钣金成形毛坯展开方法研究进展
钣金展开放样技术
钣金展开放样的基本概念
第二章
钣金展开放样的定义
钣金展开放样的定义：将三维实体模型转换为二维平面展开图的过程
钣金展开放样的目的：为后续的钣金加工提供准确的展开尺寸和形状
钣金展开放样的基本原理：基于几何学和投影原理，通过计算和测量得到展开图的形 状和尺寸 钣金展开放样的方法：包括手工放样和计算机辅助放样两种方法，其中计算机辅助放 样是主流方法
造船工业：钣金展开放样用于船体 和船帆等部件的设计和制造
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航空航天：钣金展开放样用于飞机 和航天器的机身、机翼、尾翼等部 件的设计和制造
建筑行业：钣金展开放样用于建筑 物的钢结构、幕墙、屋顶等部件的 设计和制造
建筑领域
建筑钢结构：用于钢结构建筑的设计和制造 建筑幕墙：用于幕墙板材的展开和制作 建筑装饰：用于金属装饰板材的展开和制作 建筑楼梯：用于金属楼梯的设计和制造
智能化技术概述： 介绍钣金展开放 样中智能化技术 的定义、应用范 围和发展历程。
智能化技术应用 现状：分析钣金 展开放样中智能 化技术的现状， 包括现有技术和 应用场景。
智能化技术发展 趋势：探讨钣金 展开放样中智能 化技术的发展趋 势，包括技术升 级、应用拓展等 方面。
智能化技术应用 前景展望：预测 钣金展开放样中 智能化技术的应 用前景，包括未 来市场需求、技 术发展方向等方 面。
钣金展开放样技术
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CONTENTS
01 添加目录标题 02 钣金展开放样的基本概念 03 钣金展开放样的基本原理 04 钣金展开放样的基本方法 05 钣金展开放样的应用范围
钣金件的展开计算---准确计算
钣金中的展开计算一、钣金的计算方法概论钣金零件的工程师和钣金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期望的尺寸，会利用各种不同的算法来计算展开状态下备料的实际长度。
其中最常用的方法就是简单的“掐指规则”，即基于各自经验的算法。
通常这些规则要考虑到材料的类型与厚度，折弯的半径和角度，机床的类型和步进速度等等。
总结起来，如今被广泛采纳的较为流行的钣金折弯算法主要有两种，一种是基于折弯补偿的算法，另一种是基于折弯扣除的算法。
为了更好地理解在钣金设计的计算过程中的一些基本概念，先了解以下几点：1、折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义，它们各自与实际钣金几何体的对应关系2、折弯扣除如何与折弯补偿相对应，采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换到折弯补偿算法3、K因子的定义，实际中如何利用K因子，包括用于不同材料类型时K因子值的适用范围二、折弯补偿法为更好地理解折弯补偿，请参照图1中表示的是在一个钣金零件中的单一折弯。
图2是该零件的展开状态。
折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区域的长度。
展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值(BA)。
因此整个零件的长度就表示为方程(1)：LT = D1 + D2 + BA (1)折弯区域（图中表示为淡***的区域）就是理论上在折弯过程中发生变形的区域。
简而言之，为确定展开零件的几何尺寸，让我们按以下步骤思考：1、将折弯区域从折弯零件上切割出来2、将剩余两段平坦部分平铺到一个桌子上3、计算出折弯区域在其展平后的长度4、将展平后的弯曲区域粘接到两段平坦部分之间，结果就是我们需要的展开后的零件图15. K-因子法K-因子是描述钣金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值。
也是一个用于计算在各种材料厚度、折弯半径/折弯角度等广泛情形下的弯曲补偿(BA)的一个独立值。
图4和图5将用于帮助我们了解K-因子的详细定义。
我们可以肯定在钣金零件的材料厚度中存在着一个中性层或轴，钣金件位于弯曲区域中的中性层中的钣金材料既不伸展也不压缩，也就是在折弯区域中唯一不变形的地方。
弯曲件坯料展开尺寸研究
２１ 年 ０２
第 ２期
弯 曲 件坯 料 展 开尺 寸研 究
李素丽 ， 刘 伟
（ 陕西 国 防工 业 职 业 技 术 学 院 ， 西 西 安 ７ ００ ） 陕 １３ ２
摘
要： 传统 的弯曲钣金件展 开尺寸计算采 用公 式近似计 算 法。弯 曲钣金 件的展 开尺 寸与材 料 的机 械
断面 质量 等因素 有关 。传统 的弯 曲钣金 件展 开尺 寸
计算 时依据 折弯 角 的大小分 别进 行计算 。弯曲件 如 图 １ 图 ２所示 ， 中板宽 为 ２ 、 其 ０ｍｍ。
１ 弯 曲变 形过 程 的理 论 分 析
在外 弯 曲力矩 作用 下 ， 料将 发生 曲率变 化 ， 坯 变
