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。, y5 q1 H6 a6 z b h2 l
1 45°斜交三通管& l4 y/ [- e. l2 J* V# Y
如图1所示，本工件由管1和管2成45°斜交焊合构成。9 P6 ~9 F) O' E: K
（1）斜交三通管 （2）管1 （3）管2 图1 45°斜交三通管结构图 % z" C* C6 a! [$ s, f+ U
其中管1下料计算步骤如下。
& i$ G6 u, I0 ?6 j （1） 新建钣金零件，设定模板为“mmns_part_sheetmetal”。4 @* }& s& a" X( y/ O8 d
（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。
. ^1 h/ j0 D, U3 Y( o: O4 m8 S- I （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。
( F% |. W# S' ?+ e （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。# Y' N7 a, X$ {; Y
（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。, { P; J) \4 O% z: Q
9 M O- s4 g& v2 ?9 Z( j9 r4 A0 x
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
- u5 r" E# @( U& q. |3 o; U1 c2 圆锥台－圆管90°弯头
9 H1 L+ z9 r* C* e4 _9 n 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。 9 C. U6 n) [/ p+ { q( \" V
（1)弯头 （2)斜切圆锥台管 （3)斜切圆柱管4 a$ m/ _5 c. Q9 _
图6 圆锥台－圆管弯头结构图
3 I, C9 U, g. @0 C# H. Q# w2.1 新建设计组件% f* f5 d; s. Y2 c8 X0 l9 J U
设定模板为mmns_asm_design。: Y+ S `- u7 T2 ?7 W
2.2 斜切圆锥台管的设计
* [1 m$ U& v' |0 B （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。) a0 G3 x4 \; L2 z! `
（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。
; h2 D. k6 I* D3 K （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。9 {4 l) V7 m+ o P5 ^* q' M' [
（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。
0 z& v! t" u, Q7 D) Z, b2.3 斜切圆柱管的设计! ^+ U* ?4 r* w2 m
（1）创建新钣金零件，定义asm_def_csys坐标系为缺省定位基准。4 [ C/ C: o- E+ i2 S# T/ b+ n2 }; |
（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。7 A$ ^+ h7 B/ O3 G/ l0 O5 L
2 K1 P$ B/ S O# u) r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。
) Q! K# o- Z4 F. ?$ L, z# E) ? 2.4 下料展开设计
! {/ S" }! y7 G6 o' N9 P 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。9 h+ R2 R! S5 g, {& V! b9 f
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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# B" R: Y4 }4 M/ Q7 r+ g& j2 C
（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。0 @3 ]; ~3 R9 m" l G
（2）预留加工余量（ <360°）应根据零件实际尺寸加以确定。
/ n9 v+ b: f3 }' `3 ~9 p! k, T( [ （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
