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第6章钣金设计SolidWorks提供了顶尖的、全相关的钣金设计能力在SolidWorks中可以直接使用各种类型的法兰、薄片等特征,正交切除、角处理以及边线切口等钣金操作变得非常容易可以直接按比例放样折弯、圆锥折弯、复杂的平板型式的处理 SolidWorks中钣金设计的方式与方法与零件设计的完全一样,用户界面和环境也相同,而且还可以在装配环境下进行关联设计;自动添加与其他相关零部件的关联关系,修改其中一个钣金零件的尺寸,其它与之相关的钣金零件或其他零件会自动进行修改因为钣金件通常都是外部围绕件或包容件,需要参考别的零部件的外形和边界,从而设计出相关的钣金件,以达到其他零部件的修改变化会自动影响到钣金件变化的效果SolidWorks的二维工程图可以生成成型的钣金零件零件工程图,也可以生成展开状态的工程图,也可以把两种工程图放在一张工程图中,同时可以提供加工钣金零件的一些过程数据,生成加工过程中的每个工程图本章首先来介绍了与钣金设计相关的术语,然后介绍钣金零件的生成方法以及钣金特征的编辑6.1基本术语在SolidWorks2006钣金设计中常用的基本术语有如下几种:折弯系数、折弯扣除、K-因子等。
另外在SolidWorks中除直接指定和由K-因子来确定折弯系数之外,还可以利用折弯系数表来确定在折弯系数表中可以指定钣金零件的折弯系数或折弯扣除数值等,折弯系数表还包括折弯半径、折弯角度以及零件厚度的数值6.1.1折弯系数零件要生成折弯时,可以指定一个折弯系数给一个钣金折弯,但指定的折弯系数必须介于折弯内侧边线的长度与外侧边线的长度之间折弯系数可以有钣金原材料的总展开长度减去非折弯长度来计算,如图6-1所示用来决定使用折弯系数值时,总平展长度的计算公式如下:Lt = A + B + BA式中: BA————折弯系数 Lt ————总展开长度 A、B———非折弯系数图6-1折弯系数示意图6.1.2折弯扣除当在生成折弯时,用户可以通过输入数值来给任何一个钣金折弯指定一个明确的折弯扣除折弯扣除由虚拟非折弯长度减去钣金原材料的总展开长度来计算,如图6-2所示图6-2折弯扣除示意图用来决定使用折弯扣除值时,总平展长度的计算公式如下:Lt = A + B - BD式中: BD————折弯扣除 A、B———虚拟非折弯长度 Lt ————总展开长度6.1.3K-因子K-因子表示钣金中性面的位置,以钣金零件的厚度作为计算基准,如图6-3所示。
K-因子即为钣金内表面到中性面的距离t与钣金厚度T的比值,即等于t/T当选择K-因子作为折弯系数时,可以指定K-因子折弯系数表SolidWorks 应用程序随附 Microsoft Excel 格式的K-因子折弯系数表格此位于\lang\Chinese- Simplified \Sheetmetal Bend Tables\kfactor base bend table.xls图6-3K-因子示意图使用K-因子也可以确定折弯系数,计算公式如下:BA=Π(R + KT)A /180式中: BA———折弯系数R————内侧折弯半径K————K-因子,即t/TT————材料厚度t ————内表面到中性面的距离A————折弯角度(经过折弯材料的角度) 由上面的计算公式可知,折弯系数即为钣金中性面上的折弯圆弧长因此,指定的折弯系数的大小必须介于钣金的内侧圆弧长和外侧弧长之间,以便与折弯半径和折弯角度的数值相一致6.1.4折弯系数表在SolidWorks中有两种折弯系数表可供使用:一是带有.btl扩展名的文本文件,二是嵌入的Excel电子表格1.带有btl扩展名的文本文件在SolidWorks的\lang\chinese-simplified\SheermetalBendTables\sample.btl中提供了一个钣金操作的折弯系数表样例。
