基于Solidworks的钣金件设计
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通常该零件是由各种形状的圆管焊接 而 成 ， 因 此 需 要 制 作 大 量 圆 管 、斜 口 圆 管 及 圆 锥 管 。圆 管 展 开 比 较 简 单 不 做 敷 述 ， 主要 介绍斜口圆管及圆锥管的展开方法。 ２ ． １ 斜口圆管的展开
使用ＡｕｔｏＣＡＤ作图法来计算，通常按 中性层算出零件的展开长度，将圆管分成 若干等分并标记在坐标上，根据剖面图找 出 与 等 分 点 相 应 的 ｙ 、ｘ 坐 标 ， 用 样 条 曲 线 命 令按顺序连接坐标上的各点（图５）。
传统的弯曲件展开长度的确定是采用 计 算 方 法 。通 常 将 弯 曲 零 件 分 为 直 线 和 圆 角的各个不同单元体，直线部分的长度不 变而弯曲部分的长度应需要考虑材料的变 形和应变中性层的相对移动，故整个毛坯 的展开尺寸应等于弯曲零件各部分长度的 总 和 （ 图 １ ） 。即 ：
图 １ 弯曲件展开长度 表 １ 板料弯曲中性层系数［ １ ］
（１）按１∶１ 比例画出斜口圆管草图。 （２）使用Ｅｘｔｒｕｄｅｄ（拉伸）命令创建斜口 圆管长度。 （３）重新在新的基准面上按照在接头中 的角度画出切除草图，使用Ｅｘｔｒｕｄｅｄ Ｃｕｔ （拉伸切除）命令将斜口管斜口部分切除。 （４）在斜口管焊接处最短处画草图，再 次使用Ｅｘｔｒｕｄｅｄ Ｃｕｔ（拉伸切除）命令将圆 管割缝（即焊缝）。 （５）点击Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｃｏｎｖｅｒｔ（插入折弯）工具将实体转化为钣金 零件（图６）。 （６）在Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｆｌａｔ（展开）命令将钣金零件自动展开（图７）， 再次点击此命令，零件回复三维状态。 （７）点击从零件到工程图命令栏，从中 选择纸张，选择平坦视图，则可以出现零件 的展开图（图７），之后保存为．ｄｘｆ格式，生成 程序，进入激光切割机按展开图切割外形； 之后，按零件要求滚圆，合缝焊接，即可得 到所要求的弯曲件。 ２ ． ２ 圆锥管的展开
３ 结语
基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的钣金件加工技术，解 决 了 复 杂 弯 曲 件 、多 种 回 转 件 等 钣 金 件 的 展开问题，不用做繁琐的计算便能得到其 展 开 图 ， 大 大 的 减 小 了 计 算 误 差 。用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ绘制展开图，省时、作图精度高、 修改方便，同时与数控机床组网直接实现 零件的加工，及时的解决了下料尺寸的问 题，大大降低了材料的浪费，同时使加工变 得 轻 松 。实 践 证 明 这 是 非 常 实 用 的 。
１ 弯曲件展开长度的计算方法
弯 曲 件 是 现 代 机 器 、仪 器 仪 表 和 工 具 制造中数量最多的冲压零件之一，其主要 形 式 有 Ｖ 形 、Ｕ 形 、Ｚ 形 弯 边 及 其 其 他 形 状 比 较 复 杂 的 零 件 。弯 曲 件 的 展 开 长 度 即 毛 坯 尺寸，是弯曲工艺下料的依据，下料过长、 过短都会使材料浪费，造成工件报废，因 此，弯曲件展开长度的计算在冲压生产中 起着至关重要的作用。 １ ． １ 传统弯曲件展开长度计算方法
参考文献
［１］ 王孝培．冲压设计资料［Ｍ］．机械工业出 版社，１９８７．
［２］ 徐东升．ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ２００５中文版范例入 门与提高［Ｍ］．清华大学出版社，２００５．
［３］ 张仲元，高中宝．钣金工展开原理［Ｍ］．中 国铁道出版社，１９８３．
５８ 科技资讯 Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
当壁厚或其他尺寸有所变化时 ＡｕｔｏＣＡＤ作图法必须重新找出中性层取点 画 图 ， 计 算 量 仍 较 大 且 依 然 为 近 似 画 法 。而
图 ９ 圆锥管展开图
采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ只需修改三维模型数据，展 开图即可自动更新，大大提高了工作效率。 应用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ展开斜口圆管的方法为：
注 ：对 于 复 杂 弯 曲 件 的 展 开 长 度 计 算 来 说 ， 采 用 传 统 方 法 非 常 繁 琐 且 误 差 较 大 。
