以快速、精确而高成本效益的方式完成模具设计工作所需的各种工具- 以及在竞争日益激烈的加工市场环境中获得成功所需的途径。

开放分享：优质有限元技术文章,助你自学成才