Soildworks在模具设计中的应用

摘 要：科学技术的快速发展带动了机械制造行业的进步，无论是在制造工艺还是在制造质量上都得到了突飞猛进的发展。现如今，模具制造行业的市场竞争也是越来越激烈，客户对产品的生产周期、价格以及质量的要求也在日益提高，这对模具的开发而言无疑是提出了更高的挑战，必须通过压缩成本、生产周期并提高质量来满足客户的需求，为了达成这一发展目标几何外形和机械加工参数的准确性至关重要。本文将对Soildworks在模具设计中的应用进行深入的探讨，使Soildworks在模具设计中发挥更加重要的作用。

关键词：Soildworks;模具设计;三维设计软件

现如今，计算机技术的发展可谓是如日中天，同时也带动了相关软件的发展。计算机技术的普及，实现了机械制造行业中二维设计图纸向三维图纸的转变。在模具行业中，模具设计和制造是非常重要的环节，而在计算机技术快速发挥的今天，三维绘图软件如雨后春笋一般涌现出现，Soildworks就是其中的一种。Soildworks作为功能强大的三维设计软件，将其应用到模具设计中可以有效的解决几何外形和机械加工参数的精度问题、做到缩短模具的设计周期、提高模具的设计效率，实现最大限度的满足客户的需求。

1 Soildworks三维设计软件的概述

1.1 Soildworks三维设计软件的现状

现阶段，Soildworks三维设计软件是模具设计中应用十分广泛的计算机软件。事实上，Soildworks作为机械设计软件，与CAD/CAM/CAE软件类似都是在Windows系统中以设计功能为主。由于界面操作与Windows系统的风格一致，因此也堪称是人性化操作界面。Soildworks三维设计软件具有三大特点，分别是：功能强大、易学易用和技术创新。基于这三大优势也使得Soildworks成为三维CAD解决方案中领先的、主流软件。在模具设计中应用Soildworks，不仅可以使模具有多种设计方案，还可以减少模具设计中的错误，更重要的是还可以提高产品的质量。目前，在众多三维设计软件中，Soildworks所面对的主要竞争对手是UG和PRO/E。

1.2 Soildworks三维设计软件的简介

首先，是Soildworks的用户界面。Soildworks具有一套完善的动态界面，可以通过拖动鼠标来对其进行控制，就可以在一定程度上简化设计的步骤、减少对话框的数量，防止用户界面出现凌乱的问题。此外，用户界面可以通过属性管理员对设计过程和步骤进行管理，Soildworks的资源管理器可以对CAD文件进行管理，而AutoCAD模拟器可以使用户的作图习惯得到保留，有助于从二维向三维的顺利过渡。其次，配置管理。这是Soildworks中独立的一部分，主要是对零件、装配设计以及工程图进行变换和组合，进而派生其他零件或装配体。然后，是协同工作。Soildworks可以通过互联网进行协同工作，共享CAD软件、展示实体模型、支持Web目录等。再有，装配设计。可以动态查看所有装配体的运动闭关进行检测，重复设计部分可由只能零件进行完成，加快装配体的整体装配速度。最后，工程图。Soildworks可以在修改图纸时自动更新相关视图和装配体，自动生成工程图、视图等，使详图操作和剖视图更加详细。

2 Soildworks在模具设计中的应用

在SolidWorks软件发展过程中，Soildworks不断更新出新的版本一提升软件的功能，但无论是哪个版本的Soildworks在功能上都具有模具设计功能。特别是在2003版的Soildworks中，模具设计功能得到了增强，可以实现在一些分模线比较直观的零件分模设计中，简单的几步就能够做到型腔和型芯的创建，在对相对复杂的零件产品进行设计时也可以利用Soildworks系统中的模具设计功能对其进行逐一完成。而Soildworks在模具中的应用体现在很多方面，例如：冲压模具、塑料模具等，本文将以Soildworks在塑料模具中的应用为例进行深入的分析。

