彎曲鈑金件的展開(kāi)尺寸

彎曲鈑金件的展開(kāi)尺寸

隨著可控激光機(jī)、可控折疊機(jī)等先進(jìn)設(shè)備的廣泛應(yīng)用，金屬加工技術(shù)具有了質(zhì)的飛躍?，F(xiàn)代鈑金加工工藝以精確展開(kāi)加工,零機(jī)械切削為特點(diǎn),先按展開(kāi)圖全部切割出外形及孔、槽,然后折彎成型。這種工藝實(shí)現(xiàn)了鈑金零件的工藝路線簡(jiǎn)化,效率高且加工質(zhì)量好,但對(duì)鈑金件的展開(kāi)圖精度要求高。因此,現(xiàn)代彎曲鈑金件加工中精確展開(kāi)圖的繪制就成了首先要解決的問(wèn)題。1應(yīng)變中性層在外彎曲力矩作用下,坯料將發(fā)生曲率變化,變化的部分稱(chēng)為變形區(qū),在變形區(qū)內(nèi)靠近曲率中心的一側(cè)的金屬產(chǎn)生壓縮變形,遠(yuǎn)離曲率中心的一側(cè)的金屬產(chǎn)生拉伸變形。在壓縮變形區(qū)和拉伸變形區(qū)之間必然存在著一個(gè)切向應(yīng)變?yōu)榱愕膽?yīng)變中性層,這層金屬的長(zhǎng)度等于原來(lái)鈑料長(zhǎng)度,應(yīng)變中性層在彎曲變形過(guò)程中不是固定不變的,在彈性彎曲階段,應(yīng)變中性層在板厚的中央;隨著彎曲變形程度的加大,應(yīng)變中性層將從板厚的中央向內(nèi)側(cè)移動(dòng)。根據(jù)應(yīng)變中性層在彎曲前后長(zhǎng)度不變的特點(diǎn),我們可以計(jì)算鈑金件的展開(kāi)尺寸。2展開(kāi)尺寸計(jì)算彎曲鈑金件的傳統(tǒng)展開(kāi)采用公式近似計(jì)算法。彎曲鈑金件的展開(kāi)尺寸與材料的機(jī)械性能、彎曲模的結(jié)構(gòu)、鈑寬度及厚度、折彎角度、折彎半徑、扳料表面和剪切斷面質(zhì)量等因素有關(guān)。傳統(tǒng)的彎曲鈑金件展開(kāi)尺寸計(jì)算時(shí)依據(jù)折彎角的大小分別進(jìn)行計(jì)算。展開(kāi)尺寸L計(jì)算如下(圖1)。①0°≤β<90°時(shí),L=A+B(2(R+T)+π/180°(R+T/3)×(180°-β);②β=90°時(shí),L=A+B-0.429R-1.47T;③90°<β≤150°時(shí),L=A+B-2(R+T)tan[(180°-β/2]+(π/180°)×(R+T/2)(180°-β);④150°<β≤180°時(shí),L=A+B。由上述折彎鈑金件傳統(tǒng)展開(kāi)公式可以看出,傳統(tǒng)的彎曲鈑金件展開(kāi)方法需要大量繁瑣的人工計(jì)算,展開(kāi)尺寸不易驗(yàn)證,展開(kāi)精度很難滿(mǎn)足鈑金加工的要求。3pro/e啟動(dòng)Pro/E鈑金件展開(kāi)尺寸計(jì)算方法與傳統(tǒng)展開(kāi)方法有著本質(zhì)的區(qū)別,它是一種參數(shù)化,智能化的三維CAD過(guò)程。其實(shí)施過(guò)程如下:(1)首先在Pro/E的鈑金模塊中建立彎曲鈑金件的第一壁特征和額外壁特征;(2)在平面區(qū)域內(nèi)創(chuàng)建角彎曲或者滾動(dòng)彎曲特征;(3)利用展平命令,將三維特征展開(kāi)為二維特征。創(chuàng)建展平特征的方法:①執(zhí)行展平特征命令,并選取特征種類(lèi);②選取保持固定的平面或邊;③再選取要展開(kāi)的平面;④生成鈑金展開(kāi)特征。在Pro/E中,打開(kāi)“信息”、“模型”命令,可以發(fā)現(xiàn)Pro/E系統(tǒng)的彎曲計(jì)算公式:L=(0.5π×R+Y系數(shù)×T)×(θ/90)式中:L為鈑金展開(kāi)長(zhǎng)度;R為彎曲處的內(nèi)側(cè)半徑;T為材料厚度;θ為彎曲角度;Y系數(shù)為由應(yīng)變中性層的位置決定的一個(gè)常數(shù)。不同的鈑金件采用不同的Y系數(shù),1個(gè)鈑金一旦完成后,其Y系數(shù)即存在此鈑金中。實(shí)際生產(chǎn)中,常用的鈑金展開(kāi)計(jì)算公式是以K系數(shù)為主要依據(jù),此系數(shù)的范圍是0～1。Y系數(shù)和K系數(shù)之間的關(guān)系式如下:Y系數(shù)=(π/2)×K系數(shù)。Y系數(shù)和K系數(shù)可由“設(shè)置”、“折彎許可”指定其數(shù)值。通過(guò)展開(kāi)模型,Pro/E能直接輸出各種格式的二維圖形文件,直接應(yīng)用于數(shù)控切割及沖裁設(shè)備。