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在現代鈑金制造業(yè),隨著(zhù)數控激光切割機、數控折彎機等數控鈑金加工設備應用的日益廣泛,鈑金加工工藝也有了質(zhì)的飛躍。
傳統折彎鈑金件加工工藝以粗放展開(kāi)加工并結合機械切削為特點(diǎn),先近似以展開(kāi)尺寸放樣落料,預留后續加工余量后進(jìn)行折彎。折彎后再修準尺寸,加工孔槽。這種工藝對展開(kāi)圖精度要求低,存在著(zhù)工藝路線(xiàn)復雜、效率低、浪費材料及加工質(zhì)量不易保證等缺點(diǎn)。
現代折彎鈑金件加工工藝以精確展開(kāi)加工、零機械切削為特點(diǎn),先按展開(kāi)圖全部切割出外形及孔、槽,然后折彎成型。這種工藝具有鈑金零件的單元封閉加工、工藝路線(xiàn)簡(jiǎn)化、效率高、加工質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn),但對鈑金展開(kāi)圖的精度要求高。因此,現代折彎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 折彎鈑金件的傳統展開(kāi)方法
在鈑金件的折彎過(guò)程中,由于鈑金零件折彎區產(chǎn)生塑性變形,所以展開(kāi)圖的尺寸與幾何計算的尺寸不一致,需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的計算。
折彎鈑金件的展開(kāi)尺寸與鈑金件的厚度、折彎角、折彎半徑、材料伸縮率等因素有關(guān)。傳統的折彎鈑金件展開(kāi)尺寸計算時(shí),依據折彎角的大小分別進(jìn)行計算。展開(kāi)尺寸L計算如下(各公式中參數含義見(jiàn)圖1)。當折彎角β為:
(1)0°≤β<90°時(shí)
L=A+B-2(R+T)+(R+T/3)×(180-β)π/180
(2)β=90°時(shí)
L=A+B-0.429R-1.47T
(3)90°<β≤150°時(shí)
L=A+B-2(R+T)tan[(180-β)/2]+(R+T/2)(180-β)π/180
(4)150°<β≤180°時(shí)
L=A+B
由上述折彎鈑金件傳統展開(kāi)公式可以看出,傳統的折彎鈑金件展開(kāi)方法需要大量繁瑣的人工計算,展開(kāi)尺寸不易驗證,展開(kāi)精度不能滿(mǎn)足現代鈑金加工的要求。
2 折彎鈑金件的Pro/E展開(kāi)方法折彎鈑金件Pro/E展開(kāi)方法與傳統展開(kāi)方法有著(zhù)本質(zhì)的區別,它是一種參數化、智能化的三維CAD過(guò)程,是在程序完全模擬鈑金折彎加工過(guò)程的基礎上進(jìn)行折彎鈑金件展開(kāi)的。展開(kāi)方法為:在Pro/E的鈑金模塊中建立折彎鈑金件的立體模型,應用Unbend模塊,直接點(diǎn)取基面及需展開(kāi)的面后,軟件即可按鈑金實(shí)際折彎加工過(guò)程運算后自動(dòng)生成展開(kāi)模型。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,直接應用于數控切割及沖裁設備。
3 Pro/E展開(kāi)折彎鈑金件應用實(shí)例
為更好說(shuō)明Pro/E鈑金模塊折彎鈑金件的展開(kāi)應用,現以一種鈑金零件的展開(kāi)輸出過(guò)程為例加以說(shuō)明。該零件如圖2所示,零件折彎半徑為R2.5mm,板厚為2mm,其展開(kāi)過(guò)程分述如下。
3.1環(huán)境設置
我們采用編輯Config文本框進(jìn)行如下設置
ALLOW_ANATOMIC_FEATURES YES
PRO_UNIT_LENGTH UNIT_MM
PRO_UNIT_MASS UNIT_KILOGRAM
TOL_DISPLAY YES
TOL_MODE NOMINAL
TOLERANCE_STANDARD ISO
PARENTHESIZE_REF_DIM YES
DRAWING_SETUP_FILE d:\proe\proe2000i\tem pxg.dtl
PRO_FORMAT_DIR d:\proe\proe2000i\formats\gctbtl\\