化 的部分 称 为变形 区 ， 变 形 区 内靠 ， 离 曲率 中心 一 侧 的金 属 远 产 生伸 长变形 。在 压缩 变形 区和伸 长变 形 区之 间必 然存 在着 １ 切 向应 变 为 零 的 应变 中性 层 ， 层金 个 这 属 的长 度等 于原来 钣 料 长 度 ， 变 中性层 在 弯 曲变 应 形 过程 中不 是 固定 不 变 的 ， 在弹性 弯 曲阶段 ， 变 中 应
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉｅ ｏ ｒ ｉ ｅ ｉ ｆｎ ｓ ｄ Ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｕ ｃ ｉ ｓ ａ ｃ ｎ Ｓ ｚ ｆＣｕ ｖ ｎｇ Ｓ ｍ — ｉ ｉｈｅ ｔ ｒａ ｓＬａ ｎ ｈ ｎｇ
ｎ ｓ ｆｓ ｅ ｔｍｅ ａ ，ｃ ｒ ｉ ｇ ａ ｇ ｌ ｕ ｖ ｎ ａ ｉ ｓ ｕ ｆ ｃ ｆｍａ ａ ｅ ｎ ｈ ｕ ｌ ｙ ｏ ｕ ｔｎ ｅ ｔ ｎ ａ ｄ ｓ ｎ Ｔｗｏ ｅ ｓｏ ｈ ｅ ｔ ｌ ｕ ｖ ｎ ｎ ｅ ，ｃ ｒ ｉｇ ｒ ｄ ｕ ，ｓ ｒａ ｅ ｏ ｌ ｘ ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｑ ａ ｉ ｆ ｃ ｔｉ ｇ ｓ ｃ ｉ ｎ ｏ ｏ ． ｔ ｏ
钣金零件展开下料数据准确性研究
钣金零件展开下料数据准确性研究钣金零件下料数据是利用软件计算等方式得到的初始下料数据，用于零件的外缘切割等。
钣金零件展开数据下料的设计过程中，受到材料、弯边高度、成型工艺等各个方面影响，下料成型后的零件与零件理论模型有所不同。
为解决这些问题，设计展开数据时不得不人为的添加补偿，但这样又会造成材料浪费。
文章通过对某机型飞机科研生产过程中展开数据的分析与测试，提出了新的设计方案，改进并落实到实际生产中用以指导设计展开下料数据。
标签：钣金；展开下料数据；毛料件1 概述在现代飞机制造业中，钣金零部件类型多，数量大，结构复杂，所以飞机的钣金零部件加工精度要求非常高。
钣金加工技术的发展，对提高飞机机能，加快飞机产品的发展具有十分重要的意义。
现阶段，展开样板作为一种经济、便捷的实用技术，广泛的应用于钣金零件的制造中，虽然存在个别样板偏差的问题，但是在较长的一段时间内，仍将继续发挥重要的作用。
作为展开样板的技能难点，展开下料数据的设计已成为了飞机制造技术中急需攻克的难题。
因此，展开下料数据的准确性研究势在必行。
传统的钣金展开下料数据主要来源于CATIA软件钣金模块展开、钣金下料数据计算、展开件校正展开数据等方法，考虑延展性及材料流动特点等因素，最终得到的展开数据存在一小部分下料后导致展开料尺寸不足，造成零件报废。
为解决这些问题，设计展开数据时不得不人为地添加补偿，但这样又会造成材料浪费。
本文将对传统的设计方法进行分析测试，深入的研究展开下料数据的设计方法，为之后的展开数据设计打下扎实的基础。
2 导致下料数据尺寸不足的因素分析2.1 几何形状特殊的位置易缺料展開数据设计中使用CATIA钣金模块展开后，在一些几何形状特殊的位置易出现缺料的现象，如图1，外形线曲率过大，零件在成形过程中弯边两侧受圆弧外形线张力的影响，需要人为的添加补偿，这种补偿无具体的设计规范，基本上都是由设计员依靠经验设计，添加的补偿通常是本着“给大不给小”的原则，造成材料的大幅度浪费。
钣金展开放样技术
效率低下
手工放样过程繁琐，耗时较长，难以满足现代生 产的高效要求。
对工人技能要求高
传统方法需要工人具备较高的技能和经验，培训 成本高且周期长。
现代科技融合应用探讨
计算机辅助设计（CAD）技术应用
01
利用CAD软件进行钣金件的三维建模和自动展开，提
行业前沿动态关注
01
数字化放样技术
关注数字化放样技术的发展趋势，了解其在提高放样精度和效率方面的
优势。
02
自动化与智能化技术应用
关注自动化与智能化技术在钣金展开放样中的应用，如机器学习、深度
学习等算法在放样过程中的优化。
03
新材料与新工艺对放样的影响
关注新材料和新工艺对钣金展开放样的影响，了解其对放样方法和精度
计算方法
常用的钣金展开计算方法有作图法、计算法和软件辅助法等 。其中，作图法适用于简单形状的钣金件，计算法适用于规 则形状的钣金件，而软件辅助法适用于复杂形状的钣金件。
放样操作技巧与规范
操作技巧
在进行钣金放样时，需要掌握正确的划线、剪切、折弯和校对等技巧。例如，划 线时要使用专用划线工具，确保线条清晰、准确；剪切时要使用合适的剪切工具 ，保证切口平整、无毛刺。
钣金展开放样技术
目录
• 钣金展开放样技术概述 • 钣金展开放样技术基础知识 • 钣金展开放样技术实践应用 • 钣金展开放样技术优化与创新 • 钣金展开放样技术质量保证与安全防范 • 总结回顾
定义与原理
定义
钣金展开放样技术是一种将三维曲面构件展开为二维平面图形的工艺方法，用 于指导钣金件的加工和制造。
的新要求。
NX钣金件展开分析解决方案之一步可成型分析
NX钣金件展开分析解决方案之一步可成型分析2011-01-22 22:55:33 作者：来源：互联网对于汽车模具或级进模来说.难点之一在于确定非展开零件的毛坯尺寸.对板料成型进行全面、系统的数值模拟仿真，目前已经成为企业减少反复试模环节，降低模具生产成本、缩短生产周期的有效手段。
