pro／engineer 钣金件展开的应用

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1、1引言      人造卫星和航天飞船上使用大量的钣金成形零件，如有效载荷铝合金支架、飞船蒙皮桁条等。这些金属板制作的钣金件具有重量轻、组装简单、成本低等优点，成为航天飞行器的重要组成部分。钣金件的制造，最主要的是正确确定钣金件的展开图，即以1：1的比例放样。传统手工计算和图解法直观、方便，在航天制造工程中得到了广泛的应用，但是手工计算和图解法展开图精度低、误差大，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。      随着数控激光切割机、数控折弯机等精密钣金设备的广泛应用，钣金加工工艺方法也有了很

2、大变化。从传统粗放低效成型后修准尺寸的工艺方法，到精确展开、直接成型的先进工艺方法是制造技术发展的必然趋势。Pro／EngineerWildfire2．0是美国参数技术公司推出的一套功能强大的CAD／CAM参数化软件系统，提供了零件设计、产品装配、NC加工、钣金件设计、模具开发、铸造件设计、自动测量、机构仿真和应力分析等多种功能，已经被广泛地应用于机械、汽车、航天、家电等行业。本文介绍了航天领域中基于Pro／EngineerWildfire2．0实现钣金零件的建立和展开的应用研究。      2钣金件Pro／E加工

3、特点      传统钣金件加工先以近似展开尺寸放样落料，预留后续加工余量后进行折弯，折弯后再修准尺寸，最后加工工艺孔和槽。这种工艺方法加工效率低、浪费材料，并且加工质量不易保证，但不需要精确的展开图尺寸。而Pro／E钣金件加工工艺以精确展开加工为特点，先按展开图全部切割出外形及孔和槽，然后折弯成型，其加工流程如图1所示。这种工艺具有效率高、加工质量好、工艺路线简化等优点，但对钣金展开图的精度要求高。因此，Pro／E钣金设计模块成为钣金件加工中精确展开图的重要工具。      同传统展开方法进行比较，Pro／E具有明

4、显的优势，主要有以下几点：      a．Pro／E加工实现了参数化，提高了展开效率；   b．工艺路线简化、加工效率高、加工质量好；   c．展开精度高，展开尺寸便于验证；   d．能够自动生成折弯顺序表，表示出制造过程中的折弯顺序、折弯半径和折弯角；   e．Pro／E展开可以进行圆管件、圆锥管构件以及它们之间任何方向的相贯件等复杂曲面零件的展开；   f．从展开的立体模型可以直接生成数控切割设备需要的二维图形格式，与数控折弯机进行数据连接，从而能够实现钣金件的无纸加工。      3钣金件Pro／E展开方法 

5、     钣金件啪展开方法，能够适应图样的多样化和复杂化，程序是在完全模拟钣金加工过程的基础上进行钣金件展开的。与传统方法相比，主要是利用Pro／E的钣金展平功能，使钣金恢复为平整状态。展开的具体方法：在Pro／E的钣金模块中创建钣金件的三维立体模型，应用Pro／E的展平(Unbend)模块，点取零件基面及需展开的面后，软件即可按钣金实际折弯加工过程运算后自动生成展开模型。通过展开模型，Pro／E输出各种格式的二维图形文件，直接应用于数控钣金设备。展开方法流程如图2所示。      3．1建模环境设置      建

6、模环境设置是利用Pro／E进行钣金件设计之前的一项重要内容。设置完成之后的Pro／E环境中的长度单位、视角标准等参数应与数控钣金设备所使用的一致，这样便于在Pro／E完成二维视图之后直接输出。Pro／E主要有三个配置文件，一是确定Pro／E的工作环境下建立各种模型的长度单位、公差标注方式等CONFIGPRO文件；二是定义工程图标准设定的PRO．DTL文件；三是定义图框的标准PROMAT．DTL文件。设置通常采用写字板编辑文本文件或通过Setup菜单进行设置。这样，我们就可以在一个标准化的环境下工作。      3．

7、2三维实体建模      在Pro／EngineerWildfire2．O中建立钣金件有两种基本方式。      a．首先利用Pro／E的Part实体模块，建立一个薄壁实体，然后利用Pro／E自带的钣金转换命令，将其转换成钣金件，这样用实体(Part)方法建立的零件就具备了钣金件应有的特征，然后可以在Pro／E钣金模块中进行展开；   b．直接利用Pro／E的Sheetmetal钣金设计模块，建立一个钣金零件，利用钣金模块中的薄壁特征，同实体模块类似，有拉伸、平整、混合、旋转等命令，还可以通过折弯和成形的命令建立复

8、杂钣金件。这种方法建立的零件直接具备钣金件应有的特征，不需要做任何转换就可以在Pro／E钣金模块中进行展开。      3．3验证零件三维模型      Pro／E钣金件的展开模型是以建立的钣金三维实体模型为基础，为保证展开模型的正确性，应对钣金件的立体模型进行验证。在Pro／E钣金模块中，可以应用分析(Analysis)菜单中的测量(Measure)，模型