如果要生成自己的折弯系数表,可使用任何文字编辑程序复制并编辑此折弯系数表在使用折弯系数表文本文件时,只允许包括折弯系数值,不包括折弯扣除值折弯系数表的单位必须用米制单位指定如果要编辑拥有多个折弯厚度表的折弯系数表,半径和角度必须相同例如将一新的折弯半径值插入有多个折弯厚度表的折弯系数表,必须在所有表中插入新数值注意:折弯系数表范例仅供参考使用,此表中的数值不代表任何实际折弯系数值如果零件或折弯角度的厚度介于表中的数值之间,那么系统会插入数值并计算折弯系数2.嵌入的Excel电子表格SolidWorks生成的新折弯系数表保存在嵌入的Excel电子表格程序内,根据需要可以将折弯系数表的数值添加到电子表格程序中的单元格内电子表格的折弯系数表只包括90度折弯的数值,其他角度折弯的折弯系数或折弯扣除值由SolidWorks计算得到生成折弯系数表的方法如下:(1)在零件文件中,选择菜单栏中的“插入”“钣金”“折弯系数表”“新建”命令,会弹出如图6-4所示的“折弯系数表”对线“折弯系数表”对线)在“折弯系数表”对话框中设置单位,键入文件名,单击“确定”按钮,则包含折弯系数表电子表格的嵌置Excel窗口出现在SolidWorks窗口中,如图6-5所示。
折弯系数表电子表格包含默认的半径和厚度值图6-5折弯系数表电子表格(3)在表格外但在 SolidWorks 图形区内单击,以关闭电子表格生成钣金零件的特征工具集中在如图6-6所示的“钣金”工具栏中下面先来介绍钣金特征图6-6“钣金”工具栏6.2钣金特征6.2.1使用基体-法兰特征利用(基体-法兰)命令生成一个钣金零件后,钣金特征将出现在如图6-7所示特征管理器中在该特征管理器中包含三个特征,它们分别代表钣金的三个基本操作:(钣金)特征:包含了钣金零件的定义此特征保存了整个零件的默认折弯参数信息,如折弯半径、折弯系数、自动切释放槽(预切槽)比例等(基体-法兰)特征:是此钣金零件的第一个实体特征,包括深度和厚度等信息(平板型式)特征:在默认情况下,当零件处于折弯状态时,平板型式特征是被压缩的,将该特征解除压缩即展开钣金零件在特征管理器中,当平板型式特征被压缩时,添加到零件的所有新特征均自动插入到平板型式特征上方在特征管理器中,当平板型式特征解除压缩后,新特征插入到平板型式特征下方,并且不在折叠零件中显示6.2.2零件转换为钣金特征利用已经生成的零件转换为钣金特征时,首先在SolidWorks中生成一个零件,通过插入折弯按钮生成钣金零件,这时在特征管理器中有三个特征,如图6-8所示。
这三个特征分别代表钣金的三个基本操作:(钣金)特征:包含了钣金零件的定义此特征保存了整个零件的默认折弯参数信息,如折弯半径、折弯系数、自动切释放槽(预切槽)比例等(展开-折弯)特征:该项代表展开的钣金零件此特征包含将尖角或圆角转换成折弯的有关信息每个由模型生成的折弯作为单独的特征列出在“展开-折弯”下提示:“展开-折弯”面板中列出的“尖角-草图”包含由系统生成的所有尖角和圆角折弯的折弯线,此草图无法编辑,但可以隐藏或显示 图6-7钣金特征 图6-8钣金特征(加工-折弯)特征:该选项包含的是将展开的零件转换为成形零件的过程由在展开状态中指定的折弯线所生成的折弯列在此特征中提示:特征管理器中的(加工-折弯)图标后列出的特征不会在零件展开视图中出现读者可以通过将特征管理器退回到“加工-折弯”特征之前可以展开零件的视图6.2.3设定选项在“钣金”PropertyManager设计树中可以完成“钣金规格”、“折弯参数”、“折弯系数”、“自动切释放糟”等选项的设定,“钣金”PropertyManager设计树如图6-9所示 图6-9“钣金”设计树(1)“钣金规格”面板在此面板中如果选择“使用规格表”复选框,将预定义生成基体法兰时的规格厚度、允许的折弯半径及K-因子等。
