钣金设计技术.doc

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1、饭金设计技术SolidWorks的钥金设计技术基础一、钥金的计算方法概论饭金零件的工程师和锻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，机床的类型和少进速度等等。另一方面，随着计算机技术的出现与普及，为更好地利用计算机超强的分析与计算能力，人们越来越多地采用计算机辅助设计的手段，但是当计算机程序模拟钥金的折弯或展开时也需要一种计算方法以便准确地模拟该过程。虽然仅为完成某次计算而言，每个商店

2、都可以依据其原来的掐指规则定制出特定的程序实现，但是，如今大多数的商用CAD和三维实体造型系统己经提供了更为通用的和强大功能的解决方案。大多数情况下，这些应用软件还可以兼容原有的基于经验的和掐指规则的方法，并提供途径定制具体输入（1）折弯区域（图中表示为淡黄色的区域）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了上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我们可以肯定在钥金零件

3、的材料厚度中存在着一个中性层或轴，饭金件位于弯曲区域中的中性层中的钥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。如果中性饭金层不变形，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）就应该等于饭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。饭金中性层的位置取决于特定材料的属性如延展性等。假设中性饭金层离表面的距离为“t”，即从钥金零件表面往厚度方向进入钥金材料的深度为因此，中性饭金层圆弧的半

4、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：BA=Pi(R+T)A/180■**为简化表示钥金中性层的定义，同时考虑适用于所有材料厚度，引入k-因子的概念。具体定义是：K-因了就是钥金的中性层位置厚度与饭金零件材料整体厚度的比值，即：K=t/T因此，K的值总是会在0和1之间。一个k■因子如果为0.25的话就意味着中性层位于零件钥金材料厚度的25%处，同样如果是0.5,则意味着中性层即位于整个厚度50%的地方，以此类推。综合以上两个方程，我们可以得到以下的方程(8)：BA=Pi(R+K*T)A/180(8)这个方程就是在

5、SolidWorks的手册和在线帮助中都能找得到的计算公式。其中几个值如A、R和T都是由实际的儿何形状确定的。所以I叫到原来的问题，K.因了到底从何而来？同祥，回答还是那几个老的来源，即钥金材料供应商、试验数据、经验、手册等。但是，在有些情况下，给定的值可能不是明显的K,也可能不完全表达为方程(8)的形式，但无论如何,即使表达形式不完全一样，我们也总是能据此找到它们之间的联系。例如，如果在某些手册或文献中描述中性轴(层)为“定位在离钥料表面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=0.445o这样如果将K的值代入方程(8)后则可以

6、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.(X)778,实际上也很容易计算出K=0.445o仔细地研究后得知，在SolidWorks系统中还提供了以下儿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：软黄铜或软铜材料：BA=(0.55*T)+(1.57*R)半硬铜或黄铜、软钢和铝等材料：BA=(0.64*T)+(1.57*R)青

7、铜、硬铜、冷轧钢和弹簧钢等材料：BA=(0.71*T)+(1.57*R)实际上如果我们简化一下方程(7),将折弯角设为90度，常量计算出来，那么方程就可变换为：BA=(1.57*K*T)+(1.57*R)所以，对软黄铜或软铜材料，对比上面的计算公式即可得到1.57xK=0.55,K=O.55/1.57=0.35。同样的方法很容易计算出书中列举的几类材料的k.因子值：软黄铜或软铜材料：K=0.35半硬铜或黄铜、软钢和铝等材料：K=0.41青铜、硬铜、冷轧钢和弹簧钢等材料：K=0.45前面己经讨论过，有多种获取K.因了的来源如饭金材料供应商，试验数据，经验和手册等。

8、如果我们要用K.因了的方