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SolidWorks钣金展开基础
    本章主要介绍使用SolidWorks进行饭金展开放样的基声出知识.首先简要
介绍了传统饭金展开放样的方法,然后详细介绍了使用SolidWorks进行钣金展开放样的一
般流程,其中重点是在钣金展开放样时展开系数的选取和修正以及钣金工程图、钣金图样
的创建和输出.
SolidWorks钣金展开概述
   
钣金件一般是指利用金属的可塑性,针对具有一定厚度的金属薄板通过剪切、冲压成
形、折弯等工艺,制造出单个零件,然后通过焊接、铆接等组装成完整的钣金件。其特点
是同一零件的厚度均一致。由于钣金件具有重量轻、强度高、导电、成本低、大规模量产
性能好等特点,目前在石油化工、冶金、电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得
到了广泛应用,例如在电脑机箱、手机、MP3等日用产品中,钣金是必不可少的加工工艺.
随着钣金的应用越来越广泛,钣金件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环。机械工
程师必须熟练掌握钣金件的设计技巧,使得设计的钣金既能满足产品的功能和外观等要求,
又能满足生产加工方便、成本经济等要求。
    在钣金件的设计过程中,除了需要用工程图表达零件的形状尺寸之外,还需要钣金的
展开图来表示钣金件在生产加工之前的板料轮廓形状尺寸,用于指导钣金件生产时的下料、
排样和生产。这种根据零件的立体形状要求,再板料上绘制展平形态轮廓的过程就是钣金
件的展开放样。掌握正确有效的钣金件展开放样的方法,既能保证钣金件的精度,又能提
高加工效率,节省成本。
1.1.1传统钣金展开方法
    传统的钣金展开方法是采用画法几何和解析几何原理,将立体的钣金件展平到一个平
面上并创建展开图样。构成钣金的表面形状可以分为两大类,理论可展表面和不可展表面。
可展表面是指平面,柱面和锥面或者是由这些曲面分割而成的表面;不可展表面指的是球
面、环面以及其他异形曲面。可展曲面在理论上可以精确地展开,立体投影图与展开图中
的对应素线长度相等,展开前后的零件表面积也相等:不可展曲面理论上不能在平面上展
开,只能将展开对象近似划分为多个可展曲面片,然后再展开。传统的钣金展开放样方法
有模板计算法、投影图解法以及软件辅助法等。
1.投影图解法
    投影图解法是利用画法几何和手工作图完成钣金件的展开,具体方法有平行线法、放
射线法以及三角线法。其中平行线法一般用于柱面的展开,放射线法用于锥面的展开,三
角线法用于不可展曲面的近似展开。
    图1.1.1就是使用平行线法展开斜截正圆柱面的作图过程。其作图思路是将圆柱表面分
成若干等分(点a-e),并确定等分处各素线的长度(al-e5),将柱面底面圆周展开为直线,
在直线的各等分点处画出素线的实际长度,最后用曲线连接各素线的端点(A-E)即可.
SolidWorks平行线
2模板计算法
    模板计算法是利用解析几何的原理计算钣金件的展开,具体方法有实长计算法、坐标
计算法等。实长计算法是在展开时利用解析几何计算线段(素线)的长度,然后利用长度
数据绘制展开图。该方法以较准确的数据替换了投影作图法中以图线作为长度参考的方法,
得到的结果更加精确,但是最后展开图样的轮廓仍然需要作图完成,即最终描线得到的轮
廓仍有较大误差.坐标计算法与实长计算法的原理基本类似,使用坐标计算法在计算时,
直接计算展开轮廓中各参考点相对于某坐标系的坐标值,然后在该坐标系中绘制钣金展开
轮廓。
3.展开软件辅助法
    展开软件辅助法是基于模板计算法的原理,利用软件自动生成展开图样,得到的图样
是DXF/DWG格式,可以直接导入到AutoCAD中进行编辑和修改。但得到的图样是在理想
状态下生成的,并未考虑实际生产中板厚的因素,所以得不到完整的三维模型。

1.1.2使用SolidWorks进行钣金展开放样
    传统的钣金展开放样计算方法都是基于理论上零厚度的理想曲面,而实际中的钣金件
都具有一定厚度。当钣金件厚度较小且精度要求不高时,钣金件的厚度因素可以忽略,一
旦钣金件的设计要求一定的精度,在钣金展开的计算中必须考虑到板厚的因素。因此,传
统钣金展开方法只适用于精度要求不高的手工下料生产。
    近年来,随着数控冲床、激光、等离子、水射流切割机以及数控折弯机的广泛普及和
应用,钣金件的生产和加工效率大大提高,同时对钣金件的设计和展开放样提供了更新更
高的要求,其中使用三维CAD/CAM技术进行钣金件设计已成为主流。使用三维CAD软件
进行钣金件的展开放样的思路是直接在三维环境下进行钣金件或钣金装配体的设计与建
模,然后在软件中自动将钣金件展开,并能直接生成钣金件的三视图以及展开图,相应的
数据能直接导入到各种先进加工设备中,为生产加工提供数据参考。
    目前流行的三维CAD软件中,SolidWorks, CATIA, UG, CREO, SolidEdge等软件都
有钣金件设计模块,其中法国达索公司的SolidWorks软件以其界面友好、易学易用、操作
简单方便等特点,赢得了广大钣金件设计人员的喜爱。使用SolidWorks进行钣金展开放样
有如下特点。
    .三维建模直观、方便,大多数钣金件及钣金装配体均可用SolidWorks进行建模,
        所得的三维模型可以完善整个产品的电子样机。
    .建模方法丰富,软件中的特征建模法,在展开状态下设计法,实体/曲面转化法,
        放样折弯等方法可以轻松创建各种钣金模型。
    .在3D状态下进行钣金设计,非常直观,钣金件各部分结构一目了然,修改方便,
     并能迅速导出二维图并进行自动标注。
    .展开方便,系统自动展开三维模型并能导出平面展开图。
    .三维模型与图样数据完全关联,如果在三维模型中修改钣金件的尺寸,其三视图
      以及展开图会自动更新。

 


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