尤其对于复杂的汽车覆盖件模具的试模过程更是如此，复杂模具的试模往往需要投入相当大的时间和人力，会消耗很大的模具成本。
对于汽车模具或级进模来说.难点之一在于确定非展开零件的毛坯尺寸.对板料成型进行全面、系统的数值模拟仿真，目前已经成为企业减少反复试模环节，降低模具生产成本、缩短生产周期的有效手段。
尤其对于复杂的汽车覆盖件模具的试模过程更是如此，复杂模具的试模往往需要投入相当大的时间和人力，会消耗很大的模具成本。
通常专业的板料成型分析软件非常昂贵，也需要专业的分析专家支持，因此并不能够为广大模具企业所接受。
NX一步可成型分析功能(One-step Formability Analysis)基于有限元方法对钣金件进行成型性分析，分析结果可以指导模具设计过程和确定模具结构。
钣金件一步展开分析结果采用颜色代码描述，可以直观的查看成型过程中钣金件的壁厚变化，计算成型应力大小和张力分布，这样可以有效的评估钣金件的成型风险。
与专业的板料成型分析软件相比，NX一步展开分析具有一下特点：1. 操作简单，一个对话框一步到底，普通的模具设计人员就可以完成，无需专家支持，节省成本。
2. 先进的有限元算法保证展开的精度。
3. 提供直观的后处理报告，包括壁厚、应力、应变和回弹。
4. 可以创建成型过程中的中间形状。
具体实例Step 1. 打开NX 文件“One-step_start_01_mm.prt”，查看钣金零件料厚(分析- 测量距离)为1mm。
Step 2. 菜单“开始->建模”，进入NX 建模环境。
下拉菜单“插入->曲面-> 中位面”，抽取零件的中性层面(NX一步可成形性分析是针对面的操作)。
sw钣金件展开方法教程
solidworks钣金件展开方法教程
杨康
第一步：打开（或者绘制）需要展开的钣金零件，在快捷栏中调出中“钣金”工具栏
（注：本教程中的钣金件是从cad中转换过来，故为输入文件格式）
第二步：选择“转换到钣金”命令出现如下输入框
第三步：选取一个固定实体的面（如图中的面（1），显示为蓝色的面）。
之后选取折弯的边线（注折弯的边线展开后需和选取的面在同一个平面上）。
之后输入钣金件的板材厚度和折弯处的角的半径（本实例中分别选取的是1.5mm厚板材和R=2mm的角度）
确定后图形如下图所示
第四步：在钣金工具栏中点击“展开”命令结果如下图所示
第五步：转化成工程图即可。
(完整版)钣金件的展开计算---准确计算
精心整理钣金中的展开计算一、钣金的计算方法概论钣金零件的工程师和钣金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期望的尺寸，会利用各种不同的算法来计算展开状态下备料的实际长度。
其中最常用的方法就是简单的“掐指规则”，即基于各自经验的算法。
通常这些规则要考虑到材料的类型与厚度，折弯的半径和角度，机床的类型和步进速度等等。
总结起来，如今被广泛采纳的较为流行的钣金折弯算法主要有两种，一种是基于折弯补偿的算法，另一种是基于折弯扣除的算法。
为了更好地理解在钣金设计的计算过程中的一些基本概念，先了解以下几点：1、折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义，它们各自与实际钣金几何体的对应关系2、折弯扣除如何与折弯补偿相对应，采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换到折弯补偿算法3、K 因子的定义，实际中如何利用K 因子，包括用于不同材料类型时K 因子值的适用范围二、折弯补偿法为更好地理解折弯补偿，请参照图 1 中表示的是在一个钣金零件中的单一折弯。
图2是该零件的展开状态。
折弯补偿算法将零件的展开长度(LT) 描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区域的长度。
展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值(BA) 。
因此整个零件的长度就表示为方程(1)：LT=D1+D2+BA(1)折弯区域（图中表示为淡 *** 的区域）就是理论上在折弯过程中发生变形的区域。
简而言之，为确定展开零件的几何尺寸，让我们按以下步骤思考：1、将折弯区域从折弯零件上切割出来2、将剩余两段平坦部分平铺到一个桌子上3、计算出折弯区域在其展平后的长度4、将展平后的弯曲区域粘接到两段平坦部分之间，结果就是我们需要的展开后的零件图 15.K- 因子法K-因子是描述钣金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值。
也是一个用于计算在各种材料厚度、折弯半径 /折弯角度等广泛情形下的弯曲补偿 (BA) 的一个独立值。
图 4 和图 5 将用于帮助我们了解 K-因子的详细定义。
钣金加工中的工程展开计算方法
(1)当T'≧0.7T时,取T'=0.7T,并保証抽孔内径.
(2)当0.5T<T'<0.7T时,按原图抽孔内﹑外径取值.