2.1 Soildworks的塑料模具设计与制造流程

在塑料模具设计中用Soildworks软件进行设计，可以使设计更加简单，即使是在设计完毕之后再进行适当的修改或调整，也可以利用该软件的功能对其中的一个设计图纸进行修改，其他的相关设计就会自动调整，因此为设计者提供了最大的便捷，更是降低了设计者修改图纸的工作量。使用Soildworks设计塑料模具的制造流程如下：

制件三维实体设计→拔模分析→创建方案并设置收缩率→定义分型面→修补通孔→创建延展曲面→创建模坯、侧型芯→创建布局→设计浇注系统→添加模架→设计顶出系统和冷却系统→完成总装配→生成二维工程图

2.2 应用Soildworks设计开关盒外壳塑料模具

1）应用Soildworks三维设计功能设计下图图1实体。

2）数据准备。在Soildworks中，数据准备是准备产品模型的工具。用户整个设计方案中利用数据准备功能创建原始产品模型，系统默认Z 轴为分模方向，这样数据准备就会将模型定位到开模方向上。然后复制一个原始模型的复制品，再利用复制

品进行设计。若在设计中发现制件存在缺陷需要进行整改，软件就会将修改的产品模型和原始模型进行交换，以实现不修改整体装配并最大限度降低欠为操作，除此之外型芯和型腔还会自动进行相应的更新。

3）方案控制。方案控制是模具设計的入口，也就是说所有的设计方案都从这开始。设计开关外壳模具时，需要定义方案名称、零件所用的材料、收缩率等文件的信息。复制项目具有直接对方案进行复制和行修改的功能。

4）型芯/型腔创建。在模具设计中，型芯/型腔是重要的部分，分模的质量至关重要会直接影响模具后续的加工。利用生成的分模面来分离毛坯，使用SolidWorks的型腔功能进行创建其他的镶块。利用分模功能创建的原始模坯零件可用于型芯和型腔零件，并搜索产品模型的分型面和分型线，修补型芯和型腔表面和孔，以分离所需的型芯和型腔零件。随后就需要利用数控对复杂的型芯和型腔进行编程，然后输送到加工中心进行加工。

5）浇注系统设计。浇注系统设计具有浇口和流道系统的功能。该设计的成功与否将直接影戏着制品的性能、外观等。在开关外壳模具中，需要对制品的方向进行点浇口，在侧面浇注。

6）模架设计。模架设计功能能够设计出流行各种模架结构。不仅可以根据设计情况选择模架，还可以对参数进行调整，还能够利用3D预览来观察模架，以确定尺寸。“模架设计”为模具设计者提供了极大的便捷。

7）冷却系统设计。在模具设置中可以利用冷却系统设计各种简单或复杂的冷却回路。Soildworks可以为其提供良好的界面，利用3D草图技术对设计的冷却回路进行观察。每一个冷却回路都是独立的，为了便于加工还可以制定钻孔面和过钻部分。冷却水道都是实体建立，因此可以根据需要对通道进行指定。这样在冷却系统设计完毕后，通道可以从模块或模板中产生空腔。

3 结束语

综上所述，在模具设计中应用Soildworks可以有效的提高设计者的工作效率，在加上Soildworks所具有的强大的功能，更是为设计者提供了便捷。Soildworks软件的使用最大程度的提高了设计的准确性，促进模具设计向三维的转变，更使得模具设计领域在激烈的市场竞争中实现创新型发展。

参考文献

[1]任艳霞，丁刚.NX在模具设计及加工中的应用分析[J].湖北农机化，2019（21）：159-160.

[2]韩佳.逆向工程技术及其在模具设计制造中的应用分析[J].科技风，2019（23）：173.

作者简介

杨德忠（1972-），男，汉，四川，机电工程师，大专，煤矿机械设计与制造，四川广旺能源发展（集团）有限责任公司机械制造分公司。