SolidWorks 钣金零件设计

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阶梯教室:SolidWorks 钣金零件设计
简介：本教程内容摘自并整理自《SolidWorks 钣金和焊接实战精解》一书（邢启恩主编，有改动），该书
通过丰富的设计案例，向读者介绍了利用SolidWorks进行钣金零件及焊接零件设计的方法、步骤和技巧，包括
钣金零件、焊接零件、多实体钣金、钣金零件关联设计等相关知识。本书配套的DVD光盘中，提供了精彩的视
频教程。针对书中相关的案例，作者录制了讲解的视频教程，以便于读者更好地了解和掌握建模技巧。
本教程的内容重点向读者介绍钣金零件的设计方法和应用思路，利用典型案例介绍总结了钣金零件几种设
计思路的具体步骤，主要包括如下内容：
1 SolidWorks 钣金零件设计工具和相关概念
2 钣金零件设计方法综述
3 利用钣金工具建立钣金零件
4 实体和钣金零件混合建模方法
5 多实体钣金零件设计
6 钣金零件工程图
限于篇幅，本教程不能涵盖钣金零件设计中所有的知识点和内容，请读者《SolidWorks 钣金和焊接实战精
解》一书。
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1 SolidWorks 钣金零件设计工具及概念
1.1 钣金零件的特点
钣金零件是以金属板为原料，通过折、弯、冲、压等工艺实现的一类零件，其最大的特点是零件的壁厚均匀。
钣金零件一般可分为三类：
平板类：指一般的平面冲裁件
弯曲类：由弯曲或弯曲加简单成形构成的零件。
成形类：由拉伸等成形方法加工而成的规则曲面类或自由曲面类零件，对于此类钣金零件的展开，SolidWorks
需要借助有关插件来完成。
如图1-1所示，这些零件都是由平板毛坯经冲切、折弯或冲压等方式而加工出来的，它们与一般机加工方式
加工出来的零件存在着很大差别。
图1-1 钣金零件示例
1.2 钣金工具
SolidWorks 提供了很多钣金零件中特有的钣金特征工具，包括基体法兰、边线法兰等，利用这些工具，用
户可以很方便地完成钣金零件设计，得到钣金零件的应用状态和展开状态。
SolidWorks 提供了建立钣金零件的特有工具，这些工具位于【插入】|【钣金】菜单和【钣金】工具栏中，
如图1-2所示。
图1-2 钣金工具·2· 更多SolidWorks资料，请访问三维空间 http://www.mcadtools.net
1.3 钣金零件的设计树
钣金零件和普通SolidWorks 零件的不同之处就是钣金零件内部具有钣金零件的标识，具有钣金零件的特性，
如图1-3所示的Feature Manager设计树中包括“钣金1”、“平板型式”等钣金的独有特征。
图1-3钣金零件的设计树
 “切割清单”：切割清单文件夹类似于普通零件的“实体”文件夹。由于SolidWorks 钣金零件中支持多
实体钣金，以实现多个钣金部分之间焊接工艺的特点，因此切割清单也可用于工程图中的焊件清单表。
 “钣金”：钣金特征中包含了默认的折弯参数，如折弯半径、折弯系数、折弯扣除或释放槽类型，如图
1-4所示。
图1-4 钣金默认参数
 “平板型式” 特征：平板型式特征表示了钣金零件在展开状态下的形状。建立基体法兰以后，该特征
默认为压缩状态，后续建立的特征也处于此特征的前面。单击【钣金】工具栏中的【展开】按钮 切
换“平板型式”的压缩状态，如图 1-5 所示，在展开状态下，“平板型式”特征中显示了钣金零件的折
弯线草图、边界框以及所有展开的折弯。更多SolidWorks资料，请访问三维空间 http://www.mcadtools.net ·3·
图1-5 钣金展开状态
1.4 钣金零件中的相关概念
1 钣金零件厚度
钣金零件是一种壁厚均匀的薄壁零件，对于同一个钣金实体而言壁厚是相同的。使用钣金工具建立特征时，
如使用开环草图建立基体法兰，钣金零件的厚度相当于壁厚；如使用闭环草图建立基体法兰，则钣金零件的厚度
