Soildworks在模具設計中的應用

摘 要：科學技術的快速發展帶動了機械制造行業的進步，無論是在制造工藝還是在制造質量上都得到了突飛猛進的發展。現如今，模具制造行業的市場競爭也是越來越激烈，客戶對產品的生產周期、價格以及質量的要求也在日益提高，這對模具的開發而言無疑是提出了更高的挑戰，必須通過壓縮成本、生產周期并提高質量來滿足客戶的需求，為了達成這一發展目標幾何外形和機械加工參數的準確性至關重要。本文將對Soildworks在模具設計中的應用進行深入的探討，使Soildworks在模具設計中發揮更加重要的作用。

關鍵詞：Soildworks;模具設計;三維設計軟件

現如今，計算機技術的發展可謂是如日中天，同時也帶動了相關軟件的發展。計算機技術的普及，實現了機械制造行業中二維設計圖紙向三維圖紙的轉變。在模具行業中，模具設計和制造是非常重要的環節，而在計算機技術快速發揮的今天，三維繪圖軟件如雨后春筍一般涌現出現，Soildworks就是其中的一種。Soildworks作為功能強大的三維設計軟件，將其應用到模具設計中可以有效的解決幾何外形和機械加工參數的精度問題、做到縮短模具的設計周期、提高模具的設計效率，實現最大限度的滿足客戶的需求。

1 Soildworks三維設計軟件的概述

1.1 Soildworks三維設計軟件的現狀

現階段，Soildworks三維設計軟件是模具設計中應用十分廣泛的計算機軟件。事實上，Soildworks作為機械設計軟件，與CAD/CAM/CAE軟件類似都是在Windows系統中以設計功能為主。由于界面操作與Windows系統的風格一致，因此也堪稱是人性化操作界面。Soildworks三維設計軟件具有三大特點，分別是：功能強大、易學易用和技術創新。基于這三大優勢也使得Soildworks成為三維CAD解決方案中領先的、主流軟件。在模具設計中應用Soildworks，不僅可以使模具有多種設計方案，還可以減少模具設計中的錯誤，更重要的是還可以提高產品的質量。目前，在眾多三維設計軟件中，Soildworks所面對的主要競爭對手是UG和PRO/E。

1.2 Soildworks三維設計軟件的簡介

首先，是Soildworks的用戶界面。Soildworks具有一套完善的動態界面，可以通過拖動鼠標來對其進行控制，就可以在一定程度上簡化設計的步驟、減少對話框的數量，防止用戶界面出現凌亂的問題。此外，用戶界面可以通過屬性管理員對設計過程和步驟進行管理，Soildworks的資源管理器可以對CAD文件進行管理，而AutoCAD模擬器可以使用戶的作圖習慣得到保留，有助于從二維向三維的順利過渡。其次，配置管理。這是Soildworks中獨立的一部分，主要是對零件、裝配設計以及工程圖進行變換和組合，進而派生其他零件或裝配體。然后，是協同工作。Soildworks可以通過互聯網進行協同工作，共享CAD軟件、展示實體模型、支持Web目錄等。再有，裝配設計。可以動態查看所有裝配體的運動閉關進行檢測，重復設計部分可由只能零件進行完成，加快裝配體的整體裝配速度。最后，工程圖。Soildworks可以在修改圖紙時自動更新相關視圖和裝配體，自動生成工程圖、視圖等，使詳圖操作和剖視圖更加詳細。

2 Soildworks在模具設計中的應用

在SolidWorks軟件發展過程中，Soildworks不斷更新出新的版本一提升軟件的功能，但無論是哪個版本的Soildworks在功能上都具有模具設計功能。特別是在2003版的Soildworks中，模具設計功能得到了增強，可以實現在一些分模線比較直觀的零件分模設計中，簡單的幾步就能夠做到型腔和型芯的創建，在對相對復雜的零件產品進行設計時也可以利用Soildworks系統中的模具設計功能對其進行逐一完成。而Soildworks在模具中的應用體現在很多方面，例如：沖壓模具、塑料模具等，本文將以Soildworks在塑料模具中的應用為例進行深入的分析。

