Solidworks播种机钣金件设计

2013-08-10 by:广州SolidworksUGCatia培训中心来源:仿真在线

Solidworks播种机钣金件设计

播种机是将种子以一定的规律播种到土中的机械,如图6-1所示。平时比较常见的有用于播种小麦的条播机,以及用于播种玉米的穴播机等。使用播种机可以大大减轻人类的体力劳动,将开沟、撒种和覆土等操作一次完成,体现了机械化作业的优越性。

联轴器有很多种,主要可分为固定式联轴器和可移式联轴器。固定式联轴器用于工作中严格对中,不发生相对位移的地方,如凸缘联轴器、套筒联轴器等;可移式联轴器用于工作中两轴可有一定偏移的地方,如万向联轴器和链条联轴器等。

播种机的构造通常较为简单,主要由种箱、排种轮和开沟器等组成。本实例将讲解使用SolidWorks设计常见玉米播种机种箱钣金件的操作,如图6-2所示。在设计的过程中将主要用到SolidWorks的基体钣金、边线法兰和闭合角等特征。

主要流程

钣金件的基本设计原则是钣金在展平后不能有干涉,另外应尽量减少下料量和加工工序。为满足这些设计原则,本实例将玉米播种机种箱分为三部分,按照先设计单个钣金件,然后装配并焊接的流程,完成最终零件的设计。

    播种箱无需具有太高的强度,所以在生产加工时,通常使用普通薄钢板焊接即可,如冷轧板SPCC、电解板SECC等。此外,为防止生锈,通常在播种箱外侧涂漆。
    另外,这里有必要解释一下什么是钣金件,钣金件的一个最主要特征就是零件各处的厚度一致,其原材料通常为不超过6mm的金属薄板,如钢板和铝板等。
    钣金件在加工时,可以提前计算好板材的用量,然后使用剪板机和折弯机等钣金加工工具,加工出需要的零件形状。因此,在SolidWorks的钣金模块中,才会提供折弯和钣金展平等零件特征,这些都是与实际加工过程相对应的。

实施步骤
下面看一下,在SolidWorks中创建箱体钣金件的详细操作步骤,创建过程中应注意“转换到钣金”、“边线法兰”等常用钣金特征的操作技巧。

1.设计箱体的横向部分

步骤1 新建一零件类型的文件,首先在“前视基准面”中绘制一草绘图形,然后单击“钣金”工具栏中的“基体/法兰薄片”按钮,选择此草图创建厚度为1mm的钣金特征。

步骤2 单击“钣金”工具栏中的“边线法兰”按钮,选择步骤1创建的钣金件的下边线,设置“折弯半径”为1mm,设置“法兰角度”为31.25,设置法兰长度为48mm,并选中所示的按钮,创建一边线法兰。

步骤3 通过与步骤2相同的操作,以相同的“法兰位置”和“法兰长度”顺序创建长度为130.2mm、48mm和100mm,“法兰角度”分别为58.75°、58.75°和31.25°的边线法兰。

步骤4 在钣金的底部平面中创建的草绘图形,并使用其执行拉伸切除操作。

步骤5 执行线性阵列操作,将步骤4创建的拉伸切除特征阵列为如图6-8a所示效果,再在钣金件底部平面中创建所示草绘图形,并执行完全贯穿的拉伸切除操作,在底部创建两个孔。

2.设计箱体的两侧部分

步骤1 新建一零件类型的文件,并创建如图6-9a所示草绘图形,执行“拉伸凸台/基体”操作,拉伸深度为30mm,拉伸出一实体。

步骤2 在实体的一个侧面上创建如图6-10a所示草绘图形,再使用此图形执行拉伸切除操作,拉伸深度为27mm。

步骤3 单击“钣金”工具栏中的“转换到钣金”按钮,选择要剪切的侧面为固定实体,然后顺序向上选择三条“折弯边线”,默认折弯角度设置为1mm,边角默认值和释放槽类型按照所示进行设置,将实体转换为边境。

步骤4 单击“钣金”工具栏中的“焊接的边角”按钮,选择钣金件下面的边角面执行焊接边角操作(并在此执行“焊接的边角”操作,将另外一个边角也进行焊接即可)。

步骤5 在钣金的底边面中拉伸切除出两个孔(草图位于横向边线正中,两个圆孔间相距155mm,圆孔的大小为10mm)。

3 装配并焊接种箱

步骤1 新建一装配体文件,并导入箱体的横向部分和两侧部分(分两次导入两个两侧部分),然后按照面对齐的原则,将其装配到一起。

步骤2 单击“焊件”工具栏中的“焊缝”按钮,选择两个钣金件衔接处的两个对应面,焊缝大小设置为2mm,为钣金件间添加焊缝,如图6-15所示(右击上部空白栏,可在弹出的快捷菜单中调出“焊件”工具栏)。

步骤3 通过与步骤2相同的操作,焊接两个钣金间的所有缝隙,焊缝大小都为2mm(如个别地方无法焊接,可相应调小焊缝大小)。

步骤4 最后进入两侧钣金件的一个平面的草绘模式,绘制如图6-17所示的草绘图形,再使用此图形执行“完全贯穿”的拉伸切除操作即可(之所以在最后执行此处的拉伸切除操作,主要考虑到此处需要连接旋转轴,所以应考虑轴心对齐的问题)。
知识点详解

