基于Solidworks的中小型鈑金企業產品設計庫的建立

摘 要： 產品設計標準化、系列化、通用化是企業降低成本，提高競爭力的重要手段。中小型鈑金企業在制定好企業產品設計規范的基礎上，可通過三維設計軟件建立企業設計庫，達到企業產品設計標準化、系列化、通用化目的。本文以SolidWorks設計庫為例，講述建立企業產品設計庫的重要性和基本方法。

關鍵詞：產品設計 設計庫 中小型鈑金企業 SolidWorks

中圖分類號：TG2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）07-0172-02

引言

中小型鈑金企業規模小，排產靈活，小批量定制生產是其生存之道。但是，由于小批量定制產品是按照用戶要求進行設計、制造，這樣就會導致中小企業產品規格、零件品種很多，設計周期長，不利于組織生產。以前，鈑金企業大部分是來圖加工，產品設計工作量較少。近幾年，越來越多的客戶都逐漸將產品結構設計工作外包給鈑金企業，要求鈑金加工企業提供鈑金零部件、整機結構的開發與設計，這對鈑金企業的產品設計、技術管理能力有了更高要求。大部分中小型鈑金企業由于資金、人力資源限制，沒有條件引入信息化軟件管理系統，難以進行全面的、精細的標準化和信息化管理，產品沒有形成系列化設計，零件通用化程度低，產品設計重復勞動多，設計效率低，出錯率高，給組織生產帶來困難，最終導致生產效率低，成本加高，企業競爭力下降。

因此，中小型鈑金企業必須提高產品設計的標準化程度，使產品既滿足性能要求，又容易組織生產，減少沖壓模具制造的數量及復雜程度，從而提高生產效率，降低制造成本。

一、中小型鈑金企業標準化設計

1.鈑金零件的特點及標準化設計原則

鈑金加工主要是對厚度6mm及以下的鋼板、鋁板、銅板等金屬板材或型材進行加工。其加工工藝主要有切割、沖壓、折彎、焊接、鉚接、鉆孔、表面處理等。鈑金零件的設計，除了零部件必須達到的性能要求外，還須慣徹標準化、系列化、通用化原則，盡可能引用已生產過的零件或通用件，盡量減少本企業的模具、刀具規格品種的增加。

2.實現標準化設計方法

為了達到產品標準化、系列化、通用化，企業必須制定產品設計規范，建立產品“設計庫”，以方便設計人員檢索、重復引用。建立產品“設計庫”，可減輕設計工作量，利于提高設計質量，縮短生產周期，降低成本；便于組織生產，在生產任務不足時，可對標準件、通用件提前安排生產，適當備庫存；易于提高零件互換性，便于產品維修。

二、中小型鈑金企業設計庫的基本架構

設計庫是特征、零件、裝配體、圖塊等的集合，向零件、裝配體、工程圖插入這些文件能重新利用已有的數據[1]。設計庫的組成架構應根據企業產品特點及設計規范來建立，可參考圖1。

1.“通用件庫”：常用、通用零件三維模型庫。

2.“外購件庫”：非本企業生產的零部件、元器件三維模型庫。如五金件、接插件等。

3.“注釋庫”：常用的符號或注釋，如形位公差、技術要求、表面粗糙度等。

4.“圖塊庫”：常用的標準圖形、圖表等做成塊，存放在圖塊庫里。

5.“基礎件庫”：基礎零件三維模型庫。新產品設計往往在舊產品的基礎上進行改進設計，結構相似的零件很多，因此可在基礎零件模型上更改部分尺寸，或增減部分特征而形成新的零件，這樣就可以減少重復設計，同時也使加工工藝標準化。

6.“特征庫”：在設計模型時，有部分特征或特征組經常被重復使用，SolidWorks提供了庫特征的功能，通過該功能可創建常用特征庫，減少重復設計。

7.“成型工具庫”：SolidWorks在鈑金菜單中提供了【成形工具】這個功能，成型工具可以用作折彎、伸展或成形鈑金的沖模，生成一些成型特征，例如百葉窗、筋、凸臺等[21]。

8.“裝配體庫”：通用的裝配體三維模型庫，如成套門鎖、某個功能組件等。

三、建立基于SolidWorks的企業設計庫

SolidWorks軟件設計庫內置了龐大的基礎零件庫，包含有標準緊固件、常用注釋庫、特征庫、線纜庫、動態圖庫、成型工具庫等，可直接調用這些庫里的文件，或者將這些庫里的文件拷貝出來，按本企業所需更改后存于企業自己的設計庫中。另外，通過網絡SolidWorks公司的3D Content central免費提供了許多企業常用的外購件模型，將需要的模型下載保存到本地，設計時便可直接調用這些模型。除了可以調用SolidWorks的內置設計庫，企業還需根據自身產品特點和要求建立企業設計庫，并嵌入SolidWorks的設計庫中。下面以SolidWorks軟件為例，說明企業設計庫建立和使用的方法

