带你研究SOLIDWORKS配置功能的工序图自动生成方法

2021-01-06 14:16阅读：

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介绍了一种利用SolidWorks组态功能自动生成工艺图的方法。该方法采用面向制造的设计，通过建立配置与过程的对应关系，生成过程图。与传统方法相比，该方法能有效利用设计过程中的三维信息，具有较大的通用性，为解决CAPP中工艺图的自动生成提供了一种新的途径。工艺图是工艺设计结果的图形表达，它反映了工件的整体轮廓、工艺的加工面、所用的定位基准、夹紧位置等信息，并以简洁的方式指导工人进行加工。
工艺图的生成和绘制是CAPP的重要组成部分，也是正确实施CAPP设计结果的手段之一。然而，工艺图的自动生成技术一直是CAPP系统的瓶颈，制约着CAPP的发展。作者阐述了一种更通用的工艺图自动生成方法。以三维CAD/CAM软件SolidWorks为平台，采用面向制造的设计方法，通过使用SolidWorks配置功能，成功解决了工艺图的自动生成。

1 研究思想
　　在确定零件的每个工序的形状和尺寸时，有必要根据CAD系统的设计尺寸进行推理，而流程图的绘制也需要CAD系统的支持。从某种意义上说，过程图的自动生成从CAD系统开始。为了真正实现过程图的自动生成，有必要从CAD系统各部分的设计中进行准备，并为CAPP提供必要的信息。
　　通过比较产品的零件图和工艺图，可以发现差异在于所包含的特征信息量。根据过程的要求，划分零件的建模特性，并将每个过程下的特征存储为SolidWorks配置，以便可以自动生成每个过程的过程图。

2 研究方法
　　SolidWorks是基于特征技术的3D软件。设计零件的过程等同于连续添加特征的过程。为了在SolidWorks功能树中包含足够的制造信息，采用了面向制造的设计思想。制造设计（DFM）是指在设计阶段的制造阶段对许多因素的考虑。通过计算机仿真和仿真，设计人员可以在设计阶段确定产品的可加工性。在设计后的制造过程中，可以轻松经济地制

造它，提高制造效率，减少加工时间，降低生产成本，并提高产品质量。
　　在作者的方法中，DFM是贯穿整个过程的主线。在DFM中，产品设计过程与制造过程紧密集成，在此软件实体建模中以特征树的形式出现。具体地，在实体造型中需要注意以下几个方面：
(1)实体造型以去除材料为主。实际加工过程主要是以去除材料为主的切削加工过程，所以在零件设计时尽量采用切除材料的造型方法。这样可以避免生成不连续的特征，准确模拟加工过程。
(2)细化特征，避免一个特征横跨多个工序。这主要是为了满足生成工序图的需要。例如在加工中经常会遇到“粗镗—半精镗—精镗”或“钻—扩—铰”3道工序，若仅从实体造型考虑，可能只有一个孔特征。但为生成3道工序的工序图，必须要有相应的制造信息，即SolidWorks特征树上必须包括相应的3个特征。
(3)调整特征顺序，使其符合加工过程中工序的安排。那就是在设计过程中要考虑制造过程的要求。在此软件中，您可以直接将特征树中的特征拖动到所需位置以调整特征顺序。
　　使用SolidWorks配置功能，您可以在配置和特征之间建立对应关系，并最终形成与流程相对应的配置，还可以添加配置的派生配置以将流程进一步细化为步骤。在此软件中建立配置与特征的对应关系，有两种方法：
先建立配置，然后在该配置处于激活状态时添加特征，完成后再建立第二个配置，继续添加特征。依此类推，直至特征全部添加完毕，配置也建立完毕；
先把所有的特征建立起来，然后再建立多个配置，通过压缩特征等方法建立对应关系。
　　建立配置和特性之间的对应关系后，可以生成相应的流程图。流程图的绘制应满足以下要求：主视图的位置应为工人在实际加工中朝上的位置，并应反映出工件的整体特性。例如，在进行钻孔加工时，流程图中的工件加工孔的轴线应处于垂直位置。用细实线画出工件的轮廓和特征表面，用粗实线或红线画出加工的加工表面。
　　SolidWorks工程图功能强大，可以生成工程中所需的所有视图。如果默认视图方向不能满足过程图的视图要求，则可以通过选择“移动/复制”命令来自行设置视图。使用此方法，您可以精确地定位模型并在生成任何所需的视图方向后选择“ Face to”命令。这种方法易于操作。按Ctrl键，一个接一个地选择两个面。执行后，第一个面与屏幕平行，第二个面在视图顶部。设置新模型视图后，您可以保存它们并在生成工程图时直接调用它们。
分页3 设计实例
以某型号推土机铲臂右支架工艺规程中工序图的自动生成为例，零件的加工工艺过程如表1所示。
表1 加工工艺过程

带你研究SOLIDWORKS配置功能的工序图自动生成方法

根据零件图和确定的加工余量构造毛坯实体模型。在特征树中，以毛坯为出发点，将所有设计特征划分为12个配置，分别对应着车间加工中的12道工序，如图1所示。每个配置下的特征就是一道工序的加工内容。
solidworks配置功能工序图自动生成方法
图1 SolidWorks配置与工序的对应

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　　选择第一个配置“05粗铣底面A”执行生成工程图命令”并执行命令以生成图形以生成第一幅工作图。类似地，通过首先选择每个配置，可以生成与每个配置的每个过程相对应的流程图，从而最终形成完整的加工过程卡集合。图。图2是通过自动投影生成的相应流程图。为了清楚地表达并满足过程图视图的要求，使用人机交互方法进行编辑以生成局部剖视图，并添加了有限的自由度，夹紧力方向和作用点，以及更改处理的线型。
solidworks配置功能工序图自动生成方法
图2 第5个配置下的工序图

带你研究SOLIDWORKS配置功能的工序图自动生成方法

4 结束语
　（1）通过使用SolidWorks配置功能，通过配置相应的流程会自动生成流程图，这也为CAPP的开发和改进提出了新的思路。
　　（2）实体建模和过程图生成集中在SolidWorks平台中，并且始终使用相同的数据库。有效地使用了3D设计信息。使过程和过程图信息同步，从而提高了过程图的准确性和绘制效率。
　　（3）本文所讨论的方法着重于流程图的自动生成和绘制，重点是工程应用，并且符合现阶段中国制造业的国情。该方法操作简单，不受零件种类的限制，通用性强，便于企业推广和应用。

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