钣金件设计

null第10章 钣金件设计 第10章 钣金件设计 主要壁 次要壁 钣金折弯与展平 10.1 主要壁10.1 主要壁钣金件是指通过冲压、折弯以及拼接等加工方法制造的薄板金属零件，此类零件的厚度和质量较小，广泛应用于汽车、家电、航空、计算机等领域，常见的钣金件例如机电设备支撑架、机箱壳等。null壁是钣金件的主要结构，指的是具有一定厚度的薄板特征，分为主要壁和次要壁两种。主要壁是根据钣金件所保护（或支撑）的零件的尺寸和形状而创建的，是钣金件的第一个特征，因此又称第一壁，它决定了钣金件的基本轮廓，可以独立存在。 null10.1.1 创建分离的平整壁首先来熟悉一下钣金件的设计环境。启动Pro/E，选择“文件”>“新建”命令，打开“新建”对话框，在“类型”列表框中保持“零件”单选按钮处于选中状态，在“子类型”列表框中选中“钣金件”单选按钮，在“名称”文本框中输入钣金件的名称，并取消“使用缺省模板”复选框的选中状态，单击“确定”按钮1null此时弹出“新文件选项”对话框，选中“mmns_part_sheetmetal”模板（公制模板），单击“确定”按钮，即可进入钣金件设计环境2null钣金件设计环境的操作界面钣金工具栏中包含了创建壁、折弯和展平等特征的工具 null分离的平整壁，又称非连接平整壁，是指通过填充并加厚某个封闭的草绘图形而得到的薄板特征null启动Pro/E，新建一个钣金件文件“10-1-1.prt”，进入钣金件设计环境，并单击钣金工具栏中的“创建分离的平整壁”按钮，打开“分离的平整壁”操控面板，单击“参照”标签，打开“参照”上滑面板，然后单击“定义”按钮1下面来看一段创建分离的平整壁的操作。null选取“FRONT”基准平面作为草绘平面，并保持默认的草绘方向不变，然后单击“草绘”对话框中的“确定”按钮，进入草绘环境2null在草绘环境下绘制出封闭截面图形，然后单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮3在操控面板的“厚度”文本框中输入“5”，然后单击“应用”按钮，即可创建分离的平整壁4null10.1.2 创建拉伸壁拉伸壁是指通过加厚某个开放或封闭的草绘图形，并将其沿垂直方向拉伸一定距离而得到的薄板特征，其创建原理和拉伸实体类似null启动Pro/E，新建一个钣金件文件“10-1-2.prt”，进入钣金件设计环境，单击钣金工具栏中的“拉伸工具”按钮，打开“拉伸壁”操控面板，单击“放置”标签，打开“放置”上滑面板，然后单击“定义”按钮1下面来看一段创建拉伸壁的操作。null选取“FRONT”基准平面作为草绘平面，并保持系统默认的草绘方向不变，然后单击“草绘”对话框中的“定义”按钮，进入草绘环境2null在草绘环境下绘制出拉伸截面，然后单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮3在“拉伸壁”操控面板中，保持默认拉伸方式不变，将拉伸深度设置为“80”，将加厚值设置为“4”4null在“拉伸壁”操控面板中单击“选项”标签，打开“选项”上滑面板，选中“在锐边上添加折弯”复选框，然后在“半径”文本框输入“8”，并将半径值的类型设置为“内侧”5单击“拉伸壁”操控面板中的“应用”按钮，生成拉伸壁610.2 次要壁10.2 次要壁次要壁是在主要壁的基础上创建的薄板特征，此特征通常连接在主要壁上，不能单独存在，因此又称连接壁或附加壁。 常见的次要壁主要有平整壁和法兰壁等。 