应用SolidWorks进行焊接结构设计

一、引言

    焊接件在工业设备领域的应用范围十分广泛，如大型机床、重型车辆的主体结构，船舶和自动化生产线的珩架结构等。这类产品在结构设计上有其自身的特殊设计理念，由于焊接结构是介于零件和装配体之间的一种结构形式，而如何运用3D软件解决焊接结构的设计方式，每个3D软件厂商均结合自身软件的技术特点推出相应的解决方案。

    在生产制造现场，焊接件是多个零件焊接在一起而组成的，尽管焊接件是一个装配体，在很多情况下它在材料明细表中常作为单独的零件来处理。但在使用3D软件的设计过程中，还要考虑到整体结构的参数化关联设计，如某些尺寸发生改变，其与之相关的结构尺寸也要做相应的调整。大多数3D产品通常把焊接件当作一个装配体来处理，每一个子焊件先以零件方式建模，而后进行装配，这样的设计流程会使我们的工作项目文件夹中产生大量的琐碎零件，如一块筋板，一段型材，这不但延长了开发周期，还增加了管理难度，更不用说做到相互尺寸关联，整体参数化调整。

二、焊接特征

    吸取其他产品的优势并结合自身的功能，为设计焊件的用户提供了焊接零件独特的设计方式：即在支持多实体建模的基础上，在设计焊件过程中，将整个焊件作为一个零件设计形式处理，每一个子焊件作为一个单独实体构建，这样既减少了装配这个环节，又可以做到参数化关联。另外，添加了专门的焊件特征，可以由多实体零件状态自动转到焊接设计环境，其焊接功能可以完成如下任务：建立结构件，角支撑，顶端盖和角焊缝；利用特殊的工具对结构件（型材）进行自动裁剪和延伸；管理切割清单，自动调整相同子焊件，并在工程图中生成焊件的材料明细表；单独为需要出图的子焊件实体保存成单一零件。

    提供了一个“焊件”工具栏，如图1所示，用户也可以在“插入”下拉菜单中找到，这里包含了焊件设计过程中的所有特征。在设计过程中通常采用两种方法：一种是先在普通的多实体零件环境下建模，待完成后转入焊接状态；另一种方法是创建一个零件，直接点击“添加焊件特征”进入焊件环境，这里我们主要介绍后一种方法的应用。在零件添加焊接特征后，可以完成如下操作。

    图1 “焊件”工具栏

    1.建立配置

    当点击焊件按钮后，为零件当前的配置添加一个“（按加工）”的说明，并在当前的配置中添加一个同名的派生配置，其说明为“（按焊接）”，一旦零件被表示为焊件后，其他顶层配置均会自动建立一个相关的“（按焊接）”派生配置。这样的处理方式完全符合实际生产中的焊接工艺过程，因为大多数焊件在焊接后还要在此基础上进行后期切削加工，如配打做孔、铣削等工艺，这样就可以用不同的配置来描述加工前和加工后的两种工艺阶段。