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中望3D与Proe钣金设计实例教程

2016/7/14    作者:未知    来源:网络文摘    阅读:1106

    “钣金件”也叫冲压件,其主要靠冲压工艺成型,主要原理是:借助设备和模具的作用力,使金属材料屈服产生塑性变形,从而形成具有一定形状、尺寸和性能的零件。
    根据工序不同,冲压为分离和成形两类:
●分离工序:是指坯料在模具工作零件刃口的冲压力作用下,变形部分的应力达到强度极限以后,坯料沿一定的轮廓线发生断裂产生分离而获得冲件的加工方法。分离工序主要有冲孔、落料、切断、切边等
●成形工序:是指坯料在模具压力冲压力作用下,变 形部分的应力达到屈服极限,但未达到强度极限,使坯料产生塑性变形,且不产生分离而获得具有一定形状和尺寸精度的冲件的加工方法。成形工序主要有弯曲(压弯、卷边和扭曲)、拉深、翻孔、翻边、胀形、扩口、缩口、起伏、校平和整形等。
钣金设计的过程中有很多参数是和实际加工需要息息相关的,随着CAD技术的日新月异,如何缩小理论设计和实际加工的差距,显得尤为重要,下面利用Proe和中望3D两款软件和大家详细介绍一下钣金功能的操作及实际应用。
    在Proe中新建一个钣金件模型,进入钣金件设计环境(如图1所示):
Proe钣金设计实例教程

图1 Proe钣金新建界面

    Proe的钣金模式下,生成壁的特征主要分两种:
1.主要壁:是独立的壁,可以是分离的“平整”、“拉伸”、“旋转”、“混合”、“偏移”、“可变截面扫描”、“扫描混合”等特征。
2.次要壁:至少从属于一个主要壁,它是主要壁的子项。次要壁包括“平整”、“法兰”、“延伸”、“扭转”和“合并”特征。
    Proe中第一壁的生成和实体拉伸操作方法基本一致,这里笔者不再赘述,下面和大家介绍第一壁生成后,在此基础上进行次要壁的建立方法:平整壁和法兰壁,操作方法及参数设置如下图2和图3所示

Proe钣金设计实例教程图2 平整壁操作方法

 

Proe钣金设计实例教程图3 法兰壁操作方法

    接下来我们来看一下中望3D的钣金模块,该软件提供了非常全面的钣金设计功能,通过此模块可以设计各种钣金件。除了支持基本的钣金设计如:拉伸、裁剪、凸缘等功能外,还提供高级的钣金设计功能,如:凹陷、百叶窗等。另外还支持对无参数的钣金件进行展开及折叠等。因此,同样的设计效果,中望3D的实现方法要更加的智能和简便(后面会逐个介绍),一些关键参数的设置已经全部集成到软件中,设计师根据需要进行选择即可。所以说,只要掌握软件的操作方法就可以很容易的设计出高水平的钣金件。
    中望3D钣金模块中的拉伸功能类似于造型设计中的拉伸功能,可以通过现有的曲线、草图或者临时创建一个草图来拉伸特征。点击工具栏“钣金”→“拉伸”,系统弹出拉伸对话框,如图4所示:

Proe钣金设计实例教程图4 中望3D钣金拉伸界面

注意:
1.在使用拉伸建立第一壁时,如果需要临时创建草图,选中“轮廓”→“插入曲线”,或者单击鼠标中键或者回车,系统将会弹出创建拉伸草图的界面。
2.起点和终点的差值即冲压板材的厚度,第一壁生成后接下里的操作将默认第一壁的设置厚度,这也是和实际生产相吻合的。
    生成了第一壁,接下来看一下“全凸缘”操作以及关键参数(K因子)如何设置。全凸缘也就是对应钣金加工工艺中的—折弯,该参数尺寸的设置需要注意两点:
1.零件展开后,凸缘之间不能产生干涉。
2.设置合理的折弯K系数。
操作方法为:单击工具栏“钣金”→“全凸缘”,操作对话框如图5、图6所示

Proe钣金设计实例教程图5 中望3D全凸缘-简单折弯

Proe钣金设计实例教程图6 中望3D全凸缘-S折弯

    关于必选项中的“边”设置可以是直线、圆弧或圆环(如图7所示),其他几个参数定义这里就不再赘述,主要都是定义凸缘的外形参数。

Proe钣金设计实例教程图7 边设置定义

    全凸缘操作界面中还有一个重要的参数(K因子)要和大家详细说明一下:
    K因子定义:K系数是根据某一特定材料的拉伸和压缩特性计算出来的比率,也就是钣金厚度内的中性轴位置(K因子和板厚的乘积就是中性轴的位置),例如K因子设置为0.5,则表示中轴位置在钣金厚度的中间位置,系统默认为0.41,如图8所示。

Proe钣金设计实例教程

图8 K因子设置界面

    现在好多工程师在设计钣金件时都不再考虑这个参数了,主要是因为K因子参数的设定需要结合材料特性,材料力学,工程力学等,所以很多工程师不知道如何下手,要么直接使用系统默认值,要么就干脆直接不设置,因为这个对工程师的专业知识以及实践经验有一定的要求。但是中望3D的用户就完全没有上述的烦恼,而且还可以很轻松的设置K因子,这主要归功于中望3D的智能化设计。
    通过中望3D大家可以从以下几个方面,获得合适的K因子(如图9所示)。
1. 材料表
2. 折弯表
3. 折弯余量表
4. 折弯余量公式表

Proe钣金设计实例教程Proe钣金设计实例教程
图9 K因子选择界面

    中望3D将设置K因子涉及的参数标准全部以EXL表格的形式罗列出来(图10-图12),设计师只要根据自己的材料参数进行选择就可以了。

Proe钣金设计实例教程

图10 根据钣金材料参数设置K因子

Proe钣金设计实例教程

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图11 根据折弯表推荐值设置K因子

Proe钣金设计实例教程

图12 根据折弯的厚度、角度和半径值设置K因子

    原本比较复杂的K因子设置,在中望3D软件中就变得非常简单明了。上述的这些数据表格,都是前辈们实际加工经验的精华,对设计师来说非常宝贵,当然,设计师们在往后也可以根据需要对数据进行完善和整理。

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