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作為一種常用的結(jié)構(gòu)件，鈑金零件在通信、電子、汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)有著廣泛地應(yīng)用。其常用加工形式有彎曲、成形、沖壓等，形狀和尺寸精度互換性較好，可以滿足一般的裝配及使用要求。經(jīng)過(guò)塑性變形，金屬內(nèi)部組織得以改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高，具有重量輕、剛度好、精度高和外形光滑美觀的特點(diǎn)，與焊接、膠接等工藝配合，可使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更加方便，是制造復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的主要方法。
國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)雖然已經(jīng)引入CAD技術(shù)，但對(duì)鈑金下料計(jì)算大多仍采用等分投影法，與傳統(tǒng)手工計(jì)算方法相比，過(guò)程雖有所簡(jiǎn)化，其實(shí)質(zhì)并沒(méi)有得到根本改變，只是將圖板換成了“電子圖板”。目前業(yè)界流行的SolidWorks、Solid Edge、Pro/ENGINEER等三維CAD軟件均具有鈑金設(shè)計(jì)模塊，可以便捷地完成鈑金設(shè)計(jì)，獲取所需下料展開(kāi)圖，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。本文將以Pro/ENGINEER為平臺(tái)，通過(guò)兩個(gè)典型案例，對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程加以簡(jiǎn)介。 1、45°斜交三通管 如圖1所示，本工件由管1和管2成45°斜交焊合構(gòu)成。
（1）斜交三通管 （2）管1 （3）管2 圖1 45°斜交三通管結(jié)構(gòu)圖 其中管1下料計(jì)算步驟如下。 （1） 新建鈑金零件，設(shè)定模板為“mmns_part_sheetmetal”。 （2） 選擇下拉菜單“插入/薄板伸出項(xiàng)/旋轉(zhuǎn)”命令，在top基準(zhǔn)面上繪制草圖，設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸為Front，雙側(cè)對(duì)稱旋轉(zhuǎn)，預(yù)留加工余量為1°，確定旋轉(zhuǎn)角度為359°，設(shè)定相應(yīng)材料厚度。如圖2所示。 （3）選擇“插入/切削/旋轉(zhuǎn)”命令，設(shè)定草圖基準(zhǔn)面為Front，如圖3所示，繪制草圖，設(shè)定45°基準(zhǔn)軸線為旋轉(zhuǎn)軸，雙側(cè)對(duì)稱360°旋轉(zhuǎn)除料。 （4）選擇“插入/折彎操作/展開(kāi)”命令，選取鈑金展開(kāi)固定面為359°處預(yù)留接縫，規(guī)則展開(kāi)全部表面后，即可獲得管1的下料展開(kāi)圖。如圖4所示。 （5）同上所述，管2下料展開(kāi)圖如圖5所示。在本例中，用戶采用拉伸切削或鉆孔命令，均可達(dá)到相同的效果。
圖3 繪制草圖
圖4 管1下料展開(kāi)圖
圖5 管2下料展開(kāi)圖 2、圓錐臺(tái)－圓管90°彎頭 參見(jiàn)圖6，彎頭由斜切圓錐臺(tái)管與斜切圓柱管焊合構(gòu)成。本例中我們將采用Top-down設(shè)計(jì)方法，在裝配設(shè)計(jì)中完成兩斜切管下料計(jì)算。
（1)彎頭 （2)斜切圓錐臺(tái)管 （3)斜切圓柱管 圖6 圓錐臺(tái)－圓管彎頭結(jié)構(gòu)圖 2.1 新建設(shè)計(jì)組件 設(shè)定模板為mmns_asm_design。 2.2 斜切圓錐臺(tái)管的設(shè)計(jì) （1）選擇“元件/創(chuàng)建/零件/鈑金件”命令，創(chuàng)建第一特征，如圖7所示。 （2）選擇“鈑金件/薄壁/旋轉(zhuǎn)”命令，設(shè)定asm_front為草圖平面，asm_right為旋轉(zhuǎn)軸，雙側(cè)對(duì)稱旋轉(zhuǎn)，確定旋轉(zhuǎn)角度為359°，設(shè)定相應(yīng)材料厚度。 （3）插入草繪基準(zhǔn)曲線，選取asm_front為草繪平面，繪制45°分割線如圖8所示。 （4）選擇“插入特征/鈑金件/切割/實(shí)體”命令，使用前述45°分割線切除圓錐臺(tái)管多余部分。 2.3 斜切圓柱管的設(shè)計(jì) （1）創(chuàng)建新鈑金零件，定義asm_def_csys坐標(biāo)系為缺省定位基準(zhǔn)。 （2）選擇“鈑金件/薄壁/拉伸”命令，單側(cè)拉伸，以偏距asm_right基準(zhǔn)面方式，設(shè)定右側(cè)圓柱管端面為臨時(shí)草圖平面，以斜切圓錐臺(tái)管外側(cè)橢圓正投影為草圖進(jìn)行拉伸，如圖9、圖10所示。
圖8 繪制分割線
圖9 設(shè)定臨時(shí)草圖平面
圖10 拉伸草圖 （3）選擇“插入特征/鈑金件/切割/實(shí)體”命令，使用45°分割線切除圓柱管多余部分。 2.4 下料展開(kāi)設(shè)計(jì) 在進(jìn)程中分別打開(kāi)相應(yīng)零件，選擇“插入/折彎操作/展開(kāi)”命令，選取鈑金展開(kāi)固定面為預(yù)留接縫處，規(guī)則展開(kāi)全部表面后，即可獲得所需下料展開(kāi)圖。參見(jiàn)圖11、圖12。
圖12 斜切圓柱管下料展開(kāi)圖 3、結(jié)束語(yǔ) （1）在鈑金設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況修正Pro/ENGINEER提供的缺省折彎表，其中Y系數(shù)＝（π/2）×K系數(shù)，以獲得正確結(jié)果。 （2）預(yù)留加工余量（ <360°）應(yīng)根據(jù)零件實(shí)際尺寸加以確定。 （3）基于Pro/ENGINEER的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)理念，推薦采用Top-down方法在裝配組件中完成各鈑金件配合設(shè)計(jì)，從而使工程技術(shù)人員擺脫二維平面的局限性和繁瑣的設(shè)計(jì)工作，提高設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度和設(shè)計(jì)質(zhì)量。 |
