《SolidWorks機械設(shè)計基礎(chǔ)教程》課件第10章

第10章鈑金

10.1鈑金操作基本知識10.2鈑金設(shè)計工具10.3成型工具練習(xí)題

10.1鈑金操作基本知識

10.1.1折彎系數(shù)與折彎扣除

可選擇折彎系數(shù)或折彎扣除計算的結(jié)果來決定鈑金原料的平展長度，從而得出所需的折彎零件尺寸。

1．折彎系數(shù)計算

以下方程用來確定使用折彎系數(shù)數(shù)值時的總平展長度：

Lt=A+B+BA

其中：Lt是總的平展長度；A與B如圖10-1所示；BA為折彎系數(shù)數(shù)值。圖10?1折彎系數(shù)示意圖

圖10?2扣除折彎計算示意圖

2．折彎扣除計算

以下方程用來確定使用折彎扣除數(shù)值時的總平展長度：

Lt=A+B－BD

其中：Lt是總的平展長度；A與B如圖10-2所示；BD是折彎扣除值。10.1.2K-因子

K-因子代表鈑金中性面的位置，以鈑金零件的厚度作為基準。

當選擇K-因子作為折彎系數(shù)時，則可以指定K-因子折彎系數(shù)表格。SolidWorks應(yīng)用程序隨附MicrosoftExcel格式的K-因子折彎系數(shù)表格。此表格位于<安裝目錄>\lang\Chinese-Simplified\SheetmetalBendTables\kfactorbasebendtable.xls。

使用K-因子指定折彎系數(shù)時，使用以下計算公式：

BA=P(R+KT)A/180其中：BA為折彎系數(shù)；R為內(nèi)側(cè)折彎半徑；K為K-因子，即t/T；T為材料厚度；t為內(nèi)表面到中性面的距離；A為折彎角度(經(jīng)過折彎材料的角度)。

各符號的含義如圖10-3所示。圖10?3K-因子示意圖

10.2鈑金設(shè)計工具

10.2.1基體法蘭

基體法蘭是開始制作鈑金零件的第一個特征。基體法蘭被添加到SolidWorks零件后，系統(tǒng)就會將該零件標記為鈑金零件。折彎添加到適當位置，并且特定的鈑金特征被添加到特征管理器設(shè)計樹中。

使用基體法蘭特征的注意事項：

基體法蘭特征是從草圖生成的，而草圖可以是單一開環(huán)、單一閉環(huán)或多重封閉輪廓；

在一個SolidWorks零件中，只能有一個基體法蘭特征；

基體法蘭特征的厚度和折彎半徑將成為其他鈑金特征的默認值。生成基體法蘭特征的步驟為：

(1)生成一個符合標準的草圖。此外，可以在生成草圖前(但在選擇基準面后)選擇基體法蘭特征命令。當選擇基體法蘭特征命令時，一草圖在基準面上打開直接進入草圖繪制狀態(tài)。SolidWorks根據(jù)草圖是否封閉，自動選擇不同的基體法蘭生成方式：對于非封閉草圖，沿垂直于草圖平面方向移動草圖，給草圖邊線一定厚度，形成法蘭；對于封閉草圖，直接給封閉區(qū)域一定厚度，形成法蘭。

(2)單擊鈑金工具欄上的或“插入”、“鈑金”、“基體法蘭”?；w法蘭屬性管理器上的控件會根據(jù)草圖是否封閉顯示不同的內(nèi)容。例如，如果是單一閉環(huán)輪廓草圖，就不會出現(xiàn)“方向1”和“方向2”框。圖10-4顯示為非封閉草圖的基體法蘭屬性管理器。