null10.2.1 创建平整壁平整壁，即连接平整壁，是指通过加厚某种形状的截面（可以使用预定义的图形，也可以草绘），并将其连接到某条边上而创建的薄板特征，默认情况下，平整壁带有折弯连接边主要壁null启动Pro/E，打开配书素材中“chapter10”文件夹下的“10-2-1.prt”文件，然后单击钣金工具栏中的“创建平整壁”按钮，打开“平整壁”操控面板，系统提示“选择一个边连到侧壁上”，选取此边作为连接边1下面来看一段创建自定义平整壁的操作。null在“平整壁”操控面板的“截面”列表框中选择“用户定义”项，然后单击“形状”标签，打开“形状”上滑面板，并单击“草绘”按钮2null在弹出的“草绘”对话框中，保持系统默认设置的草绘平面和草绘方向不变，单击“草绘”按钮进入草绘环境3null在草绘环境下选择“草绘”>“参照”菜单，打开“参照”对话框，选取此边作为参照，再单击“参照”对话框中的“关闭”按钮4null绘制出平整壁的截面，然后单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮 5null单击操控面板中的“减轻”标签，打开“减轻”上滑面板（用来为折弯设置止裂槽），在“类型”列表框中选择“长圆形”项，其余保持系统默认6在操控面板的“折弯半径”文本框中输入“5”，并保持系统默认的薄壁角（90度）和半径类型（“标注折弯的内部曲面”选项）不变7null单击“平整壁”操控面板中的“应用”按钮，即可创建自定义平整壁8null此外，系统在“平整壁”操控面板的“截面”列表框中提供了许多预定义截面，选择一种截面，然后选取一条连接边，系统将自动生成平整壁使用系统内置的“T”形截面创建的平整壁null添加止裂槽可以防止钣金在折弯处发生变形，系统在“减轻”上滑面板中提供了多种止裂槽，具体请参见书本中的相关介绍null10.2.2 创建法兰壁法兰壁是一种带有折叠边的薄板特征，可以连接到已有特征的直边、弧形边或扫描边上，创建法兰壁时可以使用系统预定义的截面，也可以自定义截面null单击钣金工具栏中的“创建法兰壁”按钮，打开“法兰壁”操控面板，从“截面”列表框中选取一种截面，或者选择“用户定义”项草绘一个截面1null从模型上选取一条边作为法兰壁要连接到的边2系统将自动生成法兰壁null如果想要更改法兰壁两端在连接边上的位置，可以打开“长度”上滑面板，利用该面板中的选项设置法兰壁以连接边的两个端点为界向两侧延伸的距离盲：表示从连接边的端点处向外延伸指定的距离（输入负值可以改变方向）null当法兰壁同时连接到多条边上，且这些边彼此不相切时，可以使用“边处理”上滑面板为法兰壁中的相交边（即锐边）设置边缝，系统提供了4种类型的边缝，具体请参见书本中的相关介绍10.3 钣金折弯与展平10.3 钣金折弯与展平通过折弯或展平钣金件，可以获得特殊的钣金结构，从而丰富钣金零件的形状，以下为典型的钣金折弯与展平的应用示例。钣金折弯钣金展平null10.3.1 创建折弯折弯是指将钣金件的某个平面区域绕折弯线（必须为直线）弯曲一定角度或者弯曲为圆筒状结构的方法null启动Pro/E，打开配书素材中“chapter10”文件夹下的“10-3-1.prt”文件1下面来看一段在平整钣金件上创建角度折弯的操作。