相当于于拉伸特征深度，如图1-6所示。
图1-6 钣金零件厚度·4· 更多SolidWorks资料，请访问三维空间 http://www.mcadtools.net
2 折弯半径
板件折弯时，为了避免外表面产生裂纹，需要制定钣金折弯时的折弯半径，折弯半径是指折弯内角的半径，
如图1-7所示，SolidWorks 中钣金实体的默认折弯半径在建立基体法兰时，或者通过编辑“钣金”特征来指定。
图1-7 默认折弯半径
3 折弯系数
折弯系数是用于计算钣金展开的折弯算法，SolidWorks中支持常用的“K-因子”、“折弯扣除”、“折弯系数表”
和“折弯补偿”等方法。如图1-8所示，在“钣金”特征中定义默认的折弯系数。
图1-8 默认折弯系数更多SolidWorks资料，请访问三维空间 http://www.mcadtools.net ·5·
4、钣金规格表
SolidWorks 提供了钣金规格表，即将常用的钣金规格利用EXCEL表格保存下来，建立钣金零件时，用户可
以直接从规格表中读取已经定义好的钣金参数。这些参数包括：
 钣金厚度
 可用的折弯半径
 K-因子
SolidWorks 提供了钣金规格表的样本，默认保存在“\SolidWorks\lang\chinese-simplified\Sheet Metal Gauge
Tables”文件夹中，用户可以参考“sample table - aluminum - metric units.xls”文件建立自定义的钣金规格表，如
图1-9所示。
图1-9 钣金规格表样例
5 释放槽
为了保证钣金折弯的规整，避免撕裂、避免出现折弯时的干涉冲突，必要的情况下应该在展开图中专门对折
弯两侧的部分建立一个切口，这种切口称为“释放槽”。
在建立法兰的过程中，SolidWorks可以根据折弯相对于现有钣金的位置自动给定释放槽，称为“自动切释放
槽”。钣金零件中默认的释放槽类型可以在建立第一个基体法兰特征时给定，包括三种形式：矩圆形、矩形、撕
裂型，如图1-10所示。
除自动建立释放槽以外，用户可以通过拉伸切除特征，人工建立释放槽；也可以利用“边角剪裁”工具建立
释放槽。·6· 更多SolidWorks资料，请访问三维空间 http://www.mcadtools.net
图1-10 自动切释放槽类型
6 钣金成型工具
SolidWorks 提供了许多可以形成钣金零件常用形状如伸展、折弯等形状的工具，这些工具可以认为是作为
冲裁、伸展或成形钣金的冲模。应用成型工具可以很方便地在钣金零件中生成一些特定的冲压形状，如百叶窗、
凸缘或加强筋，如图1-11所示。成型工具只能应用到钣金零件中，并且只能通过设计库使用。
图1-11 钣金成型工具及应用更多SolidWorks资料，请访问三维空间 http://www.mcadtools.net ·7·
2 SolidWorks 钣金零件设计方法
2.1 直接使用钣金特征
用户在设计钣金零件时，直接使用各种钣金工具（例如【基体法兰】、【边线法兰】等工具）。如图2-1所示，
此模型可以直接基体法兰、边线法兰等工具完成建模，完成的钣金零件可以顺利展开。
图2-1直接利用钣金特征设计
利用钣金特征设计钣金零件时，可以使用“基体法兰”特征或“放样折弯”特征建立第一个钣金特征。
1 利用开环草图建立基体法兰
利用开环草图建立基体法兰时，用户可以定义钣金的厚度、默认折弯半径、默认折弯系数和默认释放槽类型。
绘制图 2-2所示草图，单击【基体法兰/薄片】按钮 基体法兰特征，给定特征的拉伸长度为 20mm、钣金厚度
为 1.5mm、默认折弯钣金为 0.5mm，钣金厚度的方向可以通过【钣金参数】选项组中的【反向】复选框来进行
改变。
图2-2 从开环草图建立基体法兰
基体法兰特征建立后，用户可以利用其他钣金工具来完成钣金零件设计，如图2-3所示，这里分别使用斜接·8· 更多SolidWorks资料，请访问三维空间 http://www.mcadtools.net
法兰、薄片特征、拉伸切除及阵列、断开边角等特征完成零件设计，最后完成钣金零件的展开。