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鈑金件的發(fā)展前景及應(yīng)用
來源:
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作者:guanzhe
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發(fā)布時(shí)間: 2020-08-06
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1.1 鈑金件的發(fā)展前景及應(yīng)用
鈑金零件一般被廣泛應(yīng)用于機(jī)電、輕工、汽車等行業(yè)的零件，過去傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，由于周期長(zhǎng)、效率低、質(zhì)量差等缺點(diǎn)已經(jīng)越來越不適應(yīng)現(xiàn)代的設(shè)計(jì)要求，為了克服這些弊端，人們開始使用先進(jìn)的ＣＡＤ系統(tǒng)，在微機(jī)上用CAD畫圖既簡(jiǎn)單又直觀，有很大的效果極其意義。
鈑金零件一般可分為三類：
平板類 指一般的平面沖剪件。
（2）彎曲類 有CAD根據(jù)所設(shè)計(jì)的圖形進(jìn)行展開后再進(jìn)行折彎和焊接。
（3） 成形類 由拉伸等成形方法加工而成的規(guī)則曲面類或自由曲面類零件。這些零件都是由平板毛坯經(jīng)沖切及變形等沖壓方式而加工出來的，它們和一般機(jī)加工方式加工出來的零件有著很大的差別。在沖壓加工方式中，彎曲變形是使鈑金零件產(chǎn)生復(fù)雜空間位置關(guān)系的主要加工方式。
2、 鈑金零件圖造型要求在模具設(shè)計(jì)過程中，模具設(shè)計(jì)的主要依據(jù)就是鈑金零件的形狀，它決定了模具的總體結(jié)構(gòu)和形狀。而鈑金零件的尺寸公差則影響著模具工作部分（如凸凹模等）形狀的尺寸及公差。另外，鈑金零件的材料、形位公差及技術(shù)要求等對(duì)模具的工作部件有較大的影響。因此，鈑金零件模型除應(yīng)包含形狀信息外，還必須包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技術(shù)要求等信息，這樣才能保證模具設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。鈑金零件模型是后續(xù)模具設(shè)計(jì)應(yīng)用程序所需各種信息的載體，這就要求零件模型能夠反映出鈑金零件的特點(diǎn)，具體地說就是要反映出鈑金零件的工程語義，使模具設(shè)計(jì)應(yīng)用程序可以理解方便地提取出所需要的信息。另一方面，三維鈑金零件一般具有復(fù)雜的空間位置關(guān)系，只有根據(jù)鈑金零件的形狀特點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)造，才可能簡(jiǎn)化用戶操作?！?/span>
目前，已有針對(duì)鈑金零件特點(diǎn)而提出來的幾何造型方法，主要利用CAD有２Ｄ鈑金零件的幾何造型和３Ｄ鈑金零件的幾何造型。前者是利用CAD的二維畫圖后，然后把圖形導(dǎo)入AP100數(shù)控沖床軟件進(jìn)行編程（簡(jiǎn)單的圖形只要在剪床上直接剪料如正方形和長(zhǎng)方形等等）。在數(shù)控沖床上沖出模型后，在折彎?rùn)C(jī)上進(jìn)行折彎。后者是根據(jù)零件的形狀在CAD畫圖后直接開模具，然后沖出其所需的形狀。上述所有造型方法存在的共同缺點(diǎn)是當(dāng)CAD的圖形出錯(cuò)時(shí)，修改非常麻煩，甚至可能需要重新修改。
鈑金件特征描述：
通過上面所述對(duì)鈑金零件特點(diǎn)以及零件模型要求的分析，以及對(duì)現(xiàn)有的幾種鈑金零件的幾何造型方法的介紹，我們可以看到，要建立一個(gè)既反映鈑金零件特點(diǎn)又能滿足ＣＡＤ燉ＣＡＭ系統(tǒng)要求的鈑金零件模型，采用特征造型技術(shù)是一個(gè)有效的辦法。它能提供鈑金零件的完整的信息模型，而且還能較好地解決現(xiàn)有一些幾何造型方法所存在的問題。目前一些商用的造型系統(tǒng)如Ｐｒｏ/ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ等都是采用特征造型方法來建立模型進(jìn)行零件的表達(dá)。