null单击钣金工具栏中的“创建折弯”按钮，弹出“选项”菜单栏，依次选择“角度”菜单和“规则”菜单，再选择“完成”菜单2系统弹出“折弯选项：角度，规则”对话框和“使用表”菜单栏，在“使用表”菜单栏下选择“零件折弯表”菜单，再选择“完成/返回”菜单3null在弹出的“半径所在的侧”菜单栏下选择“内侧半径”菜单，再选择“完成/返回”菜单4在弹出的“设置平面”菜单栏下，保持系统默认的“平面”菜单不变，选取此平面作为草绘平面5null在弹出的“方向”菜单栏下选择“正向”菜单，接受箭头指示的草绘方向7弹出“草绘视图”菜单栏，选择“缺省”菜单进入草绘环境6null在草绘环境下选择“草绘”>“参照”菜单，打开“参照”对话框，选取最左和最右的边作为参照，并单击“参照”对话框中的“关闭”按钮8null绘制一条折弯线，并单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮9null在弹出的“折弯侧”菜单栏下选择“正向”菜单，接受箭头指示的折弯侧10null在弹出的“方向”菜单栏中选择“反向”菜单，切换箭头的方向，该箭头指示要固定的区域（即不被折弯的区域），再选择“正向”菜单11null在弹出的“止裂槽”菜单栏下选择“无止裂槽”菜单，再选择“完成”菜单（表示不添加止裂槽）12在弹出的“DEF BEND ANGLE”菜单栏下选择“90.000”菜单，并选中“反向”复选框，然后选择“完成”菜单13null在弹出的“选取半径”菜单栏下选择“厚度”菜单，表示将钣金的厚度值作为内侧折弯半径14单击“折弯选项：角度，规则”对话框中的“确定”按钮，即可创建规则角度折弯特征15null此外，还可创建带有转接区域的折弯和平面折弯，具体请参见书本中的相关介绍。 带有转接：指创建的折弯特征带有转接区域，必须在折弯线的两侧同时进行折弯，否则无法生成带转接区域的折弯特征平面：指在同一平面内创建折弯特征，折弯特征的轴与草绘平面垂直null10.3.2 创建边折弯边折弯是指将钣金件上的锐角直边（即两个非相切平面的相交边）折弯，形成倒圆角，圆角的半径大小默认与钣金件的厚度相等null单击钣金工具栏中的“创建边折弯”按钮（单击“创建折弯”按钮右侧的“下拉”按钮可以发现此按钮），打开“边折弯”对话框和“折弯要件”菜单栏，在“折弯要件”菜单栏下保持系统默认的“添加”菜单不变1边折弯的创建方法非常简单，具体如下。 null系统提示“为工件创建选取边”，按住【Ctrl】键，依次单击钣金件上的锐角直边2在“折弯要件”菜单栏下选择“完成集合”菜单3null单击“边折弯”对话框中的“确定”按钮，即可创建边折弯4null10.3.3 创建展平展平是指将带有弯曲结构的钣金件展开成平面薄板，此薄板可作为加工时下料或排样的依据null启动Pro/E，打开配书素材中“chapter10”文件夹下的“10-3-2.prt”文件1下面来看一段将钣金件展平的操作。null单击钣金工具栏中的“创建展平”按钮，弹出“展平选项”菜单栏，选择“规则”菜单，再选择“完成”菜单，弹出“规则类型”对话框2null系统提示：选取当展平时保持固定的平面或边，选取此平面作为固定面3在弹出的“展平选取”菜单栏下选中“展平选取”菜单，然后选择“完成”菜单4null在弹出的“特征参考”菜单栏下保持系统默认的“添加”菜单不变 56在钣金件上选取此曲面作为要展平的曲面，并在“特征参考”菜单栏下选择“完成参考”菜单null单击“规则类型”对话框中的“确定”按钮，可展平所选曲面7null如果在“展平选取”菜单栏下选择“展平全部”菜单，钣金件将被全部展平null以上介绍的是规则展平，下面看一下“过渡”展平和“剖截面曲面”展平的创建要点。过渡：即带有转接的展平，用来展平带有转接区域的钣金件。