與彎曲鈑金件的公式近似計(jì)算法對(duì)比,可以看出Pro/E折彎鈑金件展開(kāi)方法不需要大量繁瑣的人工計(jì)算,展開(kāi)迅速準(zhǔn)確,展開(kāi)圖能以多種圖形文件格式直接輸出,且能提供人工干預(yù)接口,以便設(shè)計(jì)人員根據(jù)生產(chǎn)情況,迅速做出更正。4模型的驗(yàn)證和分析設(shè)置建模環(huán)境:為了使Pro/E建模環(huán)境中的單位制、視圖標(biāo)準(zhǔn)等與數(shù)控鈑金設(shè)備所使用的一致,建模前必須對(duì)Pro/E建模環(huán)境進(jìn)行預(yù)先設(shè)置,可以編輯Config文件或通過(guò)Setup菜單來(lái)進(jìn)行設(shè)置。驗(yàn)證零件立體模型:由于展開(kāi)模型是依據(jù)立體模型建立的,為保證展開(kāi)模型的正確性,應(yīng)對(duì)零件立體模型進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證時(shí)應(yīng)用Analysis菜單中的Measure,Modelanalysis等功能模塊進(jìn)行鈑金立體模型各要素的測(cè)量分析。注意立體模型的結(jié)構(gòu)工藝性:由于Pro/E的鈑金件建模是完全按鈑金件實(shí)際加工過(guò)程進(jìn)行模擬運(yùn)算的,因此零件建模過(guò)程中應(yīng)注意考慮折彎鈑金件加工中的工藝裂縫(Relief),多向延展等工藝性問(wèn)題。如果零件模型有不符合實(shí)際加工的結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題,Pro/E將拒絕展開(kāi)。展開(kāi)后的干涉檢驗(yàn):Pro/E零件展開(kāi)后的模型,干涉部分Pro/E可用警告色給出顯示,注意有干涉警告時(shí)就要修改零件的結(jié)構(gòu)直到?jīng)]有展開(kāi)干涉。展開(kāi)圖形的輸出:Pro/E的展開(kāi)模型可通過(guò)Drawing模塊轉(zhuǎn)化成二維圖。二維圖可對(duì)標(biāo)注尺寸、折彎中心線、折彎延伸區(qū)進(jìn)行顯示控制,以生成滿(mǎn)足用戶(hù)需求的圖形,二維圖能以DXF、DWG、IGES等多種圖形文件格式輸出,可以很方便地與數(shù)控設(shè)備進(jìn)行圖形文件的數(shù)據(jù)交換,從而達(dá)到直接輸出編程的目的,實(shí)現(xiàn)無(wú)紙加工。5提升數(shù)控激光切割加工的實(shí)現(xiàn)及立體模型的建立應(yīng)用Pro/E進(jìn)行折彎鈑金件展開(kāi)分為以下步驟:①環(huán)境設(shè)置;②建模;③展開(kāi);④輸出。為更好說(shuō)明Pro/E鈑金模塊在彎曲鈑金件展開(kāi)中的應(yīng)用,現(xiàn)以圖2所示零件為例加以說(shuō)明。注:零件彎曲內(nèi)半徑為R2,板厚為2mm。環(huán)境設(shè)置:加工零件所用數(shù)控激光切割機(jī)采用ISO標(biāo)準(zhǔn),利用Wordpad編輯的Config文件如下:ALLOW_ANATOMIC_FEATURESYESPRO_UNIT_LENGTHUNIT_MMPRO_UNIT_MASSUNIT_KILOGRAMTOL_DISPLAYYESTOL_MODENOMINALTOLERANCE_STANDARDISOPARENTHESIZE_REF_DIMYESDRAWING_SETUP_FILEd:\proe\tempxg.dtlPRO_FORMAT_DIRd:\proe\formats\gctbtl建立鈑金件立體模型過(guò)程如下:File?New?彈出New對(duì)話框?Type選項(xiàng)選Part?Sub-type選項(xiàng)選(Sheetmetal)?Name輸入框輸入零件代號(hào)?單擊Ok進(jìn)入鈑金件立體建模狀態(tài)。之后通過(guò)Feature?Creat來(lái)創(chuàng)建Wall、Cut等零件特征,筆者所選零件建立的模型如圖3。立體模型的展開(kāi):本例創(chuàng)建Unbend特征進(jìn)行展開(kāi)時(shí),選260×120底面為基面,選擇UnbendAll方式進(jìn)行展開(kāi),零件模型展開(kāi)后如圖4。展開(kāi)后圖形文件的輸出:本例最后生成