“钣金”是针对金属薄板(通常在6mm以下)进行的一种综合冷加工工艺,可以对其进行冲压、除料、折弯等操作。目前大多数工业设计软件,如SolidWorks、proe等基本上都具备钣金功能。实际上就是在软件中通过对3D工业图形进行设计和编辑,以得到钣金件加工所需的数据(如展开图),最终为数控机床加工钣金等提供模型加工的驱动。

结合实例,下面介绍一下在SolidWorks中关于钣金件的一些知识,如钣金设计树和钣金工具栏、基体-法兰/薄片、转换到钣金和边线法兰等内容,具体如下。

1.钣金设计树和钣金工具栏

    在SolidWorks的钣金设计树中,如图6-18a所示,任何钣金件都将默认添加如下两个特征(即使只创建了一个“薄片”钣金)。
    “钣金”特征:包含默认的折弯参数,可编辑或设置此钣金件的默认折弯半径、折弯系数、折弯扣除和默认释放槽类型。
    “平板型式”特征:默认被压缩,解除压缩后用于展开钣金件(通常在压缩状态下设计钣金件,否则将在“平板型式”后添加特征)。
    “钣金”工具栏集合了设计钣金的大多数工具,而且在“钣金”工具栏中还集合有“拉伸切除”和“简单直孔”按钮,此两个按钮与前面几章中介绍的特征工具栏中的对应按钮功能完全相同,在钣金件上同样可用于进行切除或执行孔操作。
    2.基体-法兰/薄片

“基体-法兰/薄片”特征是主要的钣金创建工具,与“拉伸凸台/基体”命令类似,可以使用轮廓线拉伸出钣金,其他钣金特征都是在此基础上创建的。
首先绘制一封闭轮廓曲线,单击“钣金”工具栏中的“基体-法兰/薄片”按钮,再选择绘制好的曲线轮廓,打开“基体法兰”对话框,设置钣金厚度,其他选项保持系统默认,单击“确定”按钮即可完成“基体-法兰/薄片”特征的创建。

在“基体法兰”对话框中,如图6-19b所示,“折弯系数”卷展栏用于定义钣金折弯的规则算法,其意义可参见本章后面“知识拓展”中的讲述。“自动切释放槽”卷展栏用于设置在插入折弯时为弯边设置不同类型的“释放槽”,有“矩形”、“撕裂形”和“短圆形”3种类型可供选择,其作用如下。
    “矩形”:指在折弯拐角处添加一个矩形让位槽。
    “撕裂形”:指维持现有材料形状,不为折弯创建让位槽。
    “矩圆形”:指在折弯拐角处添加一个圆形让位槽。

Solidworks播种机钣金件设计solidworks simulation分析案例图片8

3 转换到钣金

使用“转换到钣金”工具可以先以实体的形式把钣金的大概形状画出来,然后再把它转换为钣金。
单击“钣金”工具栏中的“转换到钣金”按钮,打开“转换到钣金”属性管理器,选择一个面作为钣金的固定面,然后在“折弯边线”卷展栏中选择边线作为“折弯边线”,单击“确定”按钮即可将某实体转换为钣金,如图6-21所示。

Solidworks播种机钣金件设计solidworks simulation技术图片10

4 边线法兰

“边线法兰”是指以已创建的钣金特征为基础,将某条边进行拉长和延伸并弯曲,从而形成新的钣金特征(可以使用预定义的图形,也可以草绘延伸截面的形状)。
单击“钣金”工具栏中的“边线法兰”按钮,打开“边线-法兰”属性管理器,选择基体钣金的一条或多条边线,设置法兰长度和折弯半经,单击“确定”按钮即可在基体钣金两侧创建法兰。

Solidworks播种机钣金件设计solidworks simulation培训教程图片12

下面解释一下“边线法兰”属性管理器中其他选项的作用。
“缝隙距离”文本框:当所选择的两条边线相邻时,用于设置两个边线法兰间的距离。

“角度”卷展栏和“法兰长度”卷展栏:分别用于设置法兰壁与基体法兰的角度和法兰的长。只是在设置法兰长度时,有两种测量方式,即“外部虚拟交点”和“内部虚拟交点”。

    “法兰位置”卷展栏:用于设置法兰嵌入基础钣金材料的类型,共有4种类型,其作用如下。
    “材料在内”:此方式下所创建的法兰特征将嵌入到钣金材料的里面,即法兰特征的外侧表面与钣金材料的折弯边位置平齐。
    “材料在外”:此方式下所创建的法兰特征其内侧表面将与钣金材料的折弯边位置平齐。
    “折弯在外”:此类型下所创建的法兰特征将附加到钣金材料的折弯边的外侧。
    “虚拟交点的折弯”:此类型下所创建的法兰特征与原钣金材料的交点永远位于底部的边线。此外,选择“剪裁侧边折弯”复选框将移除邻近法兰的多余材料;选择“距离”复选框可以设置法兰距离侧边的长度。