如有必要，在“方向1”和“方向2”下，為終止條件和總深度(

)設(shè)置參數(shù)。

(3)在“鈑金參數(shù)”下：

為厚度(

)設(shè)定一數(shù)值以指定鈑金厚度。圖10?4非封閉草圖的基體法蘭屬性管理器選擇反向以反向加厚草圖。

為折彎半徑(

)設(shè)定一數(shù)值。

在“折彎系數(shù)”下選擇一折彎系數(shù)類型。

如果選擇了K-因子、折彎系數(shù)或折彎扣除，請輸入一個數(shù)值。

如果選擇了折彎系數(shù)表，從清單中選擇一折彎系數(shù)表，或單擊“瀏覽”來瀏覽折彎系數(shù)表文件。

圖10-5所示為準備制作鈑金的草圖。圖10?5準備制作鈑金的草圖

(4)在“自動切釋放槽”下，選擇一釋放槽類型。

如果選擇了矩形或矩圓形，選擇“使用釋放槽比例”然后為“比率”設(shè)定一數(shù)值；或者消除選擇“使用釋放槽比例”然后為釋放槽寬度(

)和釋放槽深度(

)設(shè)定一數(shù)值。

(5)單擊。

利用開放草圖制作出的基體法蘭如圖10-6。圖10?6利用開放草圖制作出的基體法蘭10.2.2特征管理器設(shè)計樹

在特征管理器設(shè)計樹中，基體法蘭特征生成三個新特征：

鈑金1。包含默認的折彎參數(shù)。若要編輯默認折彎半徑、折彎系數(shù)、折彎扣除或默認釋放槽類型，請用右鍵單擊“鈑金1”，然后選擇“編輯特征”。

基體法蘭1。代表鈑金零件的第一個實體特征。

平板型式1。展開鈑金零件。在默認情況下，當零件處于折彎狀態(tài)時，平板型式被壓縮。將該特征解除壓縮以展開鈑金零件。當“平板型式1”被壓縮時，所有新特征均在特征管理器設(shè)計樹中插入到其上方，解除壓縮后，在特征管理器設(shè)計樹中，新特征插入到平板型式下方，并且不在折疊零件中顯示。10.2.3邊線法蘭

使用邊線法蘭特征可將法蘭添加到鈑金零件的所選邊線上。

使用邊線法蘭特征的注意事項：

所選邊線必須為直線；

系統(tǒng)會自動將厚度鏈接到鈑金零件的厚度；

輪廓的一條草圖直線必須位于所選邊線上。

生成邊線法蘭特征的步驟為：

(1)在打開的鈑金零件中，單擊鈑金工具欄上的或“插入”、“鈑金”、“邊線法蘭”，打開邊線法蘭屬性管理器，如圖10-7。圖10?7邊線法蘭屬性管理器

(2)在圖形區(qū)域選擇要放置特征的邊線。

所選邊線出現(xiàn)在邊線(

)框中。

(3)在邊線法蘭屬性管理器中，執(zhí)行以下操作。

在“法蘭參數(shù)”下，單擊“編輯法蘭輪廓”來編輯輪廓的草圖。

若要使用不同的折彎半徑(而非默認值)，請單擊以清除“使用默認半徑”復(fù)選框，然后根據(jù)需要設(shè)置折彎半徑(

)。

在“角度”下，設(shè)置法蘭角度(

)。

在“法蘭長度”下，設(shè)定長度終止條件及其相應(yīng)參數(shù)。例如，如果選擇給定深度，則必須設(shè)定長度(

)和外部虛擬交點(

)或內(nèi)部虛擬交點(

)來決定長度開始測量的位置。也可以單擊來更改邊線法蘭的方向。

在“法蘭位置”下，執(zhí)行以下操作：

將折彎位置設(shè)置為材料在內(nèi)(

)、材料在外(

)、折彎向外(

)或虛擬交點中的折彎(

)。圖10-8所示為選擇材料在內(nèi)制作出的法蘭外表面與側(cè)面的最外側(cè)對齊。

要移除鄰近折彎的多余材料，選擇“剪裁側(cè)邊折彎”復(fù)選框。圖10-8所示為選擇“剪裁側(cè)邊折彎”。注意，右側(cè)相鄰的折彎被剪裁。這樣選擇可以在后面順利將相鄰兩側(cè)面的角閉合。圖10?8邊線法蘭要從鈑金體等距法蘭，選擇“等距”復(fù)選框，然后，設(shè)定等距終止條件及其相應(yīng)參數(shù)。

如要使用默認折彎系數(shù)以外的項目，選擇“自定義折彎系數(shù)”復(fù)選框，然后設(shè)定折彎系數(shù)類型和數(shù)值。

如果想要自動添加釋放槽，請選擇“自定義釋放槽類型”復(fù)選框，然后選擇釋放槽切除的類型。如果選擇矩形或矩圓形，必須指定釋放槽比例。

(4)單擊。10.2.4斜接法蘭

使用斜接法蘭特征可將一系列法蘭添加到鈑金零件的一條或多條邊線上。

使用斜接法蘭特征的注意事項：

斜接法蘭的草圖可包括直線或圓?。?/p>

如果使用圓弧生成斜接法蘭，圓弧不能與厚度邊線相切。圓弧可與長邊線相切，或通過在圓弧和厚度邊線之間放置一小的草圖直線；

斜接法蘭輪廓可以包括一個以上的連續(xù)直線，例如，它可以是L形輪廓；草圖基準面必須垂直于生成斜接法蘭的第一條邊線；

系統(tǒng)自動將褶邊厚度鏈接到鈑金零件的厚度上；

可以在一系列相切或非相切邊線上生成斜接法蘭特征；

可以指定法蘭的等距，而不是在鈑金零件的整條邊線上生成斜接法蘭。

生成斜接法蘭特征的步驟為：

(1)生成一個符合以上標準的草圖。此外，可以在生成草圖前(但在選擇基準面后)選擇斜接法蘭特征。當選擇斜接法蘭特征時，一草圖在基準面上打開。繪制生成斜接法蘭需要的草圖，如圖10-10所示。

