Solid Edge在电子设备机架结构设计中的应用

作者：上海铁路通信工厂 祝仁德

欢迎访问e展厅 展厅 1 CAD/CAM软件展厅 CAD软件, CAD/CAM, CAM, 钣金CAD/CAM, CAI, ... Solid Edge是UGS公司的一款功能强大的三维计算机辅助设计软件，是为制造企业提供的基于管理的设计工具。通过帮助企业缩短产品开发和上市周期、提高产品品质、降低费用，增强企业竞争优势。 Solid Edge软件的操作方式极为简单有效，消除了三维CAD软件建模复杂、难以上手、学习时间长等缺点。Solid Edge软件具有强大的装配功能，它能支持“自顶而下”和“自底向上”两种装配设计，可快速建立大型的装配体。他的“装配结构管理”，可以对同一装配体生成不同的配置，以便于对产品进行更好的评估。尤为重要的是，Solid Edge的“装配检测”和“干涉分析”，可以及时发现装配过程中的存在问题，在图纸阶段就可以实施改进和优化，相较于纯二维设计来说，这是一个很大的突破，节约了设计人员大量的时间和精力，也降低了产品试制成本。另外，Solid Edge软件的装配还支持协同的工作方式，使各零部件及装配体的设计能同步并行与共享。同时，Solid Edge的零件设计也是技高一筹，简单的建模方式，强大的“特征管理器”，以及高效的“钣金设计”，都有助于开阔设计人员的思路，提高工作效率。 结合本人自己的工作领域，就Solid Edge在电子设备机架结构设计中的具体应用情况，举例作一个系统介绍。 首先，在Solid Edge中构建多个模型，通过比较，确定系统方案。 随着电子产品的快速发展，与之相对应的电子设备机架的要求也越来越高，主要表现在防护等级和电磁兼容方面。同时，要求机架具有很好的强度、刚性、美观性、便于装配以及良好的工艺性等。我们在接到项目任务书以后，根据客户需求，结合国内外加工工艺和材料的发展，以及工厂实际生产情况，确定系统方案。如果客户没有特殊要求，我们通常采用铝合金框架结构形式。 其次，根据设备的配置和现场安装情况，进行整机外形设计。 明确系统方案以后，就可以在Solid Edge软件中进行外形设计和模拟。首先从工厂的通用件图库中选择合适的立柱。所选立柱截面要能够满足角块的连接，支撑的连接，门锁的安装等， 基于这些方面，确定以下的形状，如图所示 。选定以后，把立柱按设计尺寸拉伸，接着，依次把作为框架的立柱放在相应位置，根据立柱截面和框架连接情况，在Solid Edge中构建“角块”轮廓。角块除了要满足基本的装配要求外，还必须满足强度要求，定位要求。利用镜像功能生成对称部分，形成一个完整的框架结构。 考虑到设备内部配置的承重，框架的可靠性以及设备的布线等问题，直接在框架内增加“支撑”建模。常规情况下，支撑为钣金件，材料为镀锌钢板。 在框架对应位置，设计前后门。门的设计主要考虑门自身的强度、刚度，设备的散热、防护等级及EMC。铰链和锁的选择也是影响门最终成型的关键因素。根据不同的需求设计不同的门。Solid Edge强大的钣金设计功能，在这里可以为我们构造出门的多种造型。尤其是一些新的尝试，新的想法，都能用软件模拟出来，而不象以往需要通过样品试制来保证设计的可行性。在用Solid Edge进行设计的时候，我们可以在满足功能的同时，增加美观性设计。最后得到的造型既能保证安装配合的准确性，也能提高设计的质量。在这里，我们利用钣金设计环境中的简单命令构造出门的雏形，依据在工厂的通用件中选定的铰链和锁，在门板上给出相应的安装位置和安装孔。 结合设备的防护等级和电磁兼容要求，我们在门板上增加加强筋和密封条的设计，增强门的强度和密封性。如果要增加设备的散热，在这里也可以利用软件自带的“百叶窗”造型，直接完成。 左右侧板、上下盖板的设计思路和前后门的设计基本一致，都是利用框架先构造雏形，然后结合产品要求，从加工工艺和美观方面进行适当的改进。 至此，该机架的整体设计基本完成，相关主要零部件也基本成型，我们可以很直观地看到机架的样子。立体造型的机架，有利于我们和客户进一步的沟通，有什么新的要求和更改也可以清楚地指出来，方便我们对产品做进一步的完善。 最后，根据已经得到认可的整机设计，我们可以进行每个零部件的详细设计，整理出一套完整的工程图纸。在这里，就不得不要提一下Solid Edge，通过属性设置以及强大的图库，总装图的明细表可以自动生成，不仅节约了大量时间，也确保了正确性，不会出现以往总装图中填写的图号名称和零部件图的图号名称不能完全对应的现象。 我们还可以充分利用Solid Edge软件的“干涉分析”来检查门在转动过程是否存在干涉现象，侧板的配合是否良好以及在不需要打开顶盖的前提下能否方便拆卸。同时，通过“隐含部分零部件”的方式查看相关配合孔是否有问题。如有，可以通过及时修改与之配合的零部件来达到设计要求。总之，通过Solid Edge强大的功能，能够很好的提高设计的效率和准确性，避免重复劳动和无效工作。 Solid Edge的“替换功能”在装配中能快速、有效地替换某些零部件。通过快速替换实现产品的多样化，通过修改关键尺寸达到产品的系列化，压缩产品的开发时间，提高产品设计的准确率，缩短产品的上市周期，为企业赢得时间和市场起到了很好的作用。 Solid Edge软件引进至今，已经经历了两年的时间。这两年时间里，我们逐步从二维设计转到三维设计，实现2D/3D的混合设计，并且取得了不错的成绩，为企业减少了很多开发成本，提高了生产力，尤其是个人的能力得到了很大的提升。 以上是本人在使用Solid Edge过程中积累的一点体会，写下来希望能够与同行们共享，并对大家有所帮助。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/20/2007)