1 引言 vXLiYWo  
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隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)廣泛地運用于各種機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計。而SolidWorks更是憑借其基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng)及其參數(shù)化和特征建模技術(shù)，形成友好的操作界面與設(shè)計環(huán)境，被廣泛地應(yīng)用于各種機械產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)中。目前，基于SolidWorks的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)報道主要集中在模具、支架、實體零件(實心非閉合)以及機械運動構(gòu)件上，而針對鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計的報道較少。本文針對目前裝備制造業(yè)中普遍采用的傳統(tǒng)Solidworks鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法之不足，介紹一種新的鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，即逆向設(shè)計法。 SN(:\|f 2  
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2 傳統(tǒng)鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的不足 /+.Bc(`  
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由于鈑金箱體的閉合特性，不可能由單一實體直接加工成形，而必須由若干鈑金零部件通過一定的連接最終形成。而且，鈑金零件往往是通過折彎、沖裁、拉伸、成形等特有的加工方法獲得的，具有自身的特點。因此，必須合理設(shè)計構(gòu)件箱體的鈑金零件，使其既要滿足裝配及功能需求，還要便于生產(chǎn)制造。 $Lv,e\]  
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傳統(tǒng)的基于Solidworks的鈑金箱體設(shè)計方法是利用其實體建模或鈑金工具，設(shè)計出組成鈑金箱體的各個零件，然后通過SolidWorks裝配功能，對這些零件進行模擬裝配。裝配中發(fā)現(xiàn)干涉后再重新修改設(shè)計，零件再裝配。這一過程經(jīng)過反復(fù)循環(huán)，直到滿足裝配及功能上的需求，最后才能輸出工程圖，進行生產(chǎn)制造。這種設(shè)計方法雖比先前的二維CAD設(shè)計有了很大的優(yōu)越性，但是仍然存有不足之處，可概括為以下幾個方面：一直觀性差；二裝配性差； 三可制造性差；四費時費力。 Mg W0 ).  
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為了克服傳統(tǒng)SolidWorks鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的不足之處，可以考慮將鈑金箱體進行逆向設(shè)計，即逆向設(shè)計法。鈑金箱體的逆向設(shè)計過程可歸納為： U8-#W(tRR  
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先利用SolidWorks的實體建模功能，構(gòu)建出符合設(shè)計意愿的整機實體模型； CO%7^}xSE,  
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然后，在充分考慮制造精度及裝配間隙的基礎(chǔ)上，將此實體模型拆分成若干適合鈑金加工的實體零件，并對拆分后的零件做適當修改，使其結(jié)構(gòu)合理化； 6!bVPIyYO  
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最后，通過SolidWorks將實體零件轉(zhuǎn)換成鈑金零件，并進行零部件裝配以及干涉檢查，得到最終的鈑金零件模型，并輸出生產(chǎn)加工圖紙。下面以一電氣設(shè)備的鈑金箱體設(shè)計為例，對該逆向設(shè)計法加以闡述。 0z #'=XWk  
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3 鈑金箱體的逆向設(shè)計 IP7j)SM!  
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3.1 整機實體建模 >N62t9Ll[  
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鈑金箱體的整機實體建模是設(shè)計者根據(jù)箱體內(nèi)置裝置的形狀尺寸和安裝環(huán)境尺寸要求等諸多因素，設(shè)計出鈑金箱體的整體形狀尺寸和大小。再根據(jù)設(shè)計期望，通過SolidWorks的“拉伸凸臺/基體”、“拉伸切除”等多種特征建模工具，構(gòu)建出鈑金箱體的整機實體模型。鈑金箱體實體模型應(yīng)滿足裝配要求和功能性要求，外形符合預(yù)期期望。 Hdw;=]-  
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通過對鈑金箱體的整機實體建模，能夠使設(shè)計者對所設(shè)計的鈑金箱體有一個整體和直觀地把握，可判斷其能否滿足安裝和使用性的要求，并對其結(jié)構(gòu)合理性做進一步修改，以達到預(yù)期設(shè)計要求。 ? [l[y$9  
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3.2 鈑金零件的拆分及轉(zhuǎn)換 VdjS\VYe,  
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當鈑金箱體的整機實體模型完成后，便可根據(jù)便于制造的原則，將整機實體模型拆分為若干實體零件。在將整機實體模型拆分為實體零件的過程中，通常用到以下兩種方法： bGOOC?[UX  
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1)利用SolidWorks自有的特征工具中的“分割”功能，指定合適的分割面，將整機實體模型分割成若干便于制造的實體零件，然后分別執(zhí)行“另存為”命令； ]W~\%`#8?  