(3)当T'≦0.5T时,取T'=0.5T,并保証抽孔外径.
注:若计算出的预冲孔孔径<1.0,则取预冲孔径为1.0.
反折压平:
上冲头
下模
预冲孔
M3.5
T=0.6
1.83.24ຫໍສະໝຸດ 01.6T=0.8
4.2
1.8
T=1.0
4.4
2.0
T=1.2
4.6
2.0
T=1.5
5.0
2.4
M4
T=0.6
2.1
3.6
4.4
1.8
T=0.8
4.6
2.0
T=1.0
4.6
2.0
T=1.2
4.8
2.2
T=1.5
5.2
2.4
M5
T=0.6
2.5
4.6
5.6
1.当H2T时:
(2)当θ≦70°时,
T≦1.5时,将两侧倒R=T圆弧偏移0.5T,得到中性层,按中性层展开
T>1.5时,连接两清角处,加上两θ角处的K值得到变形区
(2)当θ>70°时,按Z折1 (直边段差)的方式展开.
2.当H2T时,按两段折弯展开(R=0,θ≠90°).
Z折4 (过渡段为两圆弧相切):
120°
4.8
2.0
2.6
0.9
7.6
5.1
120°
4.8
2.2
(完整版)钣金件的展开计算---准确计算
5. K-因子法
K-因子是描述钣金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值。也是一个用于计算在各种材料厚度、折弯半径/折弯角度等广泛情形下的弯曲补偿(BA)的一个独立值。图4和图5将用于帮助我们了解K-因子的详细定义。
我们可以肯定在钣金零件的材料厚度中存在着一个中性层或轴，钣金件位于弯曲区域中的中性层中的钣金材料既不伸展也不压缩，也就是在折弯区域中唯一不变形的地方。在图4和图5中表示为粉红区域和蓝色区域的交界部分。在折弯过程中，粉红区域会被压缩，而蓝色区域则会延伸。如果中性钣金层不变形，那么处于折弯区域的中性层圆弧的长度在其弯曲和展平状态下都是相同的。所以，BA(折弯补偿)就应该等于钣金件的弯曲区域中中性层的圆弧的长度。该圆弧在图4中表示为绿色。钣金中性层的位置取决于特定材料的属性如延展性等。假设中性钣金层离表面的距离为“t”，即从钣金零件表面往厚度方向进入钣金材料的深度为t。因此，中性钣金层圆弧的半径可以表示为(R+t).利用这个表达式和折弯角度，中性层圆弧的长度(BA)就可以表示为：
例如，如果在某些手册或文献中描述中性轴（层）为“定位在离钣料表面0.445x材料厚度”的地方，显然这就可以理解为K因子为0.445，即K=0.445。这样如果将K的值代入方程(8)后则可以得到以下算式：
BA=A(0.01745R+0.00778T)
如果用另一种方法改造一下方程(8)，把其中的常量计算出结果，同时保留住所有的变量，则可得到：
BA=A(0.01745R+0.01745K*T)
比较一下以上的两个方程，我们很容易得到：0.01745xK=0.00778,实际上也很容易计算出K=0.445。
仔细地研究后得知，在SolidWorks系统中还提供了以下几类特定材料在折弯角为90度时的折弯补偿算法，具体计算公式如下：
基于CATIA复杂钣金件展开技术研究
撰文/中航飞机西安飞机分公司 彭艳敏一、引言钣金加工是飞机零件、组件和部件制造的重要工艺，钣金零部件约占飞机总零部件数的50％以上，飞机钣金零件的生产对保证飞机生产进度、达到技术质量要求具有重要影响。
钣金件展开是指从将三维零件设计模型进行分析和计算得到平面毛料的过程，对于框肋零件、部分蒙皮零件等复杂双曲率钣金件而言，其展开形状决定了成形的外形尺寸精度。
钣金零件的毛坯展开计算是冲压工艺设计的一个重要环节。
精确的毛坯形状不仅能够节约原材料，减少成形后的修边工作量，而且可以改善成形条件、提高成形质量。
因此，研究开发冲压零件的展开技术，具有重要的意义。
但是由于零件成形过程中材料的塑性变形行为较复杂，目前还没有很好的方法来准确地计算毛坯形状。
常见的展开方法归纳为：基于材料中性层的零件展开；基于零件外表面的曲面展开；基于有限元分析软件逆算法的零件展开。
本文所述为基于材料中性层的零件展开和零件外表面的曲面展开。
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、效率高和加工质量好等优点,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。
二、零件展开原理为了观察板料弯曲时的金属流动情况，便于分析材料的变形特点，可以采用在弯曲前的板料侧表面用机械刻线或照相腐蚀制作正方形网格的方法。
然后用工具观察并测量弯曲前后网格的尺寸和形状变化情况，如图1所示弯曲前，材料侧面线条均为直线，组成大小一致的正方形小格，纵向网格线长度。
弯曲后，通过观察网格形状的变化，如图1所示，可以看出弯曲变形具有以下特点。
钣金展开件生成方法研究
１ 网格技术与传统的钣金展开方法简介
网格技术是金属薄板变形分析的主要方法嘲 。金 属表 面上
圆形网格可在冲压车间中 用电化学浸蚀法印制。零件成形后圆 形的印痕变成了椭圆形。 通过测量椭圆形的长轴与短轴， 便可知
