HASH GAME - Online Skill Game GET 300

　　角度等而不同。其它可能影响 BA 值的因素还有加工过程、机床类型、机床速 度等等。 BA 值到底从何而来？实际上通常有以下几种来源：钣金材料供应商，实 验数据，经验以及一些工程手册等。在 SolidWorks 中，我们即可以直接输入 BA 值，提供一个或多个带 BA 值的表，也可以使用另外的方法如 K 因子（后 面将会深入探讨）来计算 BA 值。对所有这些方法，根据需要我们既可以为零 件中的所有折弯输入相同的信息，也可以为每个折弯单独输入不同的信息。 对于不同的厚度、 折弯半径和折弯角度的各种情况， 折弯表方法是最为准 确的让我们指定不同折弯补偿值的方法。一般来说，对每种材料或每种材料/ 加工的组合会有一个表。初始表的形成可能会花些时间，但是一旦形成，今后 我们就可以不断地重复利用其中的某个部分了。 三、折弯扣除法 折弯扣除， 通常是指回退量， 也是一种不同的简单算法来描述钣金折弯的 过程。还是参照图 1 和图 2，折弯扣除法是指零件的展平长度 LT 等于理论上 的两段平坦部分延伸至“尖点”（两平坦部分的虚拟交点）的长度之和减去折弯 扣除(BD)。因此，零件的总长度可以表示为方程(2)： LT = L1 L2 - BD (2)

　　为使读者在一般意义上更好地理解在钣金设计的计算过程中的一些基本 概念，同时也介绍 SolidWorks 中的具体实现方法，本文将在以下几方面予以 概括与阐述： 1、 折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义，它们各自与实际钣金几何体的 对应关系 2、 折弯扣除如何与折弯补偿相对应，采用折弯扣除算法的用户如何方便 地将其数据转换到折弯补偿算法 3、 K 因子的定义，实际中如何利用 K 因子，包括用于不同材料类型时 K 因子值的适用范围 二、折弯补偿法 为更好地理解折弯补偿， 请参照图 1 中表示的是在一个钣金零件中的单一 折弯。图 2 是该零件的展开状态。 折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再 加上展平的折弯区域的长度。展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值 (BA)。因此整个零件的长度就表示为方程(1)： LT = D1 D2 BA (1)

　　该圆弧在图 4 中表示为绿色。 钣金中性层的位置取决于特定材料的属性如延展 性等。假设中性钣金层离表面的距离为“t”，即从钣金零件表面往厚度方向进入 钣金材料的深度为 t。 因此， 中性钣金层圆弧的半径可以表示为(Rt).利用这个 表达式和折弯角度，中性层圆弧的长度(BA)就可以表示为： BA= Pi(RT)A/180……………………………………………………** 为简化表示钣金中性层的定义，同时考虑适用于所有材料厚度，引入 k因子的概念。 具体定义是： K-因子就是钣金的中性层位置厚度与钣金零件材料 整体厚度的比值，即： K = t/T 因此，K 的值总是会在 0 和 1 之间。一个 k-因子如果为 0.25 的话就意味 着中性层位于零件钣金材料厚度的 25%处，同样如果是 0.5，则意味着中性层 即位于整个厚度 50%的地方，以此类推。综合以上两个方程，我们可以得到 以下的方程(8)： BA = Pi(RK*T)A/180 (8)

　　这个方程就是在 SolidWorks 的手册和在线帮助中都能找得到的计算公 式。其中几个值如 A、R 和 T 都是由实际的几何形状确定的。所以回到原来的 问题，K-因子到底从何而来？同样，回答还是那几个老的来源，即钣金材料供 应商、试验数据、经验、手册等。但是，在有些情况下，给定的值可能不是明 显的 K，也可能不完全表达为方程(8)的形式，但无论如何，即使表达形式不 完全一样，我们也总是能据此找到它们之间的联系。

　　我们可以肯定在钣金零件的材料厚度中存在着一个中性层或轴， 钣金件位 于弯曲区域中的中性层中的钣金材料既不伸展也不压缩， 也就是在折弯区域中 唯一不变形的地方。在图 4 和图 5 中表示为粉红区域和蓝域的交界部分。 在折弯过程中，粉红区域会被压缩，而蓝域则会延伸。如果中性钣金层不 变形， 那么处于折弯区域的中性层圆弧的长度在其弯曲和展平状态下都是相同 的。 所以， BA(折弯补偿)就应该等于钣金件的弯曲区域中中性层的圆弧的长度。

　　例如，如果在某些手册或文献中描述中性轴（层）为“定位在离钣料表面 0.445x 材料厚度”的地方， 显然这就可以理解为 K 因子为 0.445， K=0.445。 即 这样如果将 K 的值代入方程(8)后则可以得到以下算式： BA = A (0.01745R 0.00778T) 如果用另一种方法改造一下方程(8)，把其中的常量计算出结果，同时保 留住所有的变量，则可得到： BA = A (0.01745 R 0.01745 K*T) 比较一下以上的两个方程，我们很容易得到：0.01745xK=0.00778,实际 上也很容易计算出 K=0.445。 仔细地研究后得知，在 SolidWorks 系统中还提供了以下几类特定材料在 折弯角为 90 度时的折弯补偿算法，具体计算公式如下： 软黄铜或软铜材料：BA = (0.55 * T) (1.57 * R) 半硬铜或黄铜、软钢和铝等材料：BA = (0.64 * T) (1.57 * R) 青铜、硬铜、冷轧钢和弹簧钢等材料：BA = (0.71 * T) (1.57 * R) 实际上如果我们简化一下方程(7)，将折弯角设为 90 度，常量计算出来， 那么方程就可变换为： BA = (1.57 * K * T) (1.57 *R) 所以，对软黄铜或软铜材料，对比上面的计算公式即可得到 1.57xK = 0.55，K=0.55/1.57=0.35。同样的方法很容易计算出书中列举的几类材料的 k-因子值：

　　本文详细地介绍了几种目前在钣金件的设计与成型加工中常用的计算方 法及其基础理论，详述了折弯补偿法、折弯扣除法及 K-因子法的区别和互相 转换的关联关系，为行业内的广大工程技术人员提供了有效的参考与引用工 具。 一、钣金的计算方法概论 钣金零件的工程师和钣金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期 望的尺寸， 会利用各种不同的算法来计算展开状态下备料的实际长度。 其中最 常用的方法就是简单的“掐指规则”，即基于各自经验的算法。通常这些规则要 考虑到材料的类型与厚度，折弯的半径和角度，机床的类型和步进速度等等。 另一方面， 随着计算机技术的出现与普及， 为更好地利用计算机超强的分 析与计算能力， 人们越来越多地采用计算机辅助设计的手段， 但是当计算机程 序模拟钣金的折弯或展开时也需要一种计算方法以便准确地模拟该过程。 虽然 仅为完成某次计算而言， 每个商店都可以依据其原来的掐指规则定制出特定的 程序实现，但是，如今大多数的商用 CAD 和三维实体造型系统已经提供了更 为通用的和强大功能的解决方案。 大多数情况下， 这些应用软件还可以兼容原 有的基于经验的和掐指规则的方法， 并提供途径定制具体输入内容到其计算过 程中去。SolidWorks 也理所当然地成为了提供这种钣金设计能力的佼佼者。 总结起来， 如今被广泛采纳的较为流行的钣金折弯算法主要有两种， 一种 是基于折弯补偿的算法，另一种是基于折弯扣除的算法。SolidWorks 软件在 2003 版之前只支持折弯补偿算法，但自 2003 版以后，两种算法均已支持。