2.1 Soildworks的塑料模具設計與制造流程

在塑料模具設計中用Soildworks軟件進行設計，可以使設計更加簡單，即使是在設計完畢之后再進行適當的修改或調整，也可以利用該軟件的功能對其中的一個設計圖紙進行修改，其他的相關設計就會自動調整，因此為設計者提供了最大的便捷，更是降低了設計者修改圖紙的工作量。使用Soildworks設計塑料模具的制造流程如下：

制件三維實體設計→拔模分析→創建方案并設置收縮率→定義分型面→修補通孔→創建延展曲面→創建模坯、側型芯→創建布局→設計澆注系統→添加模架→設計頂出系統和冷卻系統→完成總裝配→生成二維工程圖

2.2 應用Soildworks設計開關盒外殼塑料模具

1）應用Soildworks三維設計功能設計下圖圖1實體。

2）數據準備。在Soildworks中，數據準備是準備產品模型的工具。用戶整個設計方案中利用數據準備功能創建原始產品模型，系統默認Z 軸為分模方向，這樣數據準備就會將模型定位到開模方向上。然后復制一個原始模型的復制品，再利用復制

品進行設計。若在設計中發現制件存在缺陷需要進行整改，軟件就會將修改的產品模型和原始模型進行交換，以實現不修改整體裝配并最大限度降低欠為操作，除此之外型芯和型腔還會自動進行相應的更新。

3）方案控制。方案控制是模具設計的入口，也就是說所有的設計方案都從這開始。設計開關外殼模具時，需要定義方案名稱、零件所用的材料、收縮率等文件的信息。復制項目具有直接對方案進行復制和行修改的功能。

4）型芯/型腔創建。在模具設計中，型芯/型腔是重要的部分，分模的質量至關重要會直接影響模具后續的加工。利用生成的分模面來分離毛坯，使用SolidWorks的型腔功能進行創建其他的鑲塊。利用分模功能創建的原始模坯零件可用于型芯和型腔零件，并搜索產品模型的分型面和分型線，修補型芯和型腔表面和孔，以分離所需的型芯和型腔零件。隨后就需要利用數控對復雜的型芯和型腔進行編程，然后輸送到加工中心進行加工。

5）澆注系統設計。澆注系統設計具有澆口和流道系統的功能。該設計的成功與否將直接影戲著制品的性能、外觀等。在開關外殼模具中，需要對制品的方向進行點澆口，在側面澆注。

6）模架設計。模架設計功能能夠設計出流行各種模架結構。不僅可以根據設計情況選擇模架，還可以對參數進行調整，還能夠利用3D預覽來觀察模架，以確定尺寸。“模架設計”為模具設計者提供了極大的便捷。

7）冷卻系統設計。在模具設置中可以利用冷卻系統設計各種簡單或復雜的冷卻回路。Soildworks可以為其提供良好的界面，利用3D草圖技術對設計的冷卻回路進行觀察。每一個冷卻回路都是獨立的，為了便于加工還可以制定鉆孔面和過鉆部分。冷卻水道都是實體建立，因此可以根據需要對通道進行指定。這樣在冷卻系統設計完畢后，通道可以從模塊或模板中產生空腔。

3 結束語

綜上所述，在模具設計中應用Soildworks可以有效的提高設計者的工作效率，在加上Soildworks所具有的強大的功能，更是為設計者提供了便捷。Soildworks軟件的使用最大程度的提高了設計的準確性，促進模具設計向三維的轉變，更使得模具設計領域在激烈的市場競爭中實現創新型發展。

參考文獻

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作者簡介

楊德忠（1972-），男，漢，四川，機電工程師，大專，煤礦機械設計與制造，四川廣旺能源發展（集團）有限責任公司機械制造分公司。