1.在SolidWorks設計庫目錄中添加“企業設計庫”文件夾

1.1在電腦中建立“企業設計庫”文件夾。在“企業設計庫”文件夾下，根據企業設計庫的組成架構，建立相應的子文件夾，可根據需要創建多層次的子文件夾。

1.2啟動SolidWorks軟件，在【工具】菜單中選擇【選項】命令，彈出選項對話框，在【系統選項】中選擇【文件位置】選項，在【顯示下項的文件夾】列表框里，選擇【設計庫】，點擊【添加】命令，把“企業設計庫”文件夾添加到列表里，如圖2。

1.3操作結果在SolidWorks的設計庫目錄中添加了企業設計庫文件夾，如圖3所示。

2.企業設計庫文件的設置及引用

2.1“通用件庫”、“基礎模型庫”、“型材庫”的設置及引用

將通用件、型材、基礎模型文件拷貝到對應的文件夾中即可。引用時，打開SolidWorks設計庫，在“企業設計庫”文件夾中找到需要的文件，點擊拖到繪圖區。

2.2裝配體類型的文件夾的設置及引用

設計庫中裝配體類型的文件夾需先定義，該文件夾的文件才能作為裝配體文件使用。定義方法：在SolidWorks中打開【設計庫】工具菜單，在設計庫目錄中選擇“裝配體庫”文件夾，單擊鼠標右鍵，在菜單中選擇【裝配體文件夾】。

設置方法：將常用的裝配體文件拷貝到“企業設計庫”中“裝配體庫”文件夾。

引用方法：打開設計庫，在“裝配體庫”文件夾中找到需要的文件，點擊拖到繪圖區。

2.3“成型工具庫”的設置及引用

“成型工具庫”文件夾需先定義，該文件夾的文件才能作為成型工具使用。定義方法：在SolidWorks中打開【設計庫】工具菜單，在設計庫目錄中選擇“成型工具庫”文件夾，單擊鼠標右鍵，在菜單中選擇【成型工具文件夾】。

設置方法：首先在零件文件中創建一個實體，然后通過【鈑金】工具中【成型工具】，將該實體創建成用于對鈑金進行沖壓的實體工具，將該實體文件保存在“企業設計庫”中“成型工具庫”文件夾中。

引用方法：打開SolidWorks設計庫，在“成型工具庫”文件夾中找到需要的成型工具，拖動到鈑金面上，再設置好成型工具的位置，即可對鈑金進行沖壓[3]。

2.4“注釋庫”的設置及引用

設置方法：在SolidWorks中選擇需要的注釋，單擊鼠標右件，選擇【添加到庫】工具，修改文件名，保存到“企業設計庫”中“注釋庫”文件夾，即可保存到注釋庫中。

引用方法：在工程圖中，打開【設計庫】中的“注釋庫”文件夾，拖動需要的注釋到相應的位置即可。

2.5“圖塊庫”的設置及引用

設置方法：在工程圖里選中相應的圖表和注釋，單擊鼠標右件，選擇【塊制作】工具，制作成塊，然后選中該塊，單擊鼠標右鍵，選擇【添加到庫】工具，修改文件名，保存到“企業設計庫”中“圖塊庫”文件夾，即可保存到圖塊庫中。

引用方法：打開【設計庫】中的“圖塊庫”文件夾，拖動需要的塊到工程圖中相應的位置，修改相應的參數。

2.6“特征庫”的設置及引用

設置方法：在相應的模型里，選擇需要的特征或特征組，單擊【文件】菜單，選擇【另存為】命令，在【保存類型】選項選擇“Lib Feat Part（*.sldlfp）”格式，把庫特征文件保存到“企業設計庫”中“特征庫”文件夾。

引用方法：設計零件時，打開【設計庫】中“特征庫”文件夾，選擇需要的特征，拖拽到零件的相應位置，設置參考和參數即可。

四、企業設計庫的管理

設計庫的使用管理必須規范。每個企業須制定本企業的設計規范，并將設計庫的管理規范納入設計規范中。設計庫須由專人管理；設計庫文件的錄入、修改、發布，須有規范的流程；設計庫文件的文件名須規范，并與零件的圖號對應。設計人員須遵守本企業的設計規范。

結論

本文給出了基于SolidWorks的企業設計庫建立和使用的基本方法，中小型鈑金企業通過充分利用SolidWorks的設計庫功能，不需額外資金投入，不需對SolidWorks軟件二次開發，就可建立起企業產品設計庫，促進產品設計的標準化和規范化，從而提高設計的效率和質量，提高零件的通用性，降低成本，提升企業競爭力與創新能力。本文對推廣企業產品設計標準化具有重要的指導作用。

參考文獻

[1]陳超祥 胡其登. SolidWorks零件與裝配體教程（2014版） [M]. 北京：機械工業出版社，2014.

[2]麓山文化. SolidWorks 2014中文版從入門到精通[M]. 北京：機械工業出版社，2014.

[3]張忠將.SolidWorks2014高級應用教程[M].北京：機械工業出版社，2014.

作者簡介：柯斌，畢業于西安電子科技大學，原在廣州珠江電信設備制造有限公司從事通信電源結構設計工作，現任職于廣州市霖杰傳媒科技有限公司， 從事電子產品結構設計和技術咨詢服務工作，同時兼任廣東省激光行業協會金屬加工委員會秘書長。