Solid3000软件在计算机辅助设计、制造中的应用

一、引言

    随着科技的发展和CAD技术的应用，国内企业已普遍采用二维CAD设计软件，但是由于二维CAD软件有如下不可避免的缺点：复杂的投影线生成问题；漏标尺寸，漏画图线的问题；机构的几何关系和运动关系的分析讨论问题；设计的更新与修改问题；设计工程管理问题等，采用三维CAD软件已成为发展趋势，目前国内越来越多的中小型企业开始尝试采用三维CAD软件，下面以国内自主开发的三维CAD软件---Solid3000为例，介绍其CAD/CAM的实现过程。

二、Solid3000软件的设计、制造功能简介

    Solid3000是由北京新洲协同软件技术有限公司自主开发的国产三维CAD软件，是国内市场上唯一全面实现本地化、标准化的三维设计软件，是国家制造业信息化培训中心指定的三维CAD认证培训软件。

Solid3000主要具有以下功能特点：

    1、软件采用Windows操作风格、全中文环境 ，操作符合国内工程师的使用习惯，软件易学易用。

    2、软件具有丰富的CAD设计模块，包括：零件设计、装配设计、工程图设计、曲线曲面设计、钣金设计、工程图设计、BOM表、普通渲染、高级渲染、动画等，其中在标准件库中，软件提供了完善的国标、军标、航空标、航天标等标准件库，在产品设计中可以方便的调用，在工程图中，软件提供了符合国标的各种视图、工程标注方法，可以方便的生成和三维全局关联的、完全符合国标的二维工程图纸，通过软件提供的BOM表功能，可以准确、快速统计产品的总装材料清单。

    3、软件提供丰富的数据接口，具有良好的开放性，可以和各种主流的CAD、CAE、CAM、PDM、CAPP等软件进行数据交换或传输。

    4、软件采用国际主流的CAM技术，提供各种铣削、车削、线切割、电腐蚀、高级曲面加工等数控编程方式，可以满足复杂产品的CAD/CAM需要。

三、设计制造实例

下面以燃烧装置中的喷嘴零件为例，来说明该零件的设计、加工过程。

图1为喷嘴零件的三维模型，该零件的设计关键是喷嘴油路通道的设计，根据燃油流量等设计参数，该通道一端截面形状为长方形，另一端截面形状为圆形，中间部分根据计算结果进行光滑过渡，该部分的结构在二维软件中很难精确表达，同时采用传统的零件加工方法不易满足设计需要，通过Solid3000软件，可以方便的完成该零件的设计、加工编程。

    Solid3000软件提供了放样功能，可以方便的完成两个或多个截面轮廓通过光滑过渡方式生成的复杂零件特征，根据产品设计需要可以在放样过程中设定顶点指导线、中心线指导线控制，或者设定边界约束条件，如：指定顶点切矢、指定过渡表面、指定公共法向等方式来完成高级放样，图2为通过高级放样完成喷嘴油路通道的特征操作。

图2

    当零件设计完成后，可以通过Solid3000的各种加工模块，来完成该零件的加工编程操作，Solid3000采用国际主流的CAM技术，包括2.5-5轴铣切加工、2-4轴车削加工、高级曲面加工、刀具库、刀具路径仿真、后处理编译系统、通讯程序等模块，在曲面加工中，软件提供了丰富的曲面加工手段，如：平行行切、投影加工、等粗糙度加工、残料精加工、清根精加工等加工方式，可以大大缩短编程计算时间，提高曲面加工质量，下面完成喷嘴零件中曲面的加工。

    选择喷嘴的曲面部分，进行曲面加工，粗加工方式采用"Z向环切"，精加工方式采用"等粗糙度加工"，选择合适的加工刀具、设置各种加工参数，见图3，确定后即可完成该曲面的加工。

编程后生成的粗加工、精加工刀具路径如图4：

图4

    通过软件提供的仿真模块，可以模拟数控加工的过程，当确认编程无误后，即可生成NC代码，通过数控机床完成该零件的加工。

四、结论

    本文以Solid3000软件为例，介绍了喷嘴零件的计算机辅助设计、制造过程，采用三维CAD软件，不仅可以方便完成产品设计中复杂曲面的设计、表达，而且可以高效、准确的完成曲面的数控加工编程，从而提高企业产品的数字化设计、制造水平。