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钣金计算机辅助展开计算方法
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钣金件的展开计算应用普遍,传统采用手工计算速度慢、误差大。采用CAD技术可以很好解决这个问题,但需要注意方法的正确性。
钣金零件在展开时,一般都有一些参数要求,例如:板材厚度、折弯角、折弯系数等。这些参数有些是钣金件本身存在的参数,比如材料和厚度,有些则是你制作这个钣金件的一些加工的条件或允许的误差条件。因为,展开实际上是钣金加工或弯曲的逆向过程,正确计算展开必须考虑折弯的条件。比如图1是在Radan软件中的一个对话框,上部分是一些材料固有的条件,而对话框的下部分则是在加工这个钣金件需要的参数设定。一般来说,材料的材质可能即使牌号相同,具体的材质可能有差异,因此加工参数需要调整和修正。

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进行钣金件的展开计算必须应用一些专业的钣金三维设计软件,或者是采用通用三维设计软件中的钣金建模方法进行零件的造型。如果采用一些广告、效果图或动画设计的软件进行钣金件的造型,则无法进行钣金件的折弯和展开计算。这是因为这些软件产生的零件模型只是零件的外形框架模型,没有材质和零件的三维基本信息。这些模型可以进行显示和观赏,但不能进行工程的计算和应用。

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现在的做法是将设计面向制造,即DFM。这是在设计中考虑制造的属性和工艺属性,通过预设加工参数,在建模时直接将加工参数赋予零件,即钣金件的设计已经考虑了制造工艺的多种因素。
这里还是用Radan 3D来说明一下,加工参数主要包含两方面:设置钣金件的材料厚度密度等基本属性,另外还可以设置折弯半径、折弯工艺槽、折边半径及间隙等折弯参数,另外还可以指定折弯系数的计算方式:中性轴、90°SetBack、固定折弯允差等三种方式。其中中性轴方式和90°SetBack方式之间相互关联,也就是说对一种材料只需设定一组参数即可,另外一组将有软件自动计算。折弯系数表设置的折弯系数将由加工参数设定下的选项调用,如图2。折弯系数表使用两种方式计算折弯系数:中性轴和90°SetBack方式。这里的折弯参数将由自己输入,可以是理论值、经验值,甚至是有特殊要求的折弯系数都可以,大大增加了实际生产的灵活性。

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展开操作相对来说非常方便,因为使用的都是预设的参数,所以对软件来说可以直接使用展开命令。如图3中可以添加需要展开的零件或单个面,指定折弯系数,修改展开名称,定义位置。此外,有些软件还可以预设输出图形的属性,比如图3的属性定义对话框。这样的好处是通过线形颜色可以区别折弯的方向,这样即使是新手也可以快速折出零件,而不需要通过3D模型的预览,节省了企业的成本。
接下来就可以看一些例子。
(1)简单的箱壳类零件。
某水槽的模型和展开图(图5),通过Radan 3D预先造型,再通过展开得到下料尺寸。对于这个应用而言,模型不仅可以用来展开,面向生产,并且可以导入3DS MAX、Maya、Rino等造型软件进行相关的室内设计。

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生产中,可以将展开图标上尺寸,然后打印出图。在车间根据这个展开图进行划线,剪切或冲切获得零件,再进行折弯。
(2)天圆地方的零件

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这是钣金零件中的经典零件,在建模时需要注意圆与方的图形要素数量要相等,具体做法是圆必须分成四份,每份通过4条直线相连,共8个图素;方在连接角必须添加圆角,则有4条直线和4条圆弧,共8个图素,实际上构成的表面应该是直纹曲面,即Ruled Surface,只有在上下图形图素数量相等并且壁厚相等的时候才能正确展开。
直纹面的特点是每条截线都是直线段,而上下的边线可以是曲线。 4/8/2013


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