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。
4 X, `" ^: B. U2 f, v8 A2 G7 G1 折弯钣金件的传统展开方法
/ F. c& Q( H1 |( `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。
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:
+ N" W" s; H4 r7 `& |(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)。
ＭｏｄｅｌＴｒｅｅ:
2 J' U+ b( R  ?9 H2 n. EＹＪ19Ｗ1Ｗ2Ｋ3.ＰＲＴ
. G3 `% f# b6 o; O, ^* k0 ]# _ＦＩＲＳＴ ＷＡＬＬ
Ｗａｌｌ ｉｄ 991
- U1 A7 |5 F' e2 p! D. nＷａｌｌ ｉｄ 1102
Ｗａｌｌ ｉｄ 1189
6 |9 |( Y! c, q% m; T/ ^Ｗａｌｌ ｉｄ 1298
& U" f: Q" T: Z; u$ C! I! J- AＷａｌｌ ｉｄ 1461
5 X2 F8 D( R; |8 [$ W3 nＷａｌｌ ｉｄ 1510
Ｗａｌｌ ｉｄ 1558
" e& K1 X: v5 [9 s. v# S5 {Ｗａｌｌ ｉｄ 1719
  v) m) R+ i# [3 ZＷａｌｌ ｉｄ 1767
Ｃｕｔ ｉｄ 1816
Ｃｕｔ ｉｄ 1875
$ q- F! a( @: p- |$ b) A* e本文所选零件建立的模型如图3。
3.3立体模型的展开
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
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。

4 折弯钣金件Ｐｒｏ/Ｅ展开中的注意事项
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:
(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。
+ {1 h9 F3 p4 q- ~9 h(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。
6 I: H1 S; q* v(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。
, h- g, O0 F$ k9 a! O' @(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。
: u9 A6 Y" V9 G2 v. M9 V1 A$ Z' N6 `(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。
/ A+ ?: v. H6 [/ C4 P(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。
9 Y# e2 ~; B" Z) i+ I5 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。
! @. A/ f2 M1 K文章关键词： Pro/E