3.2建立鈑金件立體模型
在Pro/E中建立鈑金件的立體模型時(shí)要應用該軟件中的鈑金模塊(Sheetmetal)。建模過(guò)程如下:File=>New=>彈出New對話(huà)框=>Type選項,選Part=>Sub-type選項,選(Sheetmetal)=>Name輸入框,輸入YJ19W1W2K3(本零件代號)=>鈑金件立體建模狀態(tài)。然后通過(guò)Feature=>Creat,創(chuàng )建Wall、Cut等零件特征。具體過(guò)程見(jiàn)如下特征樹(shù)(ModelTree)。
ModelTree:
YJ19W1W2K3.PRT
FIRST WALL
Wall id 991
Wall id 1102
Wall id 1189
Wall id 1298
Wall id 1461
Wall id 1510
Wall id 1558
Wall id 1719
Wall id 1767
Cut id 1816
Cut id 1875
本文所選零件建立的模型如圖3。
3.3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260mm×120mm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。
3.4展開(kāi)后圖形文件的輸出
最后生成的展開(kāi)圖,直接過(guò)濾掉了尺寸標注、折彎中心線(xiàn)等數控鈑金加工機床不需要的元素,以DXF格式直接輸入數控鈑金加工機床進(jìn)行編程切割。
4 折彎鈑金件Pro/E展開(kāi)中的注意事項
筆者在應用Pro/E進(jìn)行折彎鈑金件的展開(kāi)實(shí)踐中,總結出一些經(jīng)驗,現介紹如下:
(1)設置建模環(huán)境為了使Pro/E建模環(huán)境中的單位制式、視角標準等與數控鈑金設備所使用的一致,建模前必須對Pro/E建模環(huán)境進(jìn)行預先設置。設置通常采用編輯Config文件進(jìn)行或通過(guò)Setup菜單進(jìn)行設置。
(2)建立典型零件模型庫由于Pro/E的立體建模是一個(gè)參數化過(guò)程,因此可根據本企業(yè)的鈑金結構特點(diǎn)建立典型零件模型庫。零件建模時(shí)選取典型模型進(jìn)行修改重新生成(Regenerate)后,即可得到所需模型,從而發(fā)揮Pro/E參數化設計的優(yōu)勢,達到快速建模的目的。
(3)驗證零件立體模型由于展開(kāi)模型是依據立體模型建立的,為保證展開(kāi)模型的正確性,應對零件立體模型進(jìn)行驗證。驗證時(shí)應用Analysis菜單中的Mea sure,Modelanalysis等功能模塊進(jìn)行鈑金立體模型各要素的測量分析。
(4)注意立體模型的結構工藝性由于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)行模擬運算的,因此零件建模過(guò)程中應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)際加工的結構工藝性問(wèn)題,Pro/E將拒絕展開(kāi)。
(5)展開(kāi)后的干涉檢驗Pro/E零件展開(kāi)后的模型,干涉部分Pro/E用警告色給出顯示。注意有干涉警告時(shí)就要修改零件的結構直到?jīng)]有展開(kāi)干涉出現。
(6)展開(kāi)圖形的輸出Pro/E的展開(kāi)模型可通過(guò)Drawing模塊轉化成二維圖。二維圖可顯示標注尺寸、折彎中心線(xiàn)、折彎延伸區,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,可以很方便地與數控設備進(jìn)行圖形文件的數據交換,從而達到直接輸出編程的目的,實(shí)現無(wú)紙加工。
5 結語(yǔ)
PRO/E展開(kāi)方法具有參數化、智能化、展開(kāi)迅速準確、效率高、精度高、展開(kāi)尺寸便于驗證、能實(shí)現無(wú)紙加工及展開(kāi)圖能以多種圖形文件格式直接輸出等特點(diǎn),為現代折彎鈑金件展開(kāi)提供了一種實(shí)用的工具。#p#分頁(yè)標題#e#