(2)單擊鈑金工具欄上的或“插入”、“鈑金”、“斜接法蘭”，打開斜接法蘭屬性管理器，如圖10-9。圖10?9斜接法蘭屬性管理器隨即會選定斜接法蘭特征的第一條邊線，且圖形區(qū)域中出現(xiàn)斜接法蘭的預(yù)覽。

(3)在圖形區(qū)域中為沿邊線(

)選擇要斜接的邊線。

若要選擇與所選邊線相切的所有邊線，請單擊所選邊線中點處出現(xiàn)的延伸(

)。

在“斜接參數(shù)”下：

如想使用默認折彎半徑以外的選擇，消除“使用默認半徑”然后設(shè)定折彎半徑。

將法蘭位置設(shè)置為材料在內(nèi)(

)、材料在外(

)或折彎向外(

)。

選擇“剪裁側(cè)邊折彎”來移除鄰近折彎的多余材料。設(shè)置間隙距離(

)以使用默認間隙以外的間隙。

如有必要，為部分斜接法蘭指定等距距離。

在“啟始/結(jié)束處等距”下為開始等距距離(

)和結(jié)束等距距離(

)設(shè)定數(shù)值。(如果要使斜接法蘭跨越模型的整個邊線，將這些數(shù)值設(shè)置到零。)

選擇自定義釋放槽類型，然后選擇釋放槽類型：矩形、撕裂形或矩圓形。如果選擇了矩形或矩圓形，選擇“使用釋放槽比例”然后為比率設(shè)定一數(shù)值，或者消除選擇“使用釋放槽比例”然后為釋放槽寬度(

)和釋放槽深度(

)設(shè)定一數(shù)值。如要使用默認折彎系數(shù)以外的其他項目，選擇“自定義折彎系數(shù)”，然后設(shè)定一折彎系數(shù)類型和數(shù)值。

(4)單擊，斜接法蘭添加到鈑金零件中，如圖10-11所示。圖10?10斜接法蘭草圖圖10?11生成的斜接法蘭10.2.5鈑金薄片

使用薄片特征可為鈑金零件添加薄片。系統(tǒng)會自動將薄片特征的深度設(shè)置為鈑金零件的厚度。至于深度的方向，系統(tǒng)會自動將其設(shè)置為與鈑金零件重合，從而避免實體脫節(jié)。

使用薄片的其他注意事項：

草圖可以是單一閉環(huán)、多重閉環(huán)或多重封閉輪廓。此圖顯示一將兩個薄片添加到鈑金零件的單一薄片特征；

草圖必須位于垂直于鈑金零件厚度方向的基準面或平面上；

可以編輯草圖，但不能編輯定義。其原因是已將深度、方向及其他參數(shù)設(shè)置為與鈑金零件參數(shù)相匹配。繪制草圖如圖10-12所示。

在鈑金零件中生成薄片特征的步驟為：

(1)在符合上述要求的基準面或平面上生成草圖。

(2)單擊鈑金工具欄上的或“插入”、“鈑金”、“標簽”。標簽隨即會添加到鈑金零件中。系統(tǒng)會自動設(shè)置標簽的深度及方向，以使之與基體法蘭特征的參數(shù)相匹配。

生成的鈑金薄片如圖10-13所示。圖10?12用來制作鈑金薄片的草圖圖10?13制作出的鈑金薄片10.2.6繪制的折彎

可以使用繪制的折彎特征在鈑金零件處于折疊狀態(tài)時將折彎線添加到零件。這可以使折彎線的尺寸標注到其他折疊的幾何體。

有關(guān)繪制的折彎特征的注意事項：

在草圖中只允許使用直線?？蔀槊總€草圖添加多條直線；

折彎線長度不一定非得與正折彎的面的長度相同；

繪制的折彎特征常與薄片特征一起使用來折彎薄片。生成繪制的折彎特征的步驟為：

(1)在鈑金零件的平面上繪制一直線。此外，可以在生成草圖前(但在選擇基準面后)選擇繪制的折彎特征。當選擇繪制的折彎特征時，一草圖在基準面上打開。圖10-14為在要折彎的部位繪制的草圖直線。此直線不必與要折彎的部位一樣長。