(2)“折弯参数”面板“折弯参数”面板如图6-10所示,在此面板中可设定固定面或边线、折弯半径以及钣金厚度等参数(3)“折弯系数”面板在此面板中有“折弯系数表”、“K-因子”、“折弯系数”以及“折弯扣除”四个选项,如图6-11所示这些选项的含义在前面已经介绍过了,这里不再赘述 图6-10 “折弯参数”面板 图6-11“折弯系数”面板(4)“自动切释放槽”面板当生成钣金时,如果选择“自动切释放槽”选项,系统会自动添加释放槽切割如图6-12所示SolidWorks支持三种类型的释放槽如果要自动添加“矩形”或“矩圆形”释放槽,必须指定释放槽比例另外“撕裂形”释放槽是插入和展开零件所需的最小尺寸需求如果要自动添加“矩形”释放槽,就必须指定释放槽比例,释放槽比例数值必须在0.05-2.0之间比例值愈高,插入折弯的释放槽切除宽度愈大,如图6-13所示 图6-12 “自动切释放槽”面板 图6-13释放槽比例示意图中:d代表矩形或矩圆释放槽切除的宽度,深灰颜域代表折弯区域,同时也是由矩形或矩圆释放槽切除所延伸经过折弯区域的边上所测量的深度,由以下公式确定:d=(释放槽比例)X(零件厚度)6.3钣金设计在SolidWorks中主要有两种设计钣金零件的方式:(1)创建一个零件,然后将其转换到钣金;(2)使用钣金特定的特征来生成零件为钣金零件。
6.3.1基体法兰基体法兰特征是新钣金零件的第一个特征,该特征被添加到SolidWorks零件后,系统就会将该零件标记为钣金零件,折弯也将被添加到适当位置如果要生成基体法兰特征,其操作步骤如下:(1)编辑生成一个标准的草图,该草图可以是单一开环、单一闭环或多重封闭轮廓的草图(2)单击“钣金”工具栏中的(基体-法兰/薄片)按钮,或选择菜单栏中的“插入”“钣金”“基体法兰”命令,会出现 “基体法兰”PropertyManager设计树提示:“基体法兰”PropertyManager设计树中的控件会根据草图的不同而自动更改,例如,如果是单一闭环轮廓草图,就不会出现两个方向框,如图6-14所示 图6-14“基体法兰”设计树(3)在两个方向框中,设置拉伸终止条件及总深度参数同时在“钣金规格”面板中确定是否选择使用规格表,如果不是用规格表则继续按下面的步骤进行(4)在“钣金参数”面板中将厚度设置为所需的钣金厚度,将折弯半径设置为所需的折弯半径(5)确定是否选择“反向”复选框,以确定是否反向加厚草图(6)分别设定“折弯系数”面板和“自动切释放槽”面板中的选项(7)单击(确定)按钮,便会生成如图6-15所示的基体法兰钣金零件。
图6-15基体法兰钣金零件6.3.2边线法兰边线法兰特征是将法兰添加到钣金零件的所选边线上如果要生成边线法兰特征,其操作步骤如下:(1)首先生成某一钣金零件,然后在该零件中执行下面的步骤(2)单击“钣金”工具栏中的(边线法兰)按钮,或选择菜单栏中的“插入”“钣金”“边线法兰”命令,会出现如图6-16所示的显示“边线法兰”PropertyManager设计树图6-16“边线)在图形区域选择要放置特征的边线所示的“法兰参数”面板中,单击“编辑法兰轮廓”按钮,编辑轮廓的草图(5)若要。







