基于Solidworks的中小型鈑金企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)庫的建立

摘 要： 產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化是企業(yè)降低成本，提高競爭力的重要手段。中小型鈑金企業(yè)在制定好企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，可通過三維設(shè)計(jì)軟件建立企業(yè)設(shè)計(jì)庫，達(dá)到企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化目的。本文以SolidWorks設(shè)計(jì)庫為例，講述建立企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)庫的重要性和基本方法。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)庫 中小型鈑金企業(yè) SolidWorks

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

引言

中小型鈑金企業(yè)規(guī)模小，排產(chǎn)靈活，小批量定制生產(chǎn)是其生存之道。但是，由于小批量定制產(chǎn)品是按照用戶要求進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造，這樣就會導(dǎo)致中小企業(yè)產(chǎn)品規(guī)格、零件品種很多，設(shè)計(jì)周期長，不利于組織生產(chǎn)。以前，鈑金企業(yè)大部分是來圖加工，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作量較少。近幾年，越來越多的客戶都逐漸將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作外包給鈑金企業(yè)，要求鈑金加工企業(yè)提供鈑金零部件、整機(jī)結(jié)構(gòu)的開發(fā)與設(shè)計(jì)，這對鈑金企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)管理能力有了更高要求。大部分中小型鈑金企業(yè)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(tǒng)，難以進(jìn)行全面的、精細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化管理，產(chǎn)品沒有形成系列化設(shè)計(jì)，零件通用化程度低，產(chǎn)品設(shè)計(jì)重復(fù)勞動多，設(shè)計(jì)效率低，出錯率高，給組織生產(chǎn)帶來困難，最終導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，成本加高，企業(yè)競爭力下降。

因此，中小型鈑金企業(yè)必須提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，使產(chǎn)品既滿足性能要求，又容易組織生產(chǎn)，減少沖壓模具制造的數(shù)量及復(fù)雜程度，從而提高生產(chǎn)效率，降低制造成本。

一、中小型鈑金企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

1.鈑金零件的特點(diǎn)及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)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(jìn)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(shè)計(jì)，除了零部件必須達(dá)到的性能要求外，還須慣徹標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化原則，盡可能引用已生產(chǎn)過的零件或通用件，盡量減少本企業(yè)的模具、刀具規(guī)格品種的增加。

2.實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方法

為了達(dá)到產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，企業(yè)必須制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范，建立產(chǎn)品“設(shè)計(jì)庫”，以方便設(shè)計(jì)人員檢索、重復(fù)引用。建立產(chǎn)品“設(shè)計(jì)庫”，可減輕設(shè)計(jì)工作量，利于提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低成本；便于組織生產(chǎn)，在生產(chǎn)任務(wù)不足時(shí)，可對標(biāo)準(zhǔn)件、通用件提前安排生產(chǎn)，適當(dāng)備庫存；易于提高零件互換性，便于產(chǎn)品維修。

二、中小型鈑金企業(yè)設(shè)計(jì)庫的基本架構(gòu)

設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)[1]。設(shè)計(jì)庫的組成架構(gòu)應(yīng)根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)及設(shè)計(jì)規(guī)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(yè)生產(chǎn)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(shù)要求、表面粗糙度等。

4.“圖塊庫”：常用的標(biāo)準(zhǔn)圖形、圖表等做成塊，存放在圖塊庫里。

5.“基礎(chǔ)件庫”：基礎(chǔ)零件三維模型庫。新產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往在舊產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)相似的零件很多，因此可在基礎(chǔ)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(fù)設(shè)計(jì)，同時(shí)也使加工工藝標(biāo)準(zhǔn)化。

6.“特征庫”：在設(shè)計(jì)模型時(shí)，有部分特征或特征組經(jīng)常被重復(fù)使用，SolidWorks提供了庫特征的功能，通過該功能可創(chuàng)建常用特征庫，減少重復(fù)設(shè)計(jì)。

7.“成型工具庫”：SolidWorks在鈑金菜單中提供了【成形工具】這個(gè)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(gè)功能組件等。

三、建立基于SolidWorks的企業(yè)設(shè)計(jì)庫

SolidWorks軟件設(shè)計(jì)庫內(nèi)置了龐大的基礎(chǔ)零件庫，包含有標(biāo)準(zhǔn)緊固件、常用注釋庫、特征庫、線纜庫、動態(tài)圖庫、成型工具庫等，可直接調(diào)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(yè)所需更改后存于企業(yè)自己的設(shè)計(jì)庫中。另外，通過網(wǎng)絡(luò)SolidWorks公司的3D Content central免費(fèi)提供了許多企業(yè)常用的外購件模型，將需要的模型下載保存到本地，設(shè)計(jì)時(shí)便可直接調(diào)用這些模型。除了可以調(diào)用SolidWorks的內(nèi)置設(shè)計(jì)庫，企業(yè)還需根據(jù)自身產(chǎn)品特點(diǎn)和要求建立企業(yè)設(shè)計(jì)庫，并嵌入SolidWorks的設(shè)計(jì)庫中。下面以SolidWorks軟件為例，說明企業(yè)設(shè)計(jì)庫建立和使用的方法

1.在SolidWorks設(shè)計(jì)庫目錄中添加“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”文件夾

