用切割裝配體實現復雜鈑金件展開設計

摘 要：在現代的工業中，鈑金被使用的越來越頻繁，在冶金、化工、機械工程、建筑工程等不同的領域都被使用，隨著技術的改善，對鈑金件的鋪開有了更高的要求，必須保證效率和運作的精準度。找到了一種利用裝配體切割達到錐管類相貫體零件的操作辦法，這個方式就是使用實體模型軟件構成鈑金零件之間的貫通線路，接下來就是通過虛擬切割已經有了連貫特點的鈑金零件虛擬鋪開，鈑金零件的鋪開建設就算完成了，進而使得以往的相互貫通的鈑金開展建設中的難點問題得以克服。本文運用實例證明了設計的辦法。

關鍵詞：鈑金；展開；機械設計

中圖分類號：TG382 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0200-02

1 影響鈑金件折彎延展的因素

1.1 材料的影響

在對鈑金件進行折彎展開時，首先要了解材料性能對折彎的影響，而且在滿足產品性能前提下，應該從材料成本、工藝加工性能、加工設備能力等方面綜合考慮，使用不同材料時，也要根據不用設備加工特點，制定合理加工路線和方法，才能進行鈑金件的折彎延展。

1.2 工藝設計的影響

對鈑金件進行折彎延展時，要從材料彎曲變形情況、厚度及加工手段幾個方面來進行分析與計算。根據鈑金件的結構特點可以分為兩大類別：折彎類、弧面類鈑金件。同時還要考慮折彎與焊接工藝的配合程度，力求達到一次成型的效果。

2 平面彎曲鈑金的設計

對于平面彎曲鈑金件的設計制作跟其他類型的材料來說比較簡單，在現代比較常見的實體造型軟件都有這樣的功能設計，比如說，Solidedgs；Solidworks；pro-e等，然而在操作一些像圓錐套、圓柱管相互連接鈑金體的設計展開時并沒有看到相關的簡介。

鈑金件的類別是可以分為兩種類型的。一種類型是不可以展開的鈑金件。比如脹型獲取的零件。另外一種類型就是可以展開的鈑金件，平板折彎生成的零件是屬于可以展開的范圍，在這里就不贅述了，在本文中論述的就是已經完全解析解的圓柱管或圓錐套零件，和它們所構成的管接件的展開設計。

按照鈑金件的鋪展特點，把鈑金件劃分為兩種類別。一種叫做可以展開的表面，這樣的類型表面的線段是平行線或者相交的線，是可以直接鋪展成平面的，比如說圓柱表面、圓錐表面。

圓臺表面等不同的表面；另外一種形式是不能鋪展的表面，這種類型的表面是曲線或者線段是交叉的，是不可以直接用來鋪展成平面圖的，比如，球面其他類型的比較圓的面。當然，針對不同樣式的表面采用不同的鋪展方式。

對于可以鋪展的面來說，鋪展的辦法就比較簡單。把圓柱表面鋪展來看，可以看到的是矩形圖，或者也可以看到的是相互垂直的三條直線和一條曲線構建成的圖形也有可能是兩條平行線或曲線構建的圖形，對于后兩者類型可以將它劃分成直角梯形來鋪開；對于圓錐表面來說，他的鋪開圖形是一個扇形；圓臺的鋪開圖就是一個圓環的一部分。針對不能鋪開的表面，通常情況下采取的辦法就是相似的辦法，比如利用三角形法來進行相近似的鋪開。三角形法的形式就是把物體表面分裂成諸多的三角形去表現類似的不同曲面圖形。

就當前情況來看，鈑金鋪展的方式有作圖法、計算法、系數法、程序法、計算機輔助繪圖法等。在對鈑金件進行編程前，就需要建造有關的鋪開件的數學模型，按照有關的尺寸進行建造，進而編造程序把鈑金件鋪開。

在實際工作常常會遇到不同的大小，和軸線的不同位置和圓面展開的問題。圓柱相互連貫的情況雖然是不同的但是仍然是有規律可以遵循的就是相對位置的變化。以軸線相對位置為例子，通常情況下有軸線正交，斜交和軸線的垂直交叉和傾斜交叉這樣的情況變化。

3 圓柱管和圓錐套零件預制

將圓柱管和圓錐套相互連貫鈑金體的鋪展設計，第一要做的就是利用實體造型軟件制造對應的零件。然后就會有相關的數據和材料的產生，就是為了在軟件裝置配備時利用。材料的預制具體運作辦法簡略敘述在下面：

（1）對于平面的參考選擇或者參考平面的創設。

（2）在參考平面上進行草圖的繪制。需要注意的是，生成實體的方式不一樣，參考面和草圖繪制的形態也不一樣。

（3）利用軟件中的實體制作工具繪制成需要的實體零件。本文例舉的實例就是利用造型軟件中薄壁旋轉拉伸功能取得。

4 裝配體設計和切割

軟件裝配的要求不僅和實際上的裝配很想像，更重要的是更加靈活。即便是密不透風的實體也是可以把零件很自如的插進去。考慮到不失一般性，我們采用這樣的方式使圓柱管還有圓錐套產生偏差連接，利用軟件的配備功能，利用裝配體的設計的具體運作方式簡略概括就是：

（1）創設裝配文件。

（2）把即將要裝配的零件加入到需要裝配的文件中。

（3）創設裝配模型，束縛住零件，達到裝配的效果。

剛開始裝配體中可以看出來的就是零件和零件之間存在諸多不和諧的地方，要想使零件形成裝配的正確性，就需要進行虛擬的操作，達到虛擬切割。軟件虛擬操作如下：

（1）先把編輯的對象確定下來。

（2）有關參考平面的創設，切割草圖的虛擬繪制。

（3）施行拉伸切除。

打開圓柱管還有圓錐套的零件，軟件會要求重新建一個，重新搭建的后的零件跟之前的相比就會看到明顯的變化。

（4）鈑金展開并生成工程圖。

把重新建造后的模型零件變成鈑金件，于是展開就變成鈑金件鋪開圖。

以上講述的生成設計的數據材料和不同的文件可以后接數據鈑金加工，就會生成自動化的鈑金鋪展零件，構建成鈑金數字化生產鏈條。

針對某個具體的鈑金構件，第一要做的就是按照構建的相關特點找到基本的幾何參數，接著要做的就是設計構件設計和鋪開圖的對話框。

對話框的基本內容就是：構件的預覽圖、相關數據的輸入、描繪的圖形初始點的選擇、輸入的數據是否合理的檢測、描繪構建的零件的工作圖還有展開圖。在這幾個中輸入的數據是否合理是一項重要的內容，一個圖形的數據之間并不是獨立存在的，有著某種聯系，假設數據不能滿足這個關系那就是有問題的數據。

5 總 結

我們可以總結出，運用軟件操作的復雜的鈑金鋪開圖的設計過程還有生產過程，跟以往的辦法相互比較是根本不同的，現在使用的過程是，材料的預制、虛擬裝配、零件編程、零件轉換、展開、數控鈑金制作、裝配這樣的設計步驟。

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收稿日期：2018-3-25