某处 的变形程度。
实际生产一般按图形拉线估量， 加上必要的工艺余量， 其 中包括压边角的形状位置， 修边和送料等方面的要求， 然后通过 试冲， 修正来合理地决定毛坯形状和尺寸嗍 。在弯曲一 拉直过程 中， 最终形变为 ０但实际应变加倍（ ， 先拉后压） 。
高展开件的精度。 关键词 ： 塑性理论 ； 应变 ； 展开
［ ｂｔ ，ｌ ／ ａｐ ｅ ｅ ｏ ＇ｉ” ｈ ｈｉ Ａ ｓ ａｔｌｗ／ｐ ｌｔ ｔ ｄｏ ｇｄ ｗ ｉ ｒ ： ｔ ／ ｙ ｈ ｍ ｈ ｆ， ｒ ｃ ｓ
ｆｕｅ ａ ｚ ｔ ｒｎｔ ｍｋｎ ｙ ｓｄｔａ ｌｅ ｈ ｓａ ａｉ ｏ ｎ ｙ ｅ ｔｉ ｏ ｇ
将带有 网格 的毛料在模 胎上成 型 ， 然后 进行剪边 ， 图 １ 如
为较为复杂 ， 目前还没有很好 的方法来精确地计算毛坯形状 一 所示 。这个步骤与零件的实际工艺过程一样 。 。 个好的曲面展开方法应是既有较好的展开面积精度 ， 又有较好 的
曲面外形精度， 且计算不复杂。 通过研究分析应变的网格法， 并结 合传统的曲面展开方法， 我们得到一种新的曲面展开方法。
【 摘要 】 该方法将分析应 变的网格法应用于展开件制作 ， 按照零件的实际工艺过程生成零件 ， 再 将其展平， 开发 了一种算法 ， 基本消除了在成型过程 中以及展平过程 中的变形， 到 自由曲面饭金 得 展开。 实践表 明， 该方法简单、 易于理解并且 实用性强， 适用范围广 ， 与传统方法相比， 能大幅度地提
钣金展开计算方法
钣金展开计算方法钣金展开计算是钣金工艺中的重要内容，也是完成钣金产品制作的关键步骤之一、钣金展开计算的目的是根据钣金产品的三维图纸，确定其展开长度和表面形状，以便进行钣金零件的切割和加工。
钣金展开计算主要包括平展面展开和曲面展开两种方法。
平展面展开是指将平面图形进行展开，形成展开图。
平展面展开计算方法主要适用于钣金产品的各种平面零件，如箱体、支架等。
（1）定积法展开计算方法：该方法适用于钣金产品的部分各种平面形状，如圆筒、弯管等。
定积法展开计算需要确定钣金材料的长度、重量、宽度等参数。
具体计算步骤如下：1）根据钣金产品的图纸，确定钣金的外径、内径、高度等参数。
2）计算钣金的周长和截面积，得到钣金的长度和重量。
3）根据钣金的长度和宽度，计算出钣金的展开图纸。
4）根据展开图纸进行钣金零件的切割和加工。
（2）图形展开计算方法：该方法适用于钣金产品的各种复杂平面形状，如弯曲的盖板、折弯的箱体等。
图形展开计算需要根据钣金产品的图纸，利用图形的几何关系和三角函数等知识进行计算。
具体计算步骤如下：1）根据钣金产品的图纸，将图纸投影到平面上。
2）根据图纸上的线段长度和角度，利用几何关系和三角函数等知识，推导出展开图形的边长和角度。
3）根据展开图形的边长和角度，计算出展开图纸。
4）根据展开图纸进行钣金零件的切割和加工。
曲面展开是指将曲面图形进行展开，形成展开图。
曲面展开计算方法主要适用于钣金产品的各种曲面零件，如球体、圆锥体等。
曲面展开计算方法较为复杂，需要借助计算机辅助设计和数学知识进行计算。
常用的曲面展开计算方法有拉伸展开法、分割展开法和均分展开法等。
具体计算步骤如下：1）根据钣金产品的图纸，将曲面投影到平面上。
2）根据曲面的曲率半径和展开的高度，进行拉伸和分割。
3）利用数学知识，计算出展开图形的边长和曲率。
4）根据展开图形进行钣金零件的切割和加工。
钣金展开计算方法
钣金展开计算方法钣金展开计算是钣金加工中非常重要的一环，它直接影响到钣金零件的加工质量和效率。
在进行钣金展开计算时，需要考虑到材料的厚度、弯曲角度、展开长度等因素，以确保最终加工出的零件能够符合设计要求。
下面将介绍钣金展开计算的方法，希望能对大家有所帮助。
1. 理论基础。
钣金展开计算的理论基础是平面展开理论，即将三维曲面展开成二维平面。
在进行展开计算时，需要根据设计图纸上的三维形状，推导出相应的展开图纸，以便进行后续的加工和制作。
2. 展开计算步骤。
（1）确定展开图纸的起点和方向。
根据设计图纸上的曲面形状，确定展开图纸的起点和展开方向，通常选择曲面的最长边作为展开的起点，并沿着曲面的延伸方向进行展开。
（2）测量展开长度。
使用测量工具（如卷尺、游标卡尺等）测量展开长度，即展开后的平面图纸的长度。
在测量时需要考虑到材料的厚度和弯曲角度，以确保展开后的图纸能够准确地覆盖到设计要求的范围内。
（3）绘制展开图纸。
根据测量得到的展开长度，在平面图纸上绘制出展开后的形状，包括边界线、弯曲线等。
在绘制时需要考虑到材料的厚度和弯曲角度，以确保展开图纸与设计要求一致。
3. 注意事项。
（1）展开计算需要考虑到材料的弹性变形和厚度的影响，因此在进行计算时需要进行适当的修正，以确保展开后的图纸能够准确地反映设计要求。
（2）在进行展开计算时，需要考虑到材料的拉伸和收缩，以及弯曲线的影响，因此在测量和绘制过程中需要进行适当的修正，以确保展开图纸与设计要求一致。