1.1在電腦中建立“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”文件夾。在“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”文件夾下，根據(jù)企業(yè)設(shè)計(jì)庫的組成架構(gòu)，建立相應(yīng)的子文件夾，可根據(jù)需要創(chuàng)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(xiàng)】命令，彈出選項(xiàng)對話框，在【系統(tǒng)選項(xiàng)】中選擇【文件位置】選項(xiàng)，在【顯示下項(xiàng)的文件夾】列表框里，選擇【設(shè)計(jì)庫】，點(diǎn)擊【添加】命令，把“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”文件夾添加到列表里，如圖2。

1.3操作結(jié)果在SolidWorks的設(shè)計(jì)庫目錄中添加了企業(yè)設(shè)計(jì)庫文件夾，如圖3所示。

2.企業(yè)設(shè)計(jì)庫文件的設(shè)置及引用

2.1“通用件庫”、“基礎(chǔ)模型庫”、“型材庫”的設(shè)置及引用

將通用件、型材、基礎(chǔ)模型文件拷貝到對應(yīng)的文件夾中即可。引用時(shí)，打開SolidWorks設(shè)計(jì)庫，在“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”文件夾中找到需要的文件，點(diǎn)擊拖到繪圖區(qū)。

2.2裝配體類型的文件夾的設(shè)置及引用

設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)庫】工具菜單，在設(shè)計(jì)庫目錄中選擇“裝配體庫”文件夾，單擊鼠標(biāo)右鍵，在菜單中選擇【裝配體文件夾】。

設(shè)置方法：將常用的裝配體文件拷貝到“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”中“裝配體庫”文件夾。

引用方法：打開設(shè)計(jì)庫，在“裝配體庫”文件夾中找到需要的文件，點(diǎn)擊拖到繪圖區(qū)。

2.3“成型工具庫”的設(shè)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(shè)計(jì)庫】工具菜單，在設(shè)計(jì)庫目錄中選擇“成型工具庫”文件夾，單擊鼠標(biāo)右鍵，在菜單中選擇【成型工具文件夾】。

設(shè)置方法：首先在零件文件中創(chuàng)建一個(gè)實(shí)體，然后通過【鈑金】工具中【成型工具】，將該實(shí)體創(chuàng)建成用于對鈑金進(jìn)行沖壓的實(shí)體工具，將該實(shí)體文件保存在“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”中“成型工具庫”文件夾中。

引用方法：打開SolidWorks設(shè)計(jì)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(shè)置好成型工具的位置，即可對鈑金進(jìn)行沖壓[3]。

2.4“注釋庫”的設(shè)置及引用

設(shè)置方法：在SolidWorks中選擇需要的注釋，單擊鼠標(biāo)右件，選擇【添加到庫】工具，修改文件名，保存到“企業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)庫】中的“注釋庫”文件夾，拖動需要的注釋到相應(yīng)的位置即可。

2.5“圖塊庫”的設(shè)置及引用

設(shè)置方法：在工程圖里選中相應(yīng)的圖表和注釋，單擊鼠標(biāo)右件，選擇【塊制作】工具，制作成塊，然后選中該塊，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇【添加到庫】工具，修改文件名，保存到“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”中“圖塊庫”文件夾，即可保存到圖塊庫中。

引用方法：打開【設(shè)計(jì)庫】中的“圖塊庫”文件夾，拖動需要的塊到工程圖中相應(yīng)的位置，修改相應(yīng)的參數(shù)。

2.6“特征庫”的設(shè)置及引用

設(shè)置方法：在相應(yīng)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(xiàng)選擇“Lib Feat Part（*.sldlfp）”格式，把庫特征文件保存到“企業(yè)設(shè)計(jì)庫”中“特征庫”文件夾。

引用方法：設(shè)計(jì)零件時(shí)，打開【設(shè)計(jì)庫】中“特征庫”文件夾，選擇需要的特征，拖拽到零件的相應(yīng)位置，設(shè)置參考和參數(shù)即可。

四、企業(yè)設(shè)計(jì)庫的管理

設(shè)計(jì)庫的使用管理必須規(guī)范。每個(gè)企業(yè)須制定本企業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范，并將設(shè)計(jì)庫的管理規(guī)范納入設(shè)計(jì)規(guī)范中。設(shè)計(jì)庫須由專人管理；設(shè)計(jì)庫文件的錄入、修改、發(fā)布，須有規(guī)范的流程；設(shè)計(jì)庫文件的文件名須規(guī)范，并與零件的圖號對應(yīng)。設(shè)計(jì)人員須遵守本企業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范。

結(jié)論

本文給出了基于SolidWorks的企業(yè)設(shè)計(jì)庫建立和使用的基本方法，中小型鈑金企業(yè)通過充分利用SolidWorks的設(shè)計(jì)庫功能，不需額外資金投入，不需對SolidWorks軟件二次開發(fā)，就可建立起企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)庫，促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，從而提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，提高零件的通用性，降低成本，提升企業(yè)競爭力與創(chuàng)新能力。本文對推廣企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化具有重要的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

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

[2]麓山文化. SolidWorks 2014中文版從入門到精通[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

[3]張忠將.SolidWorks2014高級應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

作者簡介：柯斌，畢業(yè)于西安電子科技大學(xué)，原在廣州珠江電信設(shè)備制造有限公司從事通信電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)任職于廣州市霖杰傳媒科技有限公司， 從事電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)咨詢服務(wù)工作，同時(shí)兼任廣東省激光行業(yè)協(xié)會金屬加工委員會秘書長。