基于Pro/E的鈑金展開法的應(yīng)用實踐

sunshine1026

在現(xiàn)代鈑金制造業(yè),隨著數(shù)控激光切割機、數(shù)控折彎機等數(shù)控鈑金加工設(shè)備應(yīng)用的日益廣泛,鈑金加工工藝也有了質(zhì)的飛躍。    傳統(tǒng)折彎鈑金件加工工藝以粗放展開加工并結(jié)合機械切削為特點,先近似以展開尺寸放樣落料,預(yù)留后續(xù)加工余量后進(jìn)行折彎。折彎后再修準(zhǔn)尺寸,加工孔槽。這種工藝對展開圖精度要求低,存在著工藝路線復(fù)雜、效率低、浪費材料及加工質(zhì)量不易保證等缺點。
    現(xiàn)代折彎鈑金件加工工藝以精確展開加工、零機械切削為特點,先按展開圖全部切割出外形及孔、槽,然后折彎成型。這種工藝具有鈑金零件的單元封閉加工、工藝路線簡化、效率高、加工質(zhì)量好等優(yōu)點,但對鈑金展開圖的精度要求高。因此,現(xiàn)代折彎鈑金件加工中精確展開圖的繪制就成了首先要解決的問題。
) F' p4 u- {+ i# a* N) L1 [    1 折彎鈑金件的傳統(tǒng)展開方法
( V) _- x3 Y- }0 V    在鈑金件的折彎過程中,由于鈑金零件折彎區(qū)產(chǎn)生塑性變形,所以展開圖的尺寸與幾何計算的尺寸不一致,需要進(jìn)行專門的計算。
+ B& i4 v* e9 O6 d% D3 X0 B    折彎鈑金件的展開尺寸與鈑金件的厚度、折彎角、折彎半徑、材料伸縮率等因素有關(guān)。傳統(tǒng)的折彎鈑金件展開尺寸計算時,依據(jù)折彎角的大小分別進(jìn)行計算。展開尺寸Ｌ計算如下(各公式中參數(shù)含義見圖1)。當(dāng)折彎角β為:
; j* ]6 k( ?* X$ A  @8 K    (1)0°≤β<90°時
- I: o# ~+ f+ s! [* \/ ^, b" J2 i- H    Ｌ=Ａ+Ｂ-2(Ｒ+Ｔ)+(Ｒ+Ｔ/3)×(180-β)π/180
$ [8 q* b/ l' F# b# C    (2)β=90°時
/ q3 K, z& q& S* p8 Q    Ｌ=Ａ+Ｂ-0.429Ｒ-1.47Ｔ
    (3)90°<β≤150°時
    Ｌ=Ａ+Ｂ-2(Ｒ+Ｔ)ｔａｎ[(180-β)/2]+(Ｒ+Ｔ/2)(180-β)π/180
    (4)150°<β≤180°時
, I# ^0 N" ?+ h7 k) W$ z    Ｌ=Ａ+Ｂ
    由上述折彎鈑金件傳統(tǒng)展開公式可以看出,傳統(tǒng)的折彎鈑金件展開方法需要大量繁瑣的人工計算,展開尺寸不易驗證,展開精度不能滿足現(xiàn)代鈑金加工的要求。
7 ^3 D: u5 k7 c' `! s! o% w    2 折彎鈑金件的Ｐｒｏ/Ｅ展開方法
, H) D& ]# p: @    折彎鈑金件Ｐｒｏ/Ｅ展開方法與傳統(tǒng)展開方法有著本質(zhì)的區(qū)別,它是一種參數(shù)化、智能化的三維ＣＡＤ過程,是在程序完全模擬鈑金折彎加工過程的基礎(chǔ)上進(jìn)行折彎鈑金件展開的。展開方法為:在Ｐｒｏ/Ｅ的鈑金模塊中建立折彎鈑金件的立體模型,應(yīng)用Ｕｎｂｅｎｄ模塊,直接點取基面及需展開的面后,軟件即可按鈑金實際折彎加工過程運算后自動生成展開模型。通過展開模型,Ｐｒｏ/Ｅ能直接輸出各種格式的二維圖形文件,直接應(yīng)用于數(shù)控切割及沖裁設(shè)備。
/ M9 a* b! X+ ]    3 Ｐｒｏ/Ｅ展開折彎鈑金件應(yīng)用實例
2 b/ t6 p4 W+ D+ F6 j, C    為更好說明Ｐｒｏ/Ｅ鈑金模塊折彎鈑金件的展開應(yīng)用,現(xiàn)以一種鈑金零件的展開輸出過程為例加以說明。該零件如圖2所示,零件折彎半徑為Ｒ2.5ｍｍ,板厚為2ｍｍ,其展開過程分述如下。
! [3 [/ {5 D8 v3 m    3.1環(huán)境設(shè)置
    我們采用編輯Ｃｏｎｆｉｇ文本框進(jìn)行如下設(shè)置
    ＡＬＬＯＷ＿ＡＮＡＴＯＭＩＣ＿ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＹＥＳ
5 P* i  I2 X( X4 D5 r* |    ＰＲＯ＿ＵＮＩＴ＿ＬＥＮＧＴＨ ＵＮＩＴ＿ＭＭ
    ＰＲＯ＿ＵＮＩＴ＿ＭＡＳＳ ＵＮＩＴ＿ＫＩＬＯＧＲＡＭ
    ＴＯＬ＿ＤＩＳＰＬＡＹ ＹＥＳ
1 g% R* w! ^) s9 P! r    ＴＯＬ＿ＭＯＤＥ ＮＯＭＩＮＡＬ
    ＴＯＬＥＲＡＮＣＥ＿ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＩＳＯ
    ＰＡＲＥＮＴＨＥＳＩＺＥ＿ＲＥＦ＿ＤＩＭ ＹＥＳ
6 }* ?; I6 g' }- \: i! ^- y    ＤＲＡＷＩＮＧ＿ＳＥＴＵＰ＿ＦＩＬＥ ｄ:\ｐｒｏｅ\ｐｒｏｅ2000ｉ\ｔｅｍ ｐｘｇ.ｄｔｌ
$ z  j. \1 e7 t    ＰＲＯ＿ＦＯＲＭＡＴ＿ＤＩＲ ｄ:\ｐｒｏｅ\ｐｒｏｅ2000ｉ\ｆｏｒｍａｔｓ\ｇｃｔｂｔｌ\\
& [- V3 g7 t1 M! r( k

