基于SolidWorks零件可制造性分析-DFMXpress

2013-05-22  by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

作者: 凱思軟件 黃曉 來源: 凱思軟件
關(guān)鍵字: DFM SolidWorks 零件可制造性分析 
通過SolidWorks2008里面的DFM分析工具,可以制定我們加工的規(guī)則,可以通過分析了解到零件在加工過程中會(huì)存在的問題,從而幫助我們?cè)O(shè)計(jì)更好的產(chǎn)品,以促進(jìn)工程師更專注于他們的設(shè)計(jì)工作,而不是CAD軟件。

    1、前言
   
    DFM(Design for Manufacture)是一種基于核準(zhǔn) SolidWorks 零件可制造性的分析工具,幫助我們解決在早期設(shè)計(jì)過程中,難以加工、加工成本較高或無法加工的區(qū)域的問題;幫助缺乏經(jīng)驗(yàn)的工程師和設(shè)計(jì)師提高分析零件可制造性的效率;幫助有經(jīng)驗(yàn)的工程師和設(shè)計(jì)師更加完善檢查制造的可行性,從而節(jié)省時(shí)間和金錢。
   
    絕大多數(shù)的項(xiàng)目花費(fèi)可以在設(shè)計(jì)流程的最前端來決定。DFM允許工程師和設(shè)計(jì)師檢查他們的設(shè)計(jì)是否適合銑削加工,例如槽中的內(nèi)部邊角,深槽,或者非標(biāo)準(zhǔn)孔徑。

    2、核準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)規(guī)則
   
    我們可以通過下面設(shè)計(jì)規(guī)則核準(zhǔn)零件
   
    ·孔深度/直徑比率(Hole Depth/Diameter Ratio):
   
    檢查太深或者直徑太小、無法從中有效清理碎片的孔。

    孔深度/直徑比率大于 2.75的孔較難加工,不推薦進(jìn)行批量生產(chǎn)。如果是盲孔,孔越深,清理碎屑越困難。如下圖:2/0.25=8 , 2/0.75=2.7

    ·平底孔(Holes with Flat Bottom):
   
    確保盲孔成錐底形狀而非平底形狀,以加速鉆孔和鉸孔。平底孔在進(jìn)行鉸孔等操作時(shí)可引起問題。使用標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)鉆孔生成錐底孔。底部角度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)鉆頭的角度。

    ·孔入口/出口曲面(Hole Entry/Exit Surface):
   
    鉆孔的入口和出口曲面應(yīng)與孔軸垂直。
   
    當(dāng)鉆尖所接觸的曲面不與鉆孔軸垂直時(shí),鉆尖會(huì)走位。出口孔周圍的出口毛邊將不均勻,這將使毛邊難于清除。

    ·孔與型腔相交(Hole Intersects Cavity):
   
    檢查與型腔相交的鉆孔,鉆孔不應(yīng)與型腔相交。如果不可避免,鉆孔軸應(yīng)位于型腔之外。

    ·符合標(biāo)準(zhǔn)鉆孔大小(Conform to standard drill sizes):
   
    確保孔大小符合標(biāo)準(zhǔn)鉆孔大小。不常見的孔大小會(huì)增加制造成本。
   

    ·部分孔規(guī)則 (Partial Hole Rule):
   
    確保穿過零件邊界的孔不超過材料中指定的百分比。
   
    在孔開在零件的界限之外時(shí),至少 75% 的孔區(qū)域應(yīng)在材料中。勿使孔軸與零件邊緣斜交,否則鉆頭會(huì)走位。

    ·深容套/槽縫(Deep Pocket/Slot):
   
    既深又狹窄的槽縫很難加工。加工既深又狹窄的槽縫時(shí)需使用的細(xì)長(zhǎng)端銑刀容易振動(dòng),因此很難達(dá)到嚴(yán)格的公差要求。
   
    *建議:避免具有長(zhǎng)半徑的長(zhǎng)邊角。
   
    妥善設(shè)計(jì)碾磨區(qū)域,使端銑刀的長(zhǎng)度到直徑的比例不超過 3:1。
   

    ·無法訪問的特征(Inaccessible Features Rules):
   
    檢查可能需要特殊切割工具或切割步驟的無法訪問的特征。

    特征應(yīng)該易于接近,以便以所需方向進(jìn)行加工。
   
    無法接近的特征要求特殊的加工工具或加工技巧。

    ·碾磨尖內(nèi)角(Mill Sharp Internal Corners):
   
    確保角不會(huì)由于過尖而無法對(duì)其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)碾磨操作。
   

    尖內(nèi)角無法通過傳統(tǒng)碾磨工藝加工,需要采用如 EDM之類的非傳統(tǒng)加工工藝。
   
    *建議:在設(shè)計(jì)一個(gè)三邊線內(nèi)角時(shí),內(nèi)側(cè)邊線中的一條必須具有端銑刀的半徑。推薦使用較大的邊角半徑,以便容納較大的碾刀。使用裝配人員推薦的半徑以便確保容易獲取和維護(hù)工具。
   
    如果不能避免尖角,可鉆一個(gè)單獨(dú)空隙孔以便于安裝凸出的 90 度角。由于鉆頭不能承受大的側(cè)向載荷,故需先鉆孔。 

    ·外邊線上的圓角(Fillets on Outside Edges):
   
    對(duì)于外部邊角,倒角優(yōu)先于圓角。
   
    外部圓角需要使用鏟齒銑刀及精密設(shè)置,兩者均很昂貴。即便是使用滾珠端銑刀,將圓角融合到已有曲面的制造費(fèi)用也很昂貴。獲得外觀良好得融合效果代價(jià)很昂貴。
   

    ·鏜孔空隙-針對(duì)車削零件(Bore Relief for Turned Parts):
   
    檢查盲鏜孔在其端處有空隙
   

    ·最小邊角半徑-針對(duì)車削零件(Minimum corner radius):
   
    檢查邊角可容納頂端半徑較大的工具。
   
    避免尖內(nèi)角。提供一個(gè)足夠大的內(nèi)部半徑來容納頂端半徑較大的工具,這樣工具較不容易折斷。垂直于非加工(如鑄造)曲面的折轉(zhuǎn)曲面可能引起毛邊。
    

    ·線性與角度公差規(guī)則(Linear and Angular Tolerance Rule):
   
    檢查可能無法容納標(biāo)準(zhǔn)加工參數(shù)和工具的過緊公差
   
    公差不應(yīng)過緊。過緊公差可能需要超出現(xiàn)有工具的自然加工能力范圍的特殊加工參數(shù)。
   

    3、DFMXpress工作流程
   
    啟動(dòng)DFMXpress如圖:
   

    根據(jù)零件,設(shè)定檢查規(guī)則,并按照規(guī)則運(yùn)行DFM分析。
    

    核查通過和失敗的規(guī)則:

    4、結(jié)論
   
    由上描述我們可以了解到DFM作用就是改進(jìn)產(chǎn)品的制造工藝性。而設(shè)計(jì)與制造是產(chǎn)品生命周期中最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié),就是在開始設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮產(chǎn)品的可制造性和可裝配性等因素。其關(guān)鍵是設(shè)計(jì)信息的工藝性分析、制造合理性評(píng)價(jià)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議。通過SolidWorks2008里面的DFM分析工具,可以制定我們加工的規(guī)則,可以通過分析了解到零件在加工過程中會(huì)存在的問題,從而幫助我們?cè)O(shè)計(jì)更好的產(chǎn)品,以促進(jìn)工程師更專注于他們的設(shè)計(jì)工作,而不是CAD軟件。

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