总结。
钣金展开计算是钣金加工中非常重要的一环，它直接影响到钣金零件的加工质量和效率。
在进行展开计算时，需要考虑到材料的厚度、弯曲角度、展开长度等因素，以确保最终加工出的零件能够符合设计要求。
希望以上介绍的钣金展开计算方法能够对大家有所帮助，谢谢！。
钣金展开技巧与实例
钣金展开技巧与实例钣金是一种常用的金属加工工艺，通过对金属板材的切割、弯曲、冲压等操作，制作出各种形状的零件和结构。
在钣金加工中，展开是一项重要的技术，它可以将三维形状的物体展开成二维平面的零件图纸，为后续的切割和弯曲提供准确的参考。
本文将介绍钣金展开的技巧与实例。
一、常用的钣金展开技巧1. 整体展开法：将钣金零件整体展开成一个平面，适用于平面或简单形状的零件。
该方法简单快捷，适用于一些简单的钣金零件的展开。
2. 分段展开法：将复杂形状的钣金零件划分为若干简单的几何形状，分别进行展开。
然后将这些展开零件进行叠加或拼接，得到最终的展开图。
这种方法适用于复杂形状的钣金零件的展开。
3. 逆向展开法：根据钣金零件的最终形状，反向推导出展开图。
这种方法适用于对称或规则形状的钣金零件的展开。
4. 三维CAD软件展开法：利用CAD软件进行钣金零件的三维建模和展开。
通过软件的辅助，可以快速准确地完成钣金零件的展开。
二、钣金展开实例1. 直角槽展开：以一个直角槽为例，展开过程如下：a) 首先，根据直角槽的尺寸，在纸上画出一个等大的矩形。
b) 确定直角槽的展开方向，并在矩形上标记出直角槽的长度和宽度。
c) 使用尺子或量具，按照标记的长度和宽度，在矩形上划出直角槽的展开图。
d) 根据展开图，切割钣金板材，然后进行折弯和焊接等工艺，最终得到直角槽零件。
2. 弯曲形展开：以一个弯曲形为例，展开过程如下：a) 首先，根据弯曲形的形状，在纸上画出一个等大的矩形。
b) 确定弯曲形的展开方向，并在矩形上标记出弯曲形的长度和宽度。
c) 通过测量弯曲形的弯曲角度和半径，计算出弯曲形的展开长度。
d) 使用尺子或量具，在矩形上划出弯曲形的展开图。
e) 根据展开图，切割钣金板材，然后进行折弯和焊接等工艺，最终得到弯曲形零件。
3. 复杂形状展开：以一个复杂形状的钣金零件为例，展开过程如下：a) 首先，利用测量工具对钣金零件的各个尺寸进行测量，记录下来。
钣金件展开计算方法及工艺处理
钣金件展开计算方法及工艺处理钣金件是由薄板材料制成的各种零部件，常用于电子、汽车、航空航天等行业。
展开计算方法和工艺处理是制作钣金件的重要环节，下面将详细介绍一下这方面的内容。
一、钣金件展开计算方法：钣金件的展开计算是指将三维的零部件展开成二维的平面图纸。
常用的展开计算方法有以下几种：1.直线展开法：适用于直线边和直线边的切换。
首先根据三维图件绘制出展开前的原型图，然后根据图纸给出的尺寸和角度确定展开后的几何形状。
最后跟据展开前和展开后的几何形状，按比例缩放展开图。
2.迭代法：适用于弧形边和直线边的切换。
首先根据三维图件绘制出展开前的原型图，然后根据图纸给出的尺寸和角度确定展开后的几何形状。
然后将展开后的图形对折，与原始形状进行相应的修改，使其与展开图完全一致。
最后跟据展开前和展开后的几何形状，按比例缩放展开图。
3.利用数学方法计算：适用于复杂形状的展开。
通过将钣金件切割成各个小块，并对每个小块进行展开计算，最后将所有小块的展开图拼接在一起，得出最终的展开图。
这种方法需要使用专业的数学软件进行计算，对计算机操作水平要求较高。
二、钣金件的工艺处理：钣金件的工艺处理是指制作钣金件时的一系列加工工艺，包括材料选择、剪切、冲孔、折弯、焊接、表面处理等。
1.材料选择：根据钣金件的使用环境和要求选择合适的材料，常见的有不锈钢、铝板、铜板等。
2.剪切：将原材料按照尺寸要求切割成所需的形状和尺寸，常见的剪切方法有机械剪切和激光切割。
3.冲孔：将钣金件上需要开孔的位置进行冲孔加工，常用的冲孔设备有冲床和数控冲床。
4.折弯：将已经剪切和冲孔的钣金件按照设计要求进行折弯加工，常用的折弯设备有折弯机和数控折弯机。
5.焊接：对于需要焊接的钣金件，根据不同的材料和要求选择合适的焊接方法，常见的有氩弧焊、激光焊等。
6.表面处理：对于需要表面处理的钣金件，包括除油、除锈、喷涂等工艺，以保护钣金件的表面免受腐蚀和氧化。
以上就是钣金件展开计算方法及工艺处理的相关内容。
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第16卷第1期2009年2月塑性工程学报J OU RNAL OF PL ASTICIT Y EN GIN EERIN GVol 116 No 11Feb 1 2009钣金成形毛坯展开方法研究进展3(沈阳航空工业学院航空宇航学院,沈阳 110136) 韩志仁 刘跃专摘 要:钣金成形中毛坯形状的确定是一个重要的工艺环节。
该文对各种传统的毛坯确定方法进行了分析综述;对近年发展的确定毛坯的各种方法进行了分析对比。