(2)單擊鈑金工具欄上的或“插入”、“鈑金”、“繪制的折彎”，打開繪制的折彎屬性管理器，如圖10-15。圖10?14繪制的折彎草圖

圖10?15繪制的折彎屬性管理器

(3)在圖形區(qū)域中為固定面(

)選擇一個不因為特征而移動的面。在圖10-14中選擇直線的上部平面。

(4)單擊折彎中心線(

)、材料在內(nèi)(

)、材料在外(

)或折彎向外(

)的折彎位置。

(5)為折彎角度設(shè)定一數(shù)值。如有必要，單擊。

如想使用“使用默認折彎半徑”以外的選擇，消除“使用默認半徑”然后設(shè)定折彎半徑(

)。

如要使用默認折彎系數(shù)以外的其他項目，選擇“自定義折彎系數(shù)”，然后設(shè)定一折彎系數(shù)類型和數(shù)值。

(6)單擊，鈑金在直線處折彎，如圖10-16。圖10?16繪制的折彎10.2.7褶邊

使用褶邊工具可將褶邊添加到鈑金零件的所選邊線上。

使用褶邊工具的注意事項：

所選邊線必須為直線；

斜接邊角被自動添加到交叉褶邊上；

如果選擇多個要添加褶邊的邊線，則這些邊線必須在同一個面上。

生成一褶邊特征的步驟為：

(1)在打開的鈑金零件中，單擊鈑金工具欄上的或“插入”、“鈑金”、“褶邊”，打開褶邊屬性管理器，如圖10-17。圖10?17褶邊屬性管理器

(2)在圖形區(qū)域中，選擇需要添加褶邊的邊線。

所選邊線出現(xiàn)在邊線(

)中。

(3)在屬性管理器中進行如下設(shè)置。

在“邊線”下：

選擇折彎在內(nèi)(

)或折彎在外(

)，指定想添加褶邊的位置。

單擊，在零件的另一邊生成褶邊。

在“類型和大小”下：單擊一褶邊類型——閉合(

)、開環(huán)(

)、撕裂形(

)或滾軋(

)，設(shè)定長度(

)(只對于閉合和開環(huán)褶邊)、間隙距離(

)(只對于開環(huán)褶邊)、角度(

)(只對于撕裂形和滾軋褶邊)和半徑(

)(只對于撕裂形和滾軋褶邊)。

在斜接縫隙下，如果有交叉褶邊，設(shè)定切口縫隙。斜接邊角被自動添加到交叉褶邊上，可以設(shè)定這些褶邊之間的縫隙。

如要使用默認折彎系數(shù)以外的其他項目，選擇“自定義折彎系數(shù)”，然后設(shè)定一折彎系數(shù)的類型和數(shù)值。

(4)單擊。

鈑金中使用較多的褶邊有撕裂形和滾軋。斯裂形褶邊的形狀如圖10-18所示。圖10?18撕裂形褶邊10.2.8閉合角

可以生成一閉合角特征以延伸對接切口的一個面，這樣面與對接切口的另一個面重疊。

有關(guān)閉合角特征的注意事項：

一次能閉合一個以上的角。選想閉合的所有切口的面；

只能選擇平面來閉合。平面必須相互垂直；

閉合角在法蘭角度不是90°時的某些情形中不能被應(yīng)用。

閉合一個角的步驟為:

(1)用基體法蘭和斜接法蘭生成一鈑金零件，這樣一個角看起來如同圖10-20所示。

(2)單擊鈑金工具欄上的??或“插入”、“鈑金”、“閉合角”，閉合角屬性管理器出現(xiàn)，如圖10-19。

(3)選擇角上的平面之一(其被高亮所示)，作為要延伸的面(

)。

(4)選擇對接(

)、重疊(

)或重疊在下(

)的一角落類型。

(5)單擊。

面被延伸以閉合角。圖10-20中(a)、(b)分別顯示了閉合角前后的形狀變化。閉合之后，各表面將緊密結(jié)合。10.2.9鈑金折彎展開和折疊

設(shè)計鈑金零件時，可以根據(jù)需要將折彎展開或重新折疊。

可以采用下列方法展開鈑金零件中的全部折彎：

要展開整個零件，如果平板型式1特征存在，解除壓縮平板型式1特征，或單擊鈑金工具欄上的。

當解除壓縮平板型式1特征時，折彎線默認為顯示。若要隱藏折彎線，請展開平板型式1，用右鍵單擊折彎線，然后選擇“隱藏”。

當以此方法展開整個零件時，將應(yīng)用邊角處理以生成干凈、展開的鈑金零件。要展開整個零件，如果加工-折彎1特征存在，解除壓縮加工-折彎1，或單擊鈑金工具欄上的。