需要选取固定面和变形面（即所有转接面）null剖截面驱动：即剖截面驱动展平，用来展平带有不规则形状的折边或凸缘（即法兰）的钣金件，需要指定固定边和剖截面曲线（包括直线）null10.3.4 创建折弯回去折弯回去是指将钣金件中被展平的曲面重新恢复至折弯状态，其作用与展平操作相反null启动Pro/E，打开配书素材中“chapter10”文件夹下的“10-3-3.prt”文件1单击钣金工具栏中的“创建折弯回去”按钮（单击“创建展平”按钮右侧的“下拉”按钮可以发现此按钮），或者选择“插入”>“折弯操作”>“折弯回去”菜单，将打开 “折弯回去”对话框2null系统提示：选取当折弯回去时保持固定的平面或边，选取此平面作为固定面3在弹出的“折弯回去选取”菜单栏下选择“折弯回去选取”菜单，然后选择“完成”菜单4null在弹出的“特征参考”菜单栏下保持系统默认的“添加”菜单不变5按住【Ctrl】键，选取这4个曲面作为要折弯回去的曲面，然后在“特征参考”菜单栏下选择“完成参考”菜单6null单击“折弯回去”对话框中的“确定”按钮，即可创建折弯回去特征7课堂练习——创建订书机弹片课堂练习——创建订书机弹片使用分离的平整壁、钣金折弯和连接平整壁等工具创建的订书机弹片null启动Pro/E，打开配书素材中“chapter10”文件夹下的“10-3-4.prt”文件，素材文件中提供了一个草绘图形1null单击钣金工具栏中的“创建分离的平整壁”按钮，打开“分离的平整壁”操控面板，在“厚度”文本框中输入“0.6”，并单击工作区中的草绘图形，然后单击“应用”按钮，创建一个分离的平整壁2null单击钣金工具栏中的“创建折弯”按钮，弹出“选项”菜单栏，依次选择“角度”菜单和“规则”菜单，再选择“完成”菜单3系统弹出“折弯选项：角度，规则”对话框和“使用表”菜单栏，在“使用表”菜单栏下选择“零件折弯表”菜单，再选择“完成/返回”菜单4null在弹出的“半径所在的侧”菜单栏下选择“内侧半径”菜单，再选择“完成/返回”菜单5在弹出的“设置平面”菜单栏下，保持系统默认的“平面”菜单不变，选取此平面作为草绘平面6null在弹出的“方向”菜单栏下选择“正向”菜单，接受箭头指示的草绘方向7弹出“草绘视图”菜单栏，选择“缺省”菜单进入草绘环境8null在草绘环境下选择“草绘”>“参照”菜单，打开“参照”对话框，选取点A和点B作为参照，并单击“参照”对话框中的“关闭”按钮9点A点Bnull绘制出此折弯线，并单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮10在弹出的“折弯侧”菜单栏下，先选择“反向”菜单，切换箭头方向，再选择“正向”菜单，由此定义折弯侧11null在弹出的“方向”菜单栏下，选择“正向”菜单，接受箭头指示的固定区域（即不被折弯的区域）1213在弹出的“止裂槽”菜单栏下选择“无止裂槽”菜单，再选择“完成”菜单null在弹出的“DEF BEND ANGLE”菜单栏下选择“90.000”菜单，并选中“反向”复选框，然后选择“完成”菜单14null在弹出的“选取半径”菜单栏下选择“厚度”菜单，表示将钣金的厚度值作为内侧折弯半径，然后单击“折弯选项：角度，规则”对话框中的“确定”按钮，即可创建第一个角度折弯 15null重复前面的步骤为钣金件创建第二个角度折弯16null单击钣金工具栏中的“创建平整壁”按钮，打开“平整壁”操控面板，系统提示“选择一个边连到侧壁上”，选取此边作为连接边17在“平整壁”操控面板的“截面”列表框中选择“用户定义”项，并将折弯半径的类型指定为“标注折弯的外部曲面”，然后单击“形状”标签，打开“形状”上滑面板，并单击“草绘”按钮18null在弹出的“草绘”对话框中，保持系统默认设置的草绘平面不变，将草绘方向设置为“底部”，然后单击“草绘”按钮进入草绘环境19null在草绘环境下绘制出此截面，然后单击草绘工具栏中的“继续当前部分”按钮20单击“平整壁”操控面板中的“应用”按钮，即可创建“舌”形卡片。由此完成订书机弹片的制作。21