    3.2建立鈑金件立體模型

    在Ｐｒｏ/Ｅ中建立鈑金件的立體模型時要應(yīng)用該軟件中的鈑金模塊(Ｓｈｅｅｔｍｅｔａｌ)。建模過程如下:Ｆｉｌｅ=>Ｎｅｗ=>彈出Ｎｅｗ對話框=>Ｔｙｐｅ選項,選Ｐａｒｔ=>Ｓｕｂ-ｔｙｐｅ選項,選(Ｓｈｅｅｔｍｅｔａｌ)=>Ｎａｍｅ輸入框,輸入ＹＪ19Ｗ1Ｗ2Ｋ3(本零件代號)=>鈑金件立體建模狀態(tài)。然后通過Ｆｅａｔｕｒｅ=>Ｃｒｅａｔ,創(chuàng)建Ｗａｌｌ、Ｃｕｔ等零件特征。具體過程見如下特征樹(ＭｏｄｅｌＴｒｅｅ)。

    ＭｏｄｅｌＴｒｅｅ:
    ＹＪ19Ｗ1Ｗ2Ｋ3.ＰＲＴ
    ＦＩＲＳＴ ＷＡＬＬ
7 V5 r  R* w7 d" v  ?" b  S( F    Ｗａｌｌ ｉｄ 991
    Ｗａｌｌ ｉｄ 1102
2 Q3 ]6 }: l# Z$ g    Ｗａｌｌ ｉｄ 1189
    Ｗａｌｌ ｉｄ 1298
    Ｗａｌｌ ｉｄ 1461
    Ｗａｌｌ ｉｄ 1510
    Ｗａｌｌ ｉｄ 1558
    Ｗａｌｌ ｉｄ 1719
. l' [+ w. U* H0 ?" c: C5 M    Ｗａｌｌ ｉｄ 1767
$ P+ S2 L, f% \    Ｃｕｔ ｉｄ 1816
    Ｃｕｔ ｉｄ 1875

