作为一种常用的结构件，钣金零件在通信、电子、汽车、农业机械等行业有着广泛地应用。其常用加工形式有弯曲、成形、冲压等，形状和尺寸精度互换性较好，可以满足一般的装配及使用要求。经过塑性变形，金属内部组织得以改善，机械强度有所提高，具有重量轻、刚度好、精度高和外形光滑美观的特点，与焊接、胶接等工艺配合，可使零件结构更趋合理，加工更加方便，是制造复杂形状结构件的主要方法。 国内多数企业虽然已经引入CAD技术，但对钣金下料计算大多仍采用等分投影法，与传统手工计算方法相比，过程虽有所简化，其实质并没有得到根本改变，只是将图板换成了“电子图板”。目前业界流行的SolidWorks、Solid Edge、Pro/ENGINEER等三维CAD软件均具有钣金设计模块，可以便捷地完成钣金设计，获取所需下料展开图，提高设计质量和效率。本文将以Pro/ENGINEER为平台，通过两个典型案例，对其设计过程加以简介。( D& U- P# N6 f6 h) L% }. {
1 45°斜交三通管
* n) E& u; [1 ]( H如图1所示，本工件由管1和管2成45°斜交焊合构成。
' @, R- _8 g! F& @1 B（1）斜交三通管 （2）管1 （3）管2 图1 45°斜交三通管结构图
; L- J; g- m% E% t其中管1下料计算步骤如下。) g# i, W& G* A8 j K+ S9 Z
（1） 新建钣金零件，设定模板为“mmns_part_sheetmetal”。
" X$ f" i! k0 D. j) e( f( G5 M （2） 选择下拉菜单“插入/薄板伸出项/旋转”命令，在top基准面上绘制草图，设定旋转轴为Front，双侧对称旋转，预留加工余量为1°，确定旋转角度为359°，设定相应材料厚度。如图2所示。# [4 R1 c/ E0 X9 s$ ?. d1 p$ O
（3）选择“插入/切削/旋转”命令，设定草图基准面为Front，如图3所示，绘制草图，设定45°基准轴线为旋转轴，双侧对称360°旋转除料。 Q3 C& X$ H { ^, d) l$ @6 ?7 Q
（4）选择“插入/折弯操作/展开”命令，选取钣金展开固定面为359°处预留接缝，规则展开全部表面后，即可获得管1的下料展开图。如图4所示。/ t% ~+ d8 t+ y; h. T) b1 x! Z5 x
（5）同上所述，管2下料展开图如图5所示。在本例中，用户采用拉伸切削或钻孔命令，均可达到相同的效果。$ S4 ~! G2 W& y/ a/ N3 w
" `/ k4 h: j8 j- L% X# r图2 设置草图 图3 绘制草图 图4 管1下料展开图 图5 管2下料展开图
* }1 e. v) L% X2 w; x, S% r2 圆锥台－圆管90°弯头 / \8 B* `- ]( S& Y N) A! `
参见图6，弯头由斜切圆锥台管与斜切圆柱管焊合构成。本例中我们将采用Top-down设计方法，在装配设计中完成两斜切管下料计算。
& C5 E0 F7 @2 Z6 U1 ?6 t' F（1)弯头 （2)斜切圆锥台管 （3)斜切圆柱管6 ^* U6 u1 `) n8 D& E5 b( p
图6 圆锥台－圆管弯头结构图
, M- `# S, u7 S2.1 新建设计组件- Z! k2 p$ J: W2 q. j I
设定模板为mmns_asm_design。4 z: N# d0 n \1 p {9 c0 s
2.2 斜切圆锥台管的设计" f3 D& G/ l1 N) U( A
（1）选择“元件/创建/零件/钣金件”命令，创建第一特征，如图7所示。
5 n+ i! G% ~8 y$ \1 \ P s8 p （2）选择“钣金件/薄壁/旋转”命令，设定asm_front为草图平面，asm_right为旋转轴，双侧对称旋转，确定旋转角度为359°，设定相应材料厚度。
9 z7 C. E& l* }1 `. k# _) E8 y0 q （3）插入草绘基准曲线，选取asm_front为草绘平面，绘制45°分割线如图8所示。, t1 `+ \5 L% T5 D. F# H. @
（4）选择“插入特征/钣金件/切割/实体”命令，使用前述45°分割线切除圆锥台管多余部分。3 \% e" Y3 @5 e9 L; @4 ]
2.3 斜切圆柱管的设计/ a1 R/ c+ v% Z
（1）创建新钣金零件，定义asm_def_csys坐标系为缺省定位基准。
1 ]/ z/ I, C% Z/ ~% F/ n- n3 U （2）选择“钣金件/薄壁/拉伸”命令，单侧拉伸，以偏距asm_right基准面方式，设定右侧圆柱管端面为临时草图平面，以斜切圆锥台管外侧椭圆正投影为草图进行拉伸，如图9、图10所示。; K% [9 `4 c. h. g2 K1 D$ F
; ^6 Q( \! ~$ I S ^8 N {
图7 创建第一特征 图8 绘制分割线 图9 设定临时草图平面 图10 拉伸草图 （3）选择“插入特征/钣金件/切割/实体”命令，使用45°分割线切除圆柱管多余部分。 r* N. E5 @1 @
2.4 下料展开设计
0 T7 |/ E" }* P' U 在进程中分别打开相应零件，选择“插入/折弯操作/展开”命令，选取钣金展开固定面为预留接缝处，规则展开全部表面后，即可获得所需下料展开图。参见图11、图12。3 x% \4 ~( V9 c$ M a
, ]+ Y9 k8 z( }
图11 斜切圆锥台管下料展开图 图12 斜切圆柱管下料展开图 3 结束语- p6 t- `8 w8 f6 r7 n
（1）在钣金设计时，应根据实际情况修正Pro/ENGINEER提供的缺省折弯表，其中Y系数＝（π/2）×K系数，以获得正确结果。
% Z6 ^8 U8 E- D+ u9 h2 P7 l （2）预留加工余量（ <360°）应根据零件实际尺寸加以确定。( b: W( a. L$ I2 B5 ^
（3）基于Pro/ENGINEER的统一数据库理念，推荐采用Top-down方法在装配组件中完成各钣金件配合设计，从而使工程技术人员摆脱二维平面的局限性和繁琐的设计工作，提高设计的自动化程度和设计质量。 | 
发表于 2008-8-6 14:03:14
