基于SolidWorks的三维机加工工艺设计方法研究

李岩　谭宝龙

摘要：伴随着计算机应用技术的发展，CAD技术的应用范围正在逐渐扩大。制造业也面临着信息化的改革，MBD（Model Based Definition）技术，即基于模型定义。该技术将三维设计信息、三维制造信息和产品管理信息共同定义到产品的三维数字化模型中，在取消二维图纸工程定义的情况下，实现产品特征描述、共享，满足了数字化制造信息直接传递的需求，有效地解决了设计、制造、使用维护一体化的难题，实现了CAD和CAM高度集成。MBD打破了传统的定义方法，不再用三维实体模型表现产品的基本形状信息，不再用二维工程图纸描述产品尺寸了，而是以三维实体模型为主，形成了新的制造工艺和方法。将数字化设计和制造技术以模型的形式运用于制造业，这将是制造业未来的发展趋势。

关键词：Solidworks；三维机加工；工艺设计方法

前言

从二维设计工艺的发展现状来看，固有的计算机工艺设计CAPP系统只能以工程图为设计依据，以工艺简图为辅助工具，为工艺卡片提供专业化的设计，还要将其制作成文件形式，配合工程图纸在生产一线使用。近些年，计算机应用技术发展迅速，特别是其中的三维设计技术，在MBD技术的基础上，应用的领域逐步扩大，工艺设计从二维走向了三维。在三维技术的应用过程中，生产制造的依据只可以是三维数字化模型，原有的工艺设计模式受到了极大挑战。

1.关于Solidworks

简单易学，应用广泛和技术创新是SolidWorks软件的三个基本特征，这些特点使它的功能变得更加强大，成为了行业中的先行者，能够最有效快递地CAD解决途径。Solidworks通过其简单易学的操作流程不仅可以为产品制作出多种设计方案，还可以有效避免设计过程中错误的出现，从而使产品在设计过程中就得到了质量的保障。

SolidWorks的操作十分简单，在我们日常的Windows系统中，就可以轻松完成。拖拽功能是SolidWorks中最有效提高工作效率的设计，大大缩短了设计师花费在设计工作上的时间。另外，SolidWorks同Windows一样，都是采用CAD文件管理器，这样，CAD文件就可以实现轻松管理。

在SolidWorks软件中，产品设计系列化功能具有较强的实用性，能够适应系列产品对于设计的需求，SolidWorks中提供的系列化设计方法是三维建模中使用范围最广的，配置和系列零件设计表。

2.三维机工艺设计特点

将CAD，CAPP等集成思想与MBD的机加工三维工艺设计方法结合起来，利用三维模型获得产品数据，通过加工仿真，信息添加以及确立工艺特征等方法完成对加工工艺程序以及信息的规范化，生产活动要根据三维机加工工艺程序来进行，实现设计和加工的有机结合，确保数据统一管理，其设计特点主要表现在几下几个方面：

2.1提供三维化的信息数据。三维机的加工设计时以三维设计模型作为加工工艺的唯一根据，产品的数据信息能够通过三维设计模型较为清晰的展现出来，方便操作和理解，这样就避免了二维图纸与三维设计模型之间相互转化，而出现的数据错误问题的出现。

2.2清晰工艺流程展示。结合三维设计模型，建立关于产品，设计工艺以及资源的信息共享平台，使产品及设计信息能够在计算机上一目了然。

2.3加工程序直观化。针对不同的工艺阶段，构建出每个阶段的程序模型，使产品在加工过程中的信息能够通过所构建的程序模型直观地展现出来。

2.4信息来源的唯一性。在产品加工过程中，产品的数据以及基本制造信息都要通过三维程序模型来获得，保证了信息不会因为二维图纸等信息来源的多样化影响信息的准确性。

2.5加工工艺真实化。依据三维设计模型的数据，在加工模型时，要结合实际，对加工过程中的各个环节进行观察，实现模拟加工，及时找出加工工艺中存在的问题。

3.基于solidworks的三维机加工工艺设计方法

大部分产品都是由多个零部件组成的，如果將这些零部件进行参数化的设计，就能够大大提升产品的设计速度。三维机也是如此，由多个零部件组成，如果将三维机的零部件进行参数化设计，就能够从整体上实现三维机的参数化设计。三维机的参数化设计是以各个零部件的参数化设计为基础，却又不能对各个零部件的参数化进行简单的组合和叠加。

利用全局变量法能够很好地处理好三维机各个零部件参数化同步的问题。其核心理念就是把三维机的核心部件的数据信息设定为整体变量，其他所有的零部件都要围绕着整体变量的变化而变化，与整体变量形成一定的关系，从而实现对三维机模型整体变量的控制。但任何一种事物都有它的两面性，这种方法也有它的弊端，对于关系复杂且零部件较多的产品，就无法进行有效的设计。因为在零部件较多并且关系复杂的产品中，各个零部件之间的关系很难找到，可以被设定的整体变量的数据也很多，在同步变化过程中很容易出现错误。另外，同名的文件在SohdW6rks进程中是不能出现的，这就要求三维机的所有零部件的规格都是不同的，这一点也是不符合实际的。

4.结论

基于solidworks的三维机加工工艺设计过程有其自身的特点，三维机是一个复杂的产品，内部零部件的构成以及各部件之间的关系也是极其繁琐的，一般的方法很难实现所有变量的同步变化，因此，要根据三维机的特点，运用科学的方法，利用多种形式的设计工艺，才能够实现三维机加工工艺设计。

参考文献：

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