展開的鈑金零件如圖10-21所示。

再次單擊，可將鈑金零件重新折彎。

要展開一個或多個折彎，可添加一展開特征。

為使系統(tǒng)性能更快，只展開正在操作項目所需的折彎。例如，要切割某個折彎，只展開此折彎。

展開一個或多個折彎的步驟為：

(1)單擊鈑金工具欄上的或“插入”、“鈑金”、“展開”，顯示展開屬性管理器，如圖10-22。圖10?21全部展開圖10?22展開屬性管理器

(2)為固定面選擇一個在本次展開操作中不變動的鈑金平面。

(3)為要展開的折彎選擇一個或多個折彎。選擇時，在轉(zhuǎn)折處點擊即可。

(4)單擊。

圖10-23為選擇鈑金零件中個別折彎展開后的情況。

進行此操作之后，特征樹管理器中多了一個展開特征。

對部分折彎展開之后，可根據(jù)需要再次將其中的部分折彎重新折疊。

折疊一個或多個折彎的步驟為：

(1)單擊鈑金工具欄上的或“插入”、“鈑金”、“折疊”，顯示折疊屬性管理器，如圖10-24。

(2)為固定面選擇一個在本次展開操作中不變動的鈑金平面。

(3)為要折疊的折彎選擇一個或多個折彎。選擇時，在已經(jīng)展開的轉(zhuǎn)折處點擊即可。

(4)單擊。

圖10-25所示為選擇鈑金零件中個別展開的折彎重新折疊后的情況。注意其中被展開的折彎中，有個別的沒有展開。圖10?23選擇部分折彎展開圖10?24折疊屬性管理器圖10?25選擇部分展開的折彎折疊

10.3成型工具

10.3.1鈑金零件的特殊結(jié)構(gòu)

在鈑金零件上有許多特有的結(jié)構(gòu)，例如圖10-26所示的各種常見的特殊結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)都是采用專用工具沖出來的。SolidWorks中有專為制作這些結(jié)構(gòu)準備的成型工具。這些成型工具可以作為折彎、伸展或成型鈑金的沖模。SolidWorks軟件包含一些成型工具例子。

只能應(yīng)用成型工具到鈑金零件上。鈑金零件在特征管理器設(shè)計樹中具有鈑金特征。生成成型工具的許多步驟與用以生成任何SolidWorks零件的步驟相同?？梢詫︹k金零件應(yīng)用成型工具從而生成一些成型特征。圖10?26鈑金零件上常見的特殊結(jié)構(gòu)10.3.2應(yīng)用成型工具到鈑金零件

將成型工具應(yīng)用到鈑金零件上的步驟為：

(1)在現(xiàn)有鈑金零件中，單擊屏幕右側(cè)的，顯示設(shè)計庫文件夾內(nèi)容，然后導(dǎo)覽到包含成型工具的文件夾。

(2)將成型工具從設(shè)計庫窗口拖動到需要改變形狀的面上，但暫時不要按鼠標按鍵。

(3)應(yīng)用成型工具的面與成型工具自身的結(jié)束曲面相對應(yīng)。默認情況下，工具向下行進，即在放置工具的面上將造成凹坑，另一面造成凸起。工具在接觸其所丟放的面時，材質(zhì)的形狀將改變。如要切換行進方向并接觸另一側(cè)的材質(zhì)，可按Tab鍵。切換方向時需要觀察預(yù)覽。放置時最好將零件擺放在傾斜位置，這樣比較容易觀察到成型特征的凸起方向。

(4)將特征放置在要應(yīng)用的位置。

一般成型工具包含一個可選的定位草圖，將工具放置在面上時會顯示該草圖。

(5)通過標注尺寸、添加幾何關(guān)系或修改草圖找出定位草圖。應(yīng)用草圖繪制工具中的修改工具可對此草圖進行旋轉(zhuǎn)等操作。

當添加尺寸時，定位草圖作為單個實體移動。特征中專有的草圖僅控制特征的位置，而不控制它的尺寸。

(6)在放置成型特征對話框中單擊“完成”。

成型工具應(yīng)用到表面上，特征則以成型工具的名稱添加到特征管理器設(shè)計樹中。

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