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2)設(shè)計者根據(jù)自己對整機實體模型的把握和已有的設(shè)計經(jīng)驗，將整機實體模型拆分后，重新建模，分別構(gòu)建出組成箱體的若干零件。 :m]~o3KRy  
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3.3 零件的合理修改 ukpbx;O:hc  
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拆分后的鈑金零件在結(jié)構(gòu)合理性上可能存在有較多缺陷。這是因為拆分后的各個零件之間還必須滿足一定的裝配關(guān)系才能構(gòu)成鈑金箱體，所以各個零件的連接部位需要進行合理地再修改；其次，在設(shè)計鈑金零件時，必須考慮鈑金零件的獨特加工方法，如：折彎、沖裁、拉伸、成形等。這些加工方法對鈑金零件的設(shè)計提出了構(gòu)造要求，如：最小折彎半徑、最小沖裁孔徑等要求 ；最后，在保證各個零件安裝尺寸的同時，還應(yīng)兼顧其外形美觀和安全性要求，鈑金零件往往設(shè)計有邊線法蘭或者褶邊。 3}(6z"r  
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3.4 零件裝配與干涉檢查 gI "ZhYI  
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上述的各鈑金零件設(shè)計完成后，就可以應(yīng)用SolidWorks軟件進行模擬裝配和干涉檢查。SolidWorks自有的模擬裝配和干涉檢查功能可以很方便的幫助設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計中可能存在的干涉和其他裝配問題，以便及時改正，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。 Q)c3=.[>  
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SolidWorks模擬裝配的操作過程為：新建裝配體文件→插入零件→插入新零部件→選擇合適配合方式→總裝配體。在形成總裝配體后，應(yīng)利用SolidWorks的“評估”工具中的干涉檢查功能對裝配體進行干涉檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的干涉問題。SolidWorks的干涉檢查有靜態(tài)(穩(wěn)態(tài))干涉檢查和動態(tài)干涉檢查兩種檢查方法，由于該鈑金箱體不涉及機構(gòu)運動，故只需對其進行靜態(tài)干涉檢查。在進行干涉檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)計存在干涉時，應(yīng)對照干涉結(jié)果仔細修改結(jié)構(gòu)設(shè)計，直至零干涉為止。 (RVe,0y  
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當干涉檢查結(jié)果為“無干涉”且裝配體無其他裝配問題時，便可以將三維模型輸出為二維工程圖紙開始生產(chǎn)。 {L~j;p_G&  
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4 結(jié)語 ?!^ow5"8  
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Solidworks的參數(shù)化特征建模功能和便捷的鈑金工具使得它在現(xiàn)代鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用越來越廣泛，同時也出現(xiàn)了多元化的基于SolidWorks的鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。本文在分析了傳統(tǒng)的鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的不足之后，提出了逆向設(shè)計法這一新穎鈑金箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。逆向設(shè)計法的先構(gòu)建整機實體模型后設(shè)計箱體零件的設(shè)計思路，能夠更好的保證產(chǎn)品適應(yīng)裝配性要求、功能性要求和工藝性要求。實踐證明采用逆向設(shè)計法能夠減少設(shè)計者的勞動強度，縮短設(shè)計周期，提高生產(chǎn)效率。