用切割装配体实现复杂钣金件展开设计

摘 要：在现代的工业中，钣金被使用的越来越频繁，在冶金、化工、机械工程、建筑工程等不同的领域都被使用，随着技术的改善，对钣金件的铺开有了更高的要求，必须保证效率和运作的精准度。找到了一种利用装配体切割达到锥管类相贯体零件的操作办法，这个方式就是使用实体模型软件构成钣金零件之间的贯通线路，接下来就是通过虚拟切割已经有了连贯特点的钣金零件虚拟铺开，钣金零件的铺开建设就算完成了，进而使得以往的相互贯通的钣金开展建设中的难点问题得以克服。本文运用实例证明了设计的办法。

关键词：钣金；展开；机械设计

中图分类号：TG382 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0200-02

1 影响钣金件折弯延展的因素

1.1 材料的影响

在对钣金件进行折弯展开时，首先要了解材料性能对折弯的影响，而且在满足产品性能前提下，应该从材料成本、工艺加工性能、加工设备能力等方面综合考虑，使用不同材料时，也要根据不用设备加工特点，制定合理加工路线和方法，才能进行钣金件的折弯延展。

1.2 工艺设计的影响

对钣金件进行折弯延展时，要从材料弯曲变形情况、厚度及加工手段几个方面来进行分析与计算。根据钣金件的结构特点可以分为两大类别：折弯类、弧面类钣金件。同时还要考虑折弯与焊接工艺的配合程度，力求达到一次成型的效果。

2 平面弯曲钣金的设计

对于平面弯曲钣金件的设计制作跟其他类型的材料来说比较简单，在现代比较常见的实体造型软件都有这样的功能设计，比如说，Solidedgs；Solidworks；pro-e等，然而在操作一些像圆锥套、圆柱管相互连接钣金体的设计展开时并没有看到相关的简介。

钣金件的类别是可以分为两种类型的。一种类型是不可以展开的钣金件。比如胀型获取的零件。另外一种类型就是可以展开的钣金件，平板折弯生成的零件是属于可以展开的范围，在这里就不赘述了，在本文中论述的就是已经完全解析解的圆柱管或圆锥套零件，和它们所构成的管接件的展开设计。

按照钣金件的铺展特点，把钣金件划分为两种类别。一种叫做可以展开的表面，这样的类型表面的线段是平行线或者相交的线，是可以直接铺展成平面的，比如说圆柱表面、圆锥表面。

圆台表面等不同的表面；另外一种形式是不能铺展的表面，这种类型的表面是曲线或者线段是交叉的，是不可以直接用来铺展成平面图的，比如，球面其他类型的比较圆的面。当然，针对不同样式的表面采用不同的铺展方式。

对于可以铺展的面来说，铺展的办法就比较简单。把圆柱表面铺展来看，可以看到的是矩形图，或者也可以看到的是相互垂直的三条直线和一条曲线构建成的图形也有可能是两条平行线或曲线构建的图形，对于后两者类型可以将它划分成直角梯形来铺开；对于圆锥表面来说，他的铺开图形是一个扇形；圆台的铺开图就是一个圆环的一部分。针对不能铺开的表面，通常情况下采取的办法就是相似的办法，比如利用三角形法来进行相近似的铺开。三角形法的形式就是把物体表面分裂成诸多的三角形去表现类似的不同曲面图形。

就当前情况来看，钣金铺展的方式有作图法、计算法、系数法、程序法、计算机辅助绘图法等。在对钣金件进行编程前，就需要建造有关的铺开件的数学模型，按照有关的尺寸进行建造，进而编造程序把钣金件铺开。

在实际工作常常会遇到不同的大小，和轴线的不同位置和圆面展开的问题。圆柱相互连贯的情况虽然是不同的但是仍然是有规律可以遵循的就是相对位置的变化。以轴线相对位置为例子，通常情况下有轴线正交，斜交和轴线的垂直交叉和倾斜交叉这样的情况变化。

3 圆柱管和圆锥套零件预制

将圆柱管和圆锥套相互连贯钣金体的铺展设计，第一要做的就是利用实体造型软件制造对应的零件。然后就会有相关的数据和材料的产生，就是为了在软件装置配备时利用。材料的预制具体运作办法简略叙述在下面：

