基于Pro/E的钣金展开法的应用实践

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在现代钣金制造业,随着数控激光切割机、数控折弯机等数控钣金加工设备应用的日益广泛,钣金加工工艺也有了质的飞跃。
传统折弯钣金件加工工艺以粗放展开加工并结合机械切削为特点,先近似以展开尺寸放样落料,预留后续加工余量后进行折弯。折弯后再修准尺寸,加工孔槽。这种工艺对展开图精度要求低,存在着工艺路线复杂、效率低、浪费材料及加工质量不易保证等缺点。
现代折弯钣金件加工工艺以精确展开加工、零机械切削为特点,先按展开图全部切割出外形及孔、槽,然后折弯成型。这种工艺具有钣金零件的单元封闭加工、工艺路线简化、效率高、加工质量好等优点,但对钣金展开图的精度要求高。因此,现代折弯钣金件加工中精确展开图的绘制就成了首先要解决的问题。
1 折弯钣金件的传统展开方法
在钣金件的折弯过程中,由于钣金零件折弯区产生塑性变形,所以展开图的尺寸与几何计算的尺寸不一致,需要进行专门的计算。
, Q7 R, E5 o7 C! w折弯钣金件的展开尺寸与钣金件的厚度、折弯角、折弯半径、材料伸缩率等因素有关。传统的折弯钣金件展开尺寸计算时,依据折弯角的大小分别进行计算。展开尺寸Ｌ计算如下。当折弯角β为:
0 z$ Q1 A8 ]6 t4 d8 z(1)0°≤βＴｙｐｅ选项,选Ｐａｒｔ=>Ｓｕｂ-ｔｙｐｅ选项,选(Ｓｈｅｅｔｍｅｔａｌ)=>Ｎａｍｅ输入框,输入ＹＪ19Ｗ1Ｗ2Ｋ3(本零件代号)=>钣金件立体建模状态。然后通过Ｆｅａｔｕｒｅ=>Ｃｒｅａｔ,创建Ｗａｌｌ、Ｃｕｔ等零件特征。具体过程见如下特征树(ＭｏｄｅｌＴｒｅｅ)。
9 s6 ~0 L8 h! q% q5 j5 b$ T5 CＭｏｄｅｌＴｒｅｅ:
ＹＪ19Ｗ1Ｗ2Ｋ3.ＰＲＴ
: y& U6 ~7 F/ M- C; z/ T% x  FＦＩＲＳＴ ＷＡＬＬ
Ｗａｌｌ ｉｄ 991
9 h8 C1 v: L& m$ i3 t. E4 oＷａｌｌ ｉｄ 1102
- W3 {9 |; F/ LＷａｌｌ ｉｄ 1189
! }( J8 D+ |" M) Q# i6 oＷａｌｌ ｉｄ 1298
Ｗａｌｌ ｉｄ 1461
Ｗａｌｌ ｉｄ 1510
$ @/ O/ y; x6 m7 jＷａｌｌ ｉｄ 1558
Ｗａｌｌ ｉｄ 1719
6 z% N0 ]$ |4 j# n. vＷａｌｌ ｉｄ 1767
Ｃｕｔ ｉｄ 1816
" R# e9 v3 Z. G% s, y  W, G2 NＣｕｔ ｉｄ 1875
" ]6 G" L2 \8 o' Q1 ]# ]本文所选零件建立的模型如图3。
! f$ ^8 n' ~/ K0 R3.3立体模型的展开
9 l! \4 N1 O1 W  L本例创建Ｕｎｂｅｎｄ特征进行展开时,选260ｍｍ×120ｍｍ底面为基面,选择ＵｎｂｅｎｄＡｌｌ方式进行展开。零件模型展开后如图4。
3.4展开后图形文件的输出
- w. l: H, p8 v0 \6 M最后生成的展开图,直接过滤掉了尺寸标注、折弯中心线等数控钣金加工机床不需要的元素,以ＤＸＦ格式直接输入数控钣金加工机床进行编程切割。
" i4 U5 i8 o# o$ Q- @  m9 T
* T/ X! |+ M6 S5 r: t2 G  S4 折弯钣金件Ｐｒｏ/Ｅ展开中的注意事项
" N. u: W! m7 R笔者在应用Ｐｒｏ/Ｅ进行折弯钣金件的展开实践中,总结出一些经验,现介绍如下:
" _3 k: N8 H* B- H7 y3 U  f(1)设置建模环境为了使Ｐｒｏ/Ｅ建模环境中的单位制式、视角标准等与数控钣金设备所使用的一致,建模前必须对Ｐｒｏ/Ｅ建模环境进行预先设置。设置通常采用编辑Ｃｏｎｆｉｇ文件进行或通过Ｓｅｔｕｐ菜单进行设置。
& X% O8 b* q" x6 F; D+ B(2)建立典型零件模型库由于Ｐｒｏ/Ｅ的立体建模是一个参数化过程,因此可根据本企业的钣金结构特点建立典型零件模型库。零件建模时选取典型模型进行修改重新生成(Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅ)后,即可得到所需模型,从而发挥Ｐｒｏ/Ｅ参数化设计的优势,达到快速建模的目的。
(3)验证零件立体模型由于展开模型是依据立体模型建立的,为保证展开模型的正确性,应对零件立体模型进行验证。验证时应用Ａｎａｌｙｓｉｓ菜单中的Ｍｅａ ｓｕｒｅ,Ｍｏｄｅｌａｎａｌｙｓｉｓ等功能模块进行钣金立体模型各要素的测量分析。
(4)注意立体模型的结构工艺性由于Ｐｒｏ/Ｅ的钣金件建模是完全按钣金件实际加工过程进行模拟运算的,因此零件建模过程中应注意考虑折弯钣金件加工中的工艺裂缝(Ｒｅｌｉｅｆ)、多向延展等工艺性问题。如果零件模型有不符合实际加工的结构工艺性问题,Ｐｒｏ/Ｅ将拒绝展开。
(5)展开后的干涉检验Ｐｒｏ/Ｅ零件展开后的模型,干涉部分Ｐｒｏ/Ｅ用警告色给出显示。注意有干涉警告时就要修改零件的结构直到没有展开干涉出现。
(6)展开图形的输出Ｐｒｏ/Ｅ的展开模型可通过Ｄｒａｗｉｎｇ模块转化成二维图。二维图可显示标注尺寸、折弯中心线、折弯延伸区,以生成满足用户需求的图形。二维图能以ＤＸＦ、ＤＷＧ、ＩＧＥＳ等多种图形文件格式输出,可以很方便地与数控设备进行图形文件的数据交换,从而达到直接输出编程的目的,实现无纸加工。
5 结语
ＰＲＯ/Ｅ展开方法具有参数化、智能化、展开迅速准确、效率高、精度高、展开尺寸便于验证、能实现无纸加工及展开图能以多种图形文件格式直接输出等特点,为现代折弯钣金件展开提供了一种实用的工具。
文章关键词： Pro/E