鈑金零件彎邊展開下陷補償研究

姜正祿

摘 要：展開樣板是表達有彎邊的平面零件或曲度零件展平后的準確形狀。因為展開過程設計多為理論計算，并沒有考慮材料特性和工藝影響，所以有時需要對展開樣板進行工藝校正和工藝補償。計算機在鈑金零件展開計算時能夠直接給出下陷補償的，展開樣板應按計算機給出的下陷補償設計，當計算機不能自動給出下陷補償的，在設計展開樣板時應增加下陷補償。本文研究了外形線為弧線且彎邊帶下陷，同時計算機無法直接計算的下陷補償方法。

關鍵詞：展開;彎邊下陷補償;弧形外形線

引言

在設計展開樣板時，鈑金件彎邊的展開下陷補償方式，通常是先設計一個以補償終止點為中心的圓，圓的半徑為彎邊展開寬度，再從彎邊展開線的下陷起始點引出此圓的切線，用切線代替下陷與補償終止點范圍內的彎邊展開線，作為補償后的零件下料外緣。此種方法在鈑金件展開設計中是較為常見的方式，但也只是對外形線為直線、同時下陷線垂直于腹板面的情況下有效，對鈑金零件其他結構形式的下陷，還需要進行一定的調整，否則會出現缺料的情況。當外形線為弧線時，需要進行一定的特殊處理。

1 圓弧擬合法

對彎邊為弧線的下陷進行補償時，如果按照公切線進行補償，如圖1，可能使公切線在正常彎邊展開線內側，導致展開計算值偏小的情況，彎邊弧度越大，產生的誤差也越大，因此，這類彎邊下陷補償線需要采取其他的擬合方式。

當外形線為曲線時，其展開外緣也為曲線。為避免下料不足，簡單的曲線可以通過圓弧擬合得到，因此，可以將正常展開線近似為一個半徑為R的圓，補償時使用半徑為R的圓弧作為新的展開線，如圖2。

圖2示例中的彎邊外形線為凸出類型，當外形線為凹陷類型時，采用直切線做出的補償比圓弧補償要大，如圖3，陰影為缺失部分，因此可以采用原補償線作為展開邊緣。

2? 法則曲線法

當正常展開線的曲度變化不均勻，如圖4，擬合的圓弧與外形線差異較大時，就需要采用CATIA軟件中的法則曲線進行設計。

CATIA法則曲線是通過兩根線條之間的變化規律，形成映射關系，將這種關系代入到另外一個線條上，從而按規律形成新的線條。

正常情況下的下陷補償，展開線與補償直切線是線性上移的關系，因此，將展開線兩端連成直線，用這根直線與展開線分別作為參考線和定義線建立法則，再將彎邊下陷起始點與零件端點連成直線，作為基線。

使用CATIA曲面設計模塊下工具欄的法則（Law）命令，分別選中參考線與定義線，確定后，在結構樹上就會出現一個規則。

點擊工具欄中平行曲線功能命令，選擇基線曲線和支持面并點擊“法則曲線”按鈕，出現法則曲線定義對話框。選擇“高級”的法則曲線類型，同時選擇結構樹上已定義的“規則”為法則曲線元素。

確認后，所選支持面上便生成了按規則變化的法則曲線，這條線可作為新補償新用于設計。

同樣，當外形線存在凹陷時，按此方法也會出現新補償線比原補償線小的情況，同樣可以采用按原補償線作為展開邊緣。

3 結束語

本文闡述了彎邊外形為弧線的幾種彎邊展開下陷補償方式，同時介紹了一種以CATIA法則曲線為技術支撐的新的下陷補償設計方法。該方法適用于外形線為弧線且曲度變化不均勻的彎邊帶下陷的展開樣板下陷補償設計，采用此種方法，使設計下陷補償方案更為符合生產要求，避免下料缺失的情況產生，提高了彎邊展開的設計質量，減少了產品報廢的幾率。

參考文獻

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