ρ为弯曲部位中性层半径； ｒ为弯曲件内角半径； ｋ为中性层位移系数； ｔ为弯曲材料厚度； α 为 弯 曲 中 心 角（°）。 １．２ 用 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 展开弯曲件 下面介绍一下Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ展开弯曲件 的方法。 （１）按１∶１ 比例画出弯曲件草图。 （２）点击Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏中Ｂａｓｅ Ｆｌａｎｇｅ（基体法兰），使草图转化为实体零 件。 （３）点击Ｅｄｇｅ Ｆｌａｎｇｅ（边线发兰）工具生 成多个翻边（图２）。 （４）在Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｆｌａｔ（展开）命令将钣金零件自动展开，再次 点击此命令，零件回复三维状态。 （５）点击从零件到工程图命令栏，从中 选择纸张，选择平坦视图，则可以出现零件 的展开图（图３），之后保存为．ｄｘｆ格式，再进 入ＣＡＤ将折弯线删除，生成程序，进入激光
图 ８ 圆锥管
切割机按展开图切割内外形；之后，按已有 折弯线在数控折弯机上成形，即可得到所 要求的弯曲件。
２ 回转类钣金件展开方法
在除尘设备中这类零件很常见，我们 常常会遇到绘制类似于通风接口等任意不 规则形状的钣金件（图４），虽然这些零件可 以利用平面几何和三角函数或者ＡｕｔｏＣＡＤ 求出结果画出展开图，但是比较麻烦，笔者 利用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ可以轻松而且准确地完成 这一任务。
图 ２ 弯曲件
图 ３ 弯曲件展开图
图 ４ 通风接口
科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
５７
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科技资讯 ２００９ ＮＯ．１６ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 图 ５ 斜口圆管的展开
图 ６ 斜口圆管
图 ７ 斜口圆管展开
工 程 技 术
（１）按１∶１ 比例画出圆锥管草图。 （２）使用Ｒｅｖｏｌｖｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ（旋转曲面）命 令 将 草 图 转 化 为 三 维 视 图 。注 意 在 旋 转 的 过程中要输入角度要小于３６０度（即要留出 焊缝）。 （３）使用Ｔｈｉｃｋｅｎ Ｆｅａｔｕｒｅ（加厚特征）将 上步完成的锥面完善成锥体。 （４）在斜口管焊接处最短处画草图，再 次使用Ｅｘｔｒｕｄｅｄ Ｃｕｔ（拉伸切除）命令将圆 管割缝（即后来的焊缝）。 （５）点击Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｃｏｎｖｅｒｔ（插入折弯）工具将实体转化为钣金 零件（图８）。 （６）在Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｆｌａｔ（展开）命令将钣金零件自动展开，再次 点击此命令，零件回复三维状态。 （７）点击从零件到工程图命令栏，从中 选择纸张，选择平坦视图，则可以出现零件 的展开图（图９），之后保存为．ｄｘｆ格式，生成 程序，进入激光切割机按展开图切割外形； 之后，按零件要求滚圆，合缝焊接，即可得 到所要求的弯曲件。 上述通过ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ三维模型生成展 开图，进而与数控激光切割机以及数控折 弯机等组网，共享ＮＣ程序，能够减少加工 准备时间，使得整个加工方便而快捷。
控加工中的应用。
关键词： 展开长度 弯曲件 回转类钣金件 数控加工
中图分类号： Ｔ Ｕ ５
文献标识码： Ａ
文章编号： １ ６ ７ ２ － ３ ７ ９ １ （ ２ ０ ０ ９ ） ０ ６ （ ａ ） － ０ ０ ５ ７ － ０ ２
针对一般钣金件的特点及其除尘设备 通风系统钣金件的设计情况，利用 Ｓｏｌｉｄｗｏｋｒｓ可以轻松的完成准确下料、绘制 展 开 工 艺 图 等 工 序 。笔 者 通 过 近 几 年 的 使 用和工作经验，摸索出用该软件进行钣金 件展开的一些方法，能够准确高效地完成 生产任务。下面就介绍一些Ｓｏｌｉｄｗｏｋｒｓ在钣 金件展开中的应用。
工 程 技 术
科技资讯 ２００９ ＮＯ．１６
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
基于 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 的钣金件加工
张育丹 １ 王亚莉 ２ （ １ ． 远方环保设备厂； ２ ． 中国飞行试验研究院改装部 陕西西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ）