    本文所選零件建立的模型如圖3。

    3.3立體模型的展開

    本例創(chuàng)建Ｕｎｂｅｎｄ特征進(jìn)行展開時,選260ｍｍ×120ｍｍ底面為基面,選擇ＵｎｂｅｎｄＡｌｌ方式進(jìn)行展開。零件模型展開后如圖4。

    3.4展開后圖形文件的輸出

    最后生成的展開圖,直接過濾掉了尺寸標(biāo)注、折彎中心線等數(shù)控鈑金加工機床不需要的元素,以ＤＸＦ格式直接輸入數(shù)控鈑金加工機床進(jìn)行編程切割。

    4 折彎鈑金件Ｐｒｏ/Ｅ展開中的注意事項

    筆者在應(yīng)用Ｐｒｏ/Ｅ進(jìn)行折彎鈑金件的展開實踐中,總結(jié)出一些經(jīng)驗,現(xiàn)介紹如下:

    (1)設(shè)置建模環(huán)境為了使Ｐｒｏ/Ｅ建模環(huán)境中的單位制式、視角標(biāo)準(zhǔn)等與數(shù)控鈑金設(shè)備所使用的一致,建模前必須對Ｐｒｏ/Ｅ建模環(huán)境進(jìn)行預(yù)先設(shè)置。設(shè)置通常采用編輯Ｃｏｎｆｉｇ文件進(jìn)行或通過Ｓｅｔｕｐ菜單進(jìn)行設(shè)置。

    (2)建立典型零件模型庫由于Ｐｒｏ/Ｅ的立體建模是一個參數(shù)化過程,因此可根據(jù)本企業(yè)的鈑金結(jié)構(gòu)特點建立典型零件模型庫。零件建模時選取典型模型進(jìn)行修改重新生成(Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅ)后,即可得到所需模型,從而發(fā)揮Ｐｒｏ/Ｅ參數(shù)化設(shè)計的優(yōu)勢,達(dá)到快速建模的目的。

    (3)驗證零件立體模型由于展開模型是依據(jù)立體模型建立的,為保證展開模型的正確性,應(yīng)對零件立體模型進(jìn)行驗證。驗證時應(yīng)用Ａｎａｌｙｓｉｓ菜單中的Ｍｅａ ｓｕｒｅ,Ｍｏｄｅｌａｎａｌｙｓｉｓ等功能模塊進(jìn)行鈑金立體模型各要素的測量分析。

    (4)注意立體模型的結(jié)構(gòu)工藝性由于Ｐｒｏ/Ｅ的鈑金件建模是完全按鈑金件實際加工過程進(jìn)行模擬運算的,因此零件建模過程中應(yīng)注意考慮折彎鈑金件加工中的工藝裂縫(Ｒｅｌｉｅｆ)、多向延展等工藝性問題。如果零件模型有不符合實際加工的結(jié)構(gòu)工藝性問題,Ｐｒｏ/Ｅ將拒絕展開。

    (5)展開后的干涉檢驗Ｐｒｏ/Ｅ零件展開后的模型,干涉部分Ｐｒｏ/Ｅ用警告色給出顯示。注意有干涉警告時就要修改零件的結(jié)構(gòu)直到?jīng)]有展開干涉出現(xiàn)。

    (6)展開圖形的輸出Ｐｒｏ/Ｅ的展開模型可通過Ｄｒａｗｉｎｇ模塊轉(zhuǎn)化成二維圖。二維圖可顯示標(biāo)注尺寸、折彎中心線、折彎延伸區(qū),以生成滿足用戶需求的圖形。二維圖能以ＤＸＦ、ＤＷＧ、ＩＧＥＳ等多種圖形文件格式輸出,可以很方便地與數(shù)控設(shè)備進(jìn)行圖形文件的數(shù)據(jù)交換,從而達(dá)到直接輸出編程的目的,實現(xiàn)無紙加工。