（1）对于平面的参考选择或者参考平面的创设。

（2）在参考平面上进行草图的绘制。需要注意的是，生成实体的方式不一样，参考面和草图绘制的形态也不一样。

（3）利用软件中的实体制作工具绘制成需要的实体零件。本文例举的实例就是利用造型软件中薄壁旋转拉伸功能取得。

4 装配体设计和切割

软件装配的要求不仅和实际上的装配很想像，更重要的是更加灵活。即便是密不透风的实体也是可以把零件很自如的插进去。考虑到不失一般性，我们采用这样的方式使圆柱管还有圆锥套产生偏差连接，利用软件的配备功能，利用装配体的设计的具体运作方式简略概括就是：

（1）创设装配文件。

（2）把即将要装配的零件加入到需要装配的文件中。

（3）创设装配模型，束缚住零件，达到装配的效果。

刚开始装配体中可以看出来的就是零件和零件之间存在诸多不和谐的地方，要想使零件形成装配的正确性，就需要进行虚拟的操作，达到虚拟切割。软件虚拟操作如下：

（1）先把编辑的对象确定下来。

（2）有关参考平面的创设，切割草图的虚拟绘制。

（3）施行拉伸切除。

打开圆柱管还有圆锥套的零件，软件会要求重新建一个，重新搭建的后的零件跟之前的相比就会看到明显的变化。

（4）钣金展开并生成工程图。

把重新建造后的模型零件变成钣金件，于是展开就变成钣金件铺开图。

以上讲述的生成设计的数据材料和不同的文件可以后接数据钣金加工，就会生成自动化的钣金铺展零件，构建成钣金数字化生产链条。

针对某个具体的钣金构件，第一要做的就是按照构建的相关特点找到基本的几何参数，接着要做的就是设计构件设计和铺开图的对话框。

对话框的基本内容就是：构件的预览图、相关数据的输入、描绘的图形初始点的选择、输入的数据是否合理的检测、描绘构建的零件的工作图还有展开图。在这几个中输入的数据是否合理是一项重要的内容，一个图形的数据之间并不是独立存在的，有着某种联系，假设数据不能满足这个关系那就是有问题的数据。

5 总 结

我们可以总结出，运用软件操作的复杂的钣金铺开图的设计过程还有生产过程，跟以往的办法相互比较是根本不同的，现在使用的过程是，材料的预制、虚拟装配、零件编程、零件转换、展开、数控钣金制作、装配这样的设计步骤。

参考文献

[1]张玉莲，谈国华.三维实体造型概述[J].电子机械工程，2001（3）.

[2]汪兆锋，张 钰.使用三维设计软件更新结构设计理念[J].电子机械工程，2001（4）.

[3]北京生信实维有限公司.Solidwork培训手册[M].2000.

[4]佚 名.MDT应用与开发教程[M].北京：理工大学出版社，2000.

[5]施浒立，陈志平，贺存君.机电产品的现代概念设计[J].机电工程，2002（4）.

[6]朱力耕，刘 霞，周孝伦，等.柱式回转装配体的展开技术研究[J].航空计算技术，2010（2）.

[7]何 薇.管类钣金件参数化设计与展开系统的开发与实现[D].东北大学，2008.

[8]胡静波.面向大型阀体的CAD系统设计及密封性能分析[D].东南大学，2008.

[9]舒 童.平板电视瓦楞纸板缓冲衬垫及其PROE应用模块开发[D].江南大学，2008.

[10]李琳光.加热炉管道系统三维设计软件的开发研究[D].东北大学，2006.

[11]娄锦东.基于Solid Edge的三维加热炉余热锅炉受热面设计软件的开发[D].东北大学，2009.

[12]王宏旭，段 明，王亚莉.钣金零件库及其参数化展开系统研究[J]机械设计与制造，2010（7）.

[13]金 涛，陈 敏，匡继勇.Pro/ENGINEER软件的二次开发技术[J].昆明理工大学学报，2001（2）.

[14]林清安.Pro/Engineer 2001钣金设计[M].北京：清华大学出版社，2003：108～114.

收稿日期：2018-3-25