摘 要：阐述了计算弯曲件展开长度的原理及方法，叙述了应用 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 展开弯曲件、回转类钣金件的具体方法，以及 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 在数
使用ＡｕｔｏＣＡＤ作图法来计算，通常按 中性层算出零件的展开长度，将圆管分成 若干等分并标记在坐标上，根据剖面图找 出 与 等 分 点 相 应 的 ｙ 、ｘ 坐 标 ， 用 样 条 曲 线 命 令按顺序连接坐标上的各点（图５）。
传统的弯曲件展开长度的确定是采用 计 算 方 法 。通 常 将 弯 曲 零 件 分 为 直 线 和 圆 角的各个不同单元体，直线部分的长度不 变而弯曲部分的长度应需要考虑材料的变 形和应变中性层的相对移动，故整个毛坯 的展开尺寸应等于弯曲零件各部分长度的 总 和 （ 图 １ ） 。即 ：
图 １ 弯曲件展开长度 表 １ 板料弯曲中性层系数［ １ ］
（１）按１∶１ 比例画出斜口圆管草图。 （２）使用Ｅｘｔｒｕｄｅｄ（拉伸）命令创建斜口 圆管长度。 （３）重新在新的基准面上按照在接头中 的角度画出切除草图，使用Ｅｘｔｒｕｄｅｄ Ｃｕｔ （拉伸切除）命令将斜口管斜口部分切除。 （４）在斜口管焊接处最短处画草图，再 次使用Ｅｘｔｒｕｄｅｄ Ｃｕｔ（拉伸切除）命令将圆 管割缝（即焊缝）。 （５）点击Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｃｏｎｖｅｒｔ（插入折弯）工具将实体转化为钣金 零件（图６）。 （６）在Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｆｌａｔ（展开）命令将钣金零件自动展开（图７）， 再次点击此命令，零件回复三维状态。 （７）点击从零件到工程图命令栏，从中 选择纸张，选择平坦视图，则可以出现零件 的展开图（图７），之后保存为．ｄｘｆ格式，生成 程序，进入激光切割机按展开图切割外形； 之后，按零件要求滚圆，合缝焊接，即可得 到所要求的弯曲件。 ２ ． ２ 圆锥管的展开
３ 结语
基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的钣金件加工技术，解 决 了 复 杂 弯 曲 件 、多 种 回 转 件 等 钣 金 件 的 展开问题，不用做繁琐的计算便能得到其 展 开 图 ， 大 大 的 减 小 了 计 算 误 差 。用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ绘制展开图，省时、作图精度高、 修改方便，同时与数控机床组网直接实现 零件的加工，及时的解决了下料尺寸的问 题，大大降低了材料的浪费，同时使加工变 得 轻 松 。实 践 证 明 这 是 非 常 实 用 的 。
１ 弯曲件展开长度的计算方法
弯 曲 件 是 现 代 机 器 、仪 器 仪 表 和 工 具 制造中数量最多的冲压零件之一，其主要 形 式 有 Ｖ 形 、Ｕ 形 、Ｚ 形 弯 边 及 其 其 他 形 状 比 较 复 杂 的 零 件 。弯 曲 件 的 展 开 长 度 即 毛 坯 尺寸，是弯曲工艺下料的依据，下料过长、 过短都会使材料浪费，造成工件报废，因 此，弯曲件展开长度的计算在冲压生产中 起着至关重要的作用。 １ ． １ 传统弯曲件展开长度计算方法
参考文献
［１］ 王孝培．冲压设计资料［Ｍ］．机械工业出 版社，１９８７．
［２］ 徐东升．ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ２００５中文版范例入 门与提高［Ｍ］．清华大学出版社，２００５．
［３］ 张仲元，高中宝．钣金工展开原理［Ｍ］．中 国铁道出版社，１９８３．
５８ 科技资讯 Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
当壁厚或其他尺寸有所变化时 ＡｕｔｏＣＡＤ作图法必须重新找出中性层取点 画 图 ， 计 算 量 仍 较 大 且 依 然 为 近 似 画 法 。而
图 ９ 圆锥管展开图
采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ只需修改三维模型数据，展 开图即可自动更新，大大提高了工作效率。 应用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ展开斜口圆管的方法为：
注 ：对 于 复 杂 弯 曲 件 的 展 开 长 度 计 算 来 说 ， 采 用 传 统 方 法 非 常 繁 琐 且 误 差 较 大 。