通过分析认为,有限元法将成为确定毛坯展开形状的主要方法,物理逆向法可能成为一种行之有效的方法,而传统方法将逐渐被淘汰。
关键词:毛坯展开;有限元法;解析法;逆算法;物理法中图分类号:T G 38611 文献标识码:A 文章编号:100722012(2009)0120006206R esearch and progress on optimum blank developmentshape methods for sheet metal formingHAN Zhi 2ren L IU Yue 2zhuan(School of Aerospace ,Shenyang Institute of Aeronautical Engineering ,Shenyang 110136 China )Abstract :It πs important to determine the optimum blank development shape in sheet metal forming.This paper summarized vari 2ous traditional approaches to determine the blank for sheet metal forming.The appoaches that have developed recent years were analysed in contrast.It reckoned that the finite element method will be the major approach to determine blank shape in the f uture ,maybe ,the physical inverse method will become a kind of efficient method as its advancement ,traditional approaches ,however ,are about to be eliminated gradually.K ey w ords :blank development ;finite element method ;analytic method ;inverse approach ;physical method3中国航空一集团基金资助项目(2006ZE54007);辽宁省教育厅基金资助项目(20060654)。
韩志仁 E 2mail :hanren888@1631com作者简介:韩志仁,男,1964年生,教授,博士,主要从事钣金塑性成形研究收稿日期:2007212210;修订日期:2008201201 引 言钣金件毛坯形状和尺寸的求解是钣金冲压成形中的一个难题,是分析钣金件变形程度、设计工艺及拟订工艺规程的前提。
如果毛坯形状设计的合适,钣金成形过程中材料的流动性将更好,从而明显地减少起皱、拉裂等现象的发生,成形极限也可有所提高,并能降低突耳高度,减少切边余量,节约钣金材料。
此外,采用合理的毛坯形状,往往能够使某些需要二次拉深才能成形的制件,一次拉深便可达到制件要求的高度。
对于形状不规则的复杂钣金件,还无法根据经验或采用解析法来求得其毛坯形状,至今未能得到满意的结果。
因此,求解钣金成形毛坯展开形状和尺寸,已成为冲压工艺设计中的一个重要而亟待解决的问题。
1 传统板料成形毛坯展开方法传统的板料冲压成形毛坯展开方法一般是基于实验和简单的理论,而且只适合于一些规则形状的零件。
传统的毛坯展开方法各有优缺点。
111 经验法[1]经验法是根据面积不变原则进行钣金毛坯展开计算的一种近似方法,在实际生产中被广泛应用。
由于成形过程力学分析复杂,人们经常采用近似的几何估算和试模修正相结合的方法得到毛坯展开的近似形状。
文献[223]提出了一种分区域计算的方法,在原来的基础上有较大的改进,但准确度有待提高。
112 逐次逼近法该方法最早由Finch [4]提出,主要用于盒形件的毛坯展开。
步骤为,首先取印有坐标网格的一定形状的板料作初始毛坯,将其压延成适当高度的零件,观察凸缘外边缘处材料,分析判断出多余材料的位置,在下一次毛坯上将该部分切除;接着用经过第一次切除的毛坯外形作为本次毛坯的初始形状,重新压延,观察并切除余料,如此循环往复进行,直到得出满意的结果。
从其步骤可知,该方法在人力和物力两方面都消耗较大,而且应该切除的余料部分难于定量把握,该方法效率较低。
113 拼合法拼合法于1947年由B 1И1Лopoho [5]提出,最初主要是为确定方矩形件的毛坯外形,根据压延件相应部分面积相等的条件确定毛坯各部分的面积。
其展开原则为,直边部分按弯曲变形展开的长度进行计算,圆角部分按1/4圆杯压延变形展开计算毛坯半径,然后用圆角光滑棱角连接过渡区,即可得到毛坯形状。
拼合法对压延过程中凸缘材料流动进行的非连续性组合假设和整体转移假设,使得此方法要想获取较高的准确度,就必须使假设对应的零件尺寸尽可能地缩小,而这种假设与实际并不相符,因此精度较低。
