優(yōu)化鈑金件腹板下陷展開計(jì)算

姜正祿

摘 要：展開樣板是表達(dá)有彎邊的平面零件或曲度零件展平后的準(zhǔn)確形狀。因?yàn)檎归_過程設(shè)計(jì)多為理論計(jì)算，并沒有考慮材料特性和工藝影響，所以有時(shí)需要對(duì)展開樣板進(jìn)行工藝校正和工藝補(bǔ)償。計(jì)算機(jī)在鈑金零件展開計(jì)算時(shí)能夠直接給出下陷補(bǔ)償?shù)模归_樣板應(yīng)按計(jì)算機(jī)給出的下陷補(bǔ)償設(shè)計(jì)，當(dāng)計(jì)算機(jī)不能自動(dòng)給出下陷補(bǔ)償?shù)模谠O(shè)計(jì)展開樣板時(shí)應(yīng)增加下陷補(bǔ)償。本文主要研究?jī)?yōu)化了非標(biāo)準(zhǔn)下陷展開計(jì)算的下陷補(bǔ)償方法。

關(guān)鍵詞：展開;非標(biāo)準(zhǔn)下陷;腹板下陷補(bǔ)償

1、腹板下陷展開現(xiàn)狀分析

鈑金件的下陷補(bǔ)償方式，只是對(duì)外形線為直線，同時(shí)下陷線垂直于腹板面的情況下有效，對(duì)鈑金零件其他結(jié)構(gòu)形式的下陷，還需要進(jìn)行一定的調(diào)整，否則會(huì)出現(xiàn)缺料的情況。本文主要研究解決的是非標(biāo)準(zhǔn)腹板下陷展開優(yōu)化計(jì)算結(jié)果的方法。

2、腹板下陷展開計(jì)算方法優(yōu)化

2.1展開來(lái)源分析

從鈑金零件成型的過程來(lái)看，發(fā)生延展的部位在彎曲R角區(qū)域，同時(shí)由于下陷過渡區(qū)域與樣板不平行，展開到腹板面上后，也會(huì)比投影要長(zhǎng)，因此Z值的主要來(lái)源是R角以及過渡區(qū)。

2.2、R過渡區(qū)域分析

鈑金零件的中性面在延展過程中是不變化長(zhǎng)度的，因此對(duì)彎曲R角區(qū)域，展開線到外形線的距離為中性面弧長(zhǎng)減去圓弧終止點(diǎn)到樣板平面的投影。這個(gè)距離主要受到彎曲半徑、材料厚度以及角度的影響。

通過軟件模擬計(jì)算，得到以下一些測(cè)試數(shù)據(jù)。

從表中試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出如下規(guī)律：

1）下陷角度α在50°～60°之間延展長(zhǎng)度變化最小，并且存在不延展臨界點(diǎn);

2）α小于50°時(shí)，展開邊緣小于圓弧終止點(diǎn)投影，不出現(xiàn)缺料;

3）α大于60°時(shí)，展開邊緣大于圓弧終止點(diǎn)投影，會(huì)出現(xiàn)缺料。

鈑金零件展開的原則是不出現(xiàn)缺料，因此以50°作為分界，當(dāng)α > 50°時(shí)，需計(jì)算展開。

2.3、下陷過渡區(qū)域分析

對(duì)過渡區(qū)域進(jìn)行簡(jiǎn)化，去除R角。

要計(jì)算的展開與下陷終止線的差值為L(zhǎng)-T。

L=H/ Sinα? ? ? T=H/Tanα

L-T=H/ Sinα-H/Tanα=H（1-Cosα）/ Sinα

當(dāng)L>H/3時(shí)，需要按二次彎邊展開計(jì)算下陷，那么得到下面的公式：

H（1- Cosα）/ Sinα> H/3

（1- Cosα）/ Sinα> 1/3

3-3 Cosα>? Sinα

由于兩側(cè)均為正數(shù)，因此可以同時(shí)平方，得到：

9-18 Cosα+ 9（Cosα）2 >（Sinα）2

9-18 Cosα+ 9（Cosα）2? > 1-（Sinα）2

10（Cosα）2-18 Cosα+8 > 0

（2 Cosα-2）（5 Cosα-4）> 0

5 Cosα-4 < 0

Cosα< 0.8

α > 53°

因此，當(dāng)α > 53°時(shí)，需計(jì)算展開，若仍然按照H/3計(jì)算展開，會(huì)出現(xiàn)缺料。

2.4、計(jì)算結(jié)果分析

彎曲半徑區(qū)域分析結(jié)果為：

當(dāng)α > 50°時(shí)，需通過計(jì)算方式得到展開尺寸。

下陷過渡區(qū)域分析結(jié)果為：

當(dāng)α > 53°時(shí)，需通過計(jì)算方式得到展開尺寸。

綜合取小值得到，當(dāng)α > 50°時(shí)，需通過計(jì)算方式得到展開尺寸。這個(gè)結(jié)論對(duì)標(biāo)準(zhǔn)下陷合非標(biāo)準(zhǔn)下陷的展開尺寸獲取，都具有適用性。

因此，總結(jié)優(yōu)化方法結(jié)論為：

腹板面上有深為h的下陷的鈑金零件，當(dāng)h<1時(shí)，展開不加長(zhǎng);當(dāng)h》1時(shí)且當(dāng)α < 50°時(shí)，L按h/3計(jì)算;當(dāng)h》1時(shí)且當(dāng)α 》 50°時(shí)，需按二次彎邊計(jì)算展開。

3、總結(jié)

鈑金零件傳統(tǒng)方法的腹板下陷補(bǔ)償計(jì)算從原則上來(lái)說(shuō)，按照h/3的增加值計(jì)算展開尺寸的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，并沒有違反設(shè)計(jì)規(guī)定，但是可能造成下料誤差從而產(chǎn)生超差。按本文方法完善設(shè)計(jì)方法，一定程度上可以避免因下料誤差從而產(chǎn)生超差情況的發(fā)生。使用本方法計(jì)算得到的補(bǔ)償后的展開樣板，將更具有實(shí)用性。

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