ρ为弯曲部位中性层半径； ｒ为弯曲件内角半径； ｋ为中性层位移系数； ｔ为弯曲材料厚度； α 为 弯 曲 中 心 角（°）。 １．２ 用 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 展开弯曲件 下面介绍一下Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ展开弯曲件 的方法。 （１）按１∶１ 比例画出弯曲件草图。 （２）点击Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏中Ｂａｓｅ Ｆｌａｎｇｅ（基体法兰），使草图转化为实体零 件。 （３）点击Ｅｄｇｅ Ｆｌａｎｇｅ（边线发兰）工具生 成多个翻边（图２）。 （４）在Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｆｌａｔ（展开）命令将钣金零件自动展开，再次 点击此命令，零件回复三维状态。 （５）点击从零件到工程图命令栏，从中 选择纸张，选择平坦视图，则可以出现零件 的展开图（图３），之后保存为．ｄｘｆ格式，再进 入ＣＡＤ将折弯线删除，生成程序，进入激光
图 ８ 圆锥管
切割机按展开图切割内外形；之后，按已有 折弯线在数控折弯机上成形，即可得到所 要求的弯曲件。
２ 回转类钣金件展开方法
在除尘设备中这类零件很常见，我们 常常会遇到绘制类似于通风接口等任意不 规则形状的钣金件（图４），虽然这些零件可 以利用平面几何和三角函数或者ＡｕｔｏＣＡＤ 求出结果画出展开图，但是比较麻烦，笔者 利用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ可以轻松而且准确地完成 这一任务。
图 ２ 弯曲件
图 ３ 弯曲件展开图
图 ４ 通风接口
科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
５７
wk.baidu.com
科技资讯 ２００９ ＮＯ．１６ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 图 ５ 斜口圆管的展开
图 ６ 斜口圆管
图 ７ 斜口圆管展开
工 程 技 术
（１）按１∶１ 比例画出圆锥管草图。 （２）使用Ｒｅｖｏｌｖｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ（旋转曲面）命 令 将 草 图 转 化 为 三 维 视 图 。注 意 在 旋 转 的 过程中要输入角度要小于３６０度（即要留出 焊缝）。 （３）使用Ｔｈｉｃｋｅｎ Ｆｅａｔｕｒｅ（加厚特征）将 上步完成的锥面完善成锥体。 （４）在斜口管焊接处最短处画草图，再 次使用Ｅｘｔｒｕｄｅｄ Ｃｕｔ（拉伸切除）命令将圆 管割缝（即后来的焊缝）。 （５）点击Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｃｏｎｖｅｒｔ（插入折弯）工具将实体转化为钣金 零件（图８）。 （６）在Ｓｈｅｅｔ Ｍｅｔａｌ（钣金）命令栏，使用 Ｆｌａｔ（展开）命令将钣金零件自动展开，再次 点击此命令，零件回复三维状态。 （７）点击从零件到工程图命令栏，从中 选择纸张，选择平坦视图，则可以出现零件 的展开图（图９），之后保存为．ｄｘｆ格式，生成 程序，进入激光切割机按展开图切割外形； 之后，按零件要求滚圆，合缝焊接，即可得 到所要求的弯曲件。 上述通过ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ三维模型生成展 开图，进而与数控激光切割机以及数控折 弯机等组网，共享ＮＣ程序，能够减少加工 准备时间，使得整个加工方便而快捷。
控加工中的应用。
关键词： 展开长度 弯曲件 回转类钣金件 数控加工
中图分类号： Ｔ Ｕ ５
文献标识码： Ａ
文章编号： １ ６ ７ ２ － ３ ７ ９ １ （ ２ ０ ０ ９ ） ０ ６ （ ａ ） － ０ ０ ５ ７ － ０ ２
针对一般钣金件的特点及其除尘设备 通风系统钣金件的设计情况，利用 Ｓｏｌｉｄｗｏｋｒｓ可以轻松的完成准确下料、绘制 展 开 工 艺 图 等 工 序 。笔 者 通 过 近 几 年 的 使 用和工作经验，摸索出用该软件进行钣金 件展开的一些方法，能够准确高效地完成 生产任务。下面就介绍一些Ｓｏｌｉｄｗｏｋｒｓ在钣 金件展开中的应用。
工 程 技 术
科技资讯 ２００９ ＮＯ．１６
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
基于 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 的钣金件加工
张育丹 １ 王亚莉 ２ （ １ ． 远方环保设备厂； ２ ． 中国飞行试验研究院改装部 陕西西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ）
摘 要：阐述了计算弯曲件展开长度的原理及方法，叙述了应用 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 展开弯曲件、回转类钣金件的具体方法，以及 Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ 在数