114 理想成形法(IF)[6,8]理想成形(Ideal Forming )是由K 1Chung 和O 1Richmond [7]提出。
理想成形的基本假设是,变形沿着最小塑性功方向进行,材料为刚塑性,且满足希尔准则(1979年)。
塑性功可表达为W =∫V 0σ・εd V 0(1) 等效应力σ=K (ε0+ε)n ,等效应变可由等效应变率沿着最小塑性功方向积分得到,ε=∫tεd t ,通过式(1)对初始位置矢量X 求导,即可得到优化的初始毛坯形状[7]。
d Wd X i=0, i =1,2,3,……n (2) 理想成形法没有考虑实际成形条件,如压边力、摩擦力、模具几何尺寸的影响,因而得到的毛坯精度较差。
115 滑移线法(SLFM)滑移线法[9211](Slip Line Field Met hod )是上世纪50年代前苏联楚达列夫[9]提出来的,它的提出第一次为钣金毛坯的求算找到了理论依据。
滑移线法的基本假设[9211]为,板料法兰厚度不变,且处于平面应变状态;材料各向同性;无硬化;不考虑摩擦力对塑性流动的影响。
在这样的假设下,可导出拉深过程中模具轮廓与板料周界是主应力迹线,因此滑移线与这些轮廓呈45°,绘出每点的两个最大剪应力方向并作包络线,得到两组互相正交的,表示最大剪应力方向的迹线网,即滑移线。
当板料处于屈服时,各点的最大剪应力达到K 值,塑性变形就沿着这些迹线进行滑移。
应用滑移线理论,研究和制作冲压毛坯的合理形状和尺寸,是一种比较直观和合理的方法。
滑移线场建立的方法[11],概括起来有两种,即数学解析法和分析推理法。
但是,滑移线场的建立是一件繁杂的工作,用手工方法比较困难,用计算机建立滑移线场只能处理平底、直壁、平压料面压延件,因此滑移线场仍然具有一定的局限性,很难推广。
116 流线法(SLM)[12215]由于滑移线法只适用于非硬化材料及平面应变问题,对于不满足这些条件的冲压过程,该方法将失效。
为了改进滑移线法,Yuung 2hwa L u 提出了流线法(St reamline Met hod )[12],SL M 是对任意形状的冲压件在材料各向异性情况的影响下,预测初始板料的最优形状及尺寸。
其主要依据[12]是,在冲压过程中,由等势线(Equipotential Contour )以及材料流动线(St reamline )所围区域内的质量应处于平衡状态。
从而计算出初始板料的形状及尺寸。
此方法虽然比滑移线法有所改善,但还是存在与滑移线法相似的缺点,即建立等势线场和描绘材料流线较困难,既费时又费力。
117 势场模拟法[1,16219]势场模拟法假设[1,19]冲压件板料为不可压缩的平面各向同性的刚塑性体,在冲压中,介于工件边缘和准确坯料边缘之间的凸缘部分,处于塑性状态,并在内边缘应力的作用下向凹模型腔内流动。
根据物理模型数学描述的相似性[1,19],从理论上可以证明,冲压工件凸缘处金属的这种流动与相似区域、相似边界条件的纯粘性流体的流动、电流的流动或热传导具有相似性,因而可由势场模拟求出不规则冲压件的展开坯料外形。
一般对于外形相似的冲压件,只需求出某一尺寸模型的等位线,其他尺寸模型的等位线均可以通过放大或缩小得到。
势场模拟法主要有电模拟法[16]、热模拟法[17]和势流场模拟法[18]等。
118 几何映射法[20222]R 1Sowerby [20]等最早提出几何映射法,认为,应变由变形前后板料的几何差别定义,而通常变形7 第1期韩志仁等:钣金成形毛坯展开方法研究进展后的板料形状已知,因此,从理论上讲有可能将变形后的板料点对点地映射回初始平板,并且不需要知道载荷就能够计算应力的分布。
R Sowerby[21]在1986年进一步发展的几何映射法是依据投影原理,遵从面积不变原则,将置于零件表面的空间曲面三角形展开在平面上,近似地确定坯料外形及尺寸。
后来J1C1Gerdeen和P1Chen[22]对其进行了更深入的研究,将有限元思想引入几何映射,对每个单元实现映射,并开发了两套程序AXIFORM H和FEPFORM分别用来处理轴对称和非对称情况。
几何映射法使用有限单元法,实现在每个单元中进行几何映射,从而实现整体映射,在整体壁板展开等方面得到了应用。
但由于只考虑面积不变,没有考虑到材料性能和工艺条件,计算精度较差,误差较大。
2 近年发展的毛坯展开方法随着计算机技术的发展,有限元方法得到了大力发展,有限元在钣金成形毛坯展开方面发展出一些方法,并逐渐被认识和应用。
另外还有物理逆向法也得到了发展。
211 有限元逆算法(一步法)[23228]有限元逆算法的一个主要特点是将板料成形过程简化为一个或若干个简单加载的变形过程,采用全量理论进行分析。
因此计算可以只考虑初始构形和最终构形,忽略中间构型的变化。
法国Batoz 等[23224]受到几何映射法的启发,首先提出了所谓逆算法。
这是一种预测板料成形中大变形的高效算法。
该方法考虑了三角形CST膜单元、大弹塑性对数应变、厚向异性及塑性全量理论、静态隐式算法、模具运动引起的垂直或法向节点力[23224]。