特征是產(chǎn)品描述信息的集合，它具有按一定拓?fù)潢P(guān)系組成的特定形狀，而且反映特定的工程語義，適宜在設(shè)計(jì)、分析和制造中使用。特征是實(shí)現(xiàn)ＣＡＤ/集成的關(guān)鍵。特征可以分為：形狀特征、精度特征、材料特征等，其中形狀特征是關(guān)鍵，是其它特征的載體或基體，它可以定義為具有一定工程意義的幾何形體或?qū)嶓w。而CAD是二維畫圖最簡(jiǎn)單的軟件，所以在一定的程度上，CAD是代替其他軟件在鈑金領(lǐng)域的基礎(chǔ)。從特征構(gòu)型的角度來看，鈑金件是由一系列特征構(gòu)成，它們之間的相互聯(lián)系便構(gòu)成一個(gè)完整的零件。根據(jù)鈑金件特點(diǎn)，可以歸納出如下特征：
（1） 平面特征 是利用圖形直接剪沖而成的。
（2） 彎曲特征 它是利用平面展開后再進(jìn)行折彎形成的。
（3） 孔特征 它作為一般子特征而依附于其它特征，如在平面或彎曲特征上沖孔?？椎臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與平面特征基本相同。是在畫平面時(shí)直接把孔按尺寸畫出。
局部成形特征 由局部成形工序在沖壓件上產(chǎn)生的形狀。通常它的形狀固定，尺寸不同，因此可以用參數(shù)來表達(dá)。
其中，鈑金件是以平面和彎曲面為主特征，而沖孔和局部成形特征作為主特征的附屬特征來描述。每個(gè)平面特征可以與多個(gè)彎曲特征相連，而每個(gè)彎曲特征只能在兩端與兩個(gè)平面特征相連。
特征信息 形狀特征是設(shè)計(jì)信息中的重中之重！也叫幾何形狀的特征！所有的信息都是圍繞著形狀特性進(jìn)行的！而形狀特征最重要的部分就是展開，根據(jù)自己設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行正確的展開。
特征造型的實(shí)現(xiàn) 在本文中，選用ＡｕｔｏＣＡＤ作為特征造型建立鈑金零件產(chǎn)品模型的設(shè)計(jì)平臺(tái)，并且引進(jìn)參數(shù)化技術(shù)，特征具有參數(shù)化的性質(zhì)，其屬性以參數(shù)的形式來表達(dá)。設(shè)計(jì)師預(yù)先建立特征庫(kù)，其中包含常用鈑金零件的特征，如平板、孔以及各種形式的槽等，設(shè)計(jì)是首先輸入零件的總體信息，選擇特征庫(kù)中基體類特征，生成基體特征，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行特征裝配造型。然后循環(huán)從特征庫(kù)中選擇所需要的特征，通過特征參數(shù)表和定位參數(shù)表給出特征參數(shù)和定位參數(shù)，并進(jìn)行特征裝配，建立形狀特征模型。最后輸入其它特征信息，建立產(chǎn)品特征模型。
鈑金零件一般被廣泛應(yīng)用于機(jī)電、輕工、汽車等行業(yè)的零件，過去傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，由于周期長(zhǎng)、效率低、質(zhì)量差等缺點(diǎn)已經(jīng)越來越不適應(yīng)現(xiàn)代的設(shè)計(jì)要求，為了克服這些弊端，人們開始使用先進(jìn)的ＣＡＤ系統(tǒng)，在微機(jī)上用CAD畫圖既簡(jiǎn)單又直觀，有很大的效果極其意義。
鈑金零件一般可分為三類：
平板類 指一般的平面沖剪件。
（2）彎曲類 有CAD根據(jù)所設(shè)計(jì)的圖形進(jìn)行展開后再進(jìn)行折彎和焊接。
（3） 成形類 由拉伸等成形方法加工而成的規(guī)則曲面類或自由曲面類零件。這些零件都是由平板毛坯經(jīng)沖切及變形等沖壓方式而加工出來的，它們和一般機(jī)加工方式加工出來的零件有著很大的差別。在沖壓加工方式中，彎曲變形是使鈑金零件產(chǎn)生復(fù)雜空間位置關(guān)系的主要加工方式。
2、 鈑金零件圖造型要求在模具設(shè)計(jì)過程中，模具設(shè)計(jì)的主要依據(jù)就是鈑金零件的形狀，它決定了模具的總體結(jié)構(gòu)和形狀。而鈑金零件的尺寸公差則影響著模具工作部分（如凸凹模等）形狀的尺寸及公差。另外，鈑金零件的材料、形位公差及技術(shù)要求等對(duì)模具的工作部件有較大的影響。因此，鈑金零件模型除應(yīng)包含形狀信息外，還必須包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技術(shù)要求等信息，這樣才能保證模具設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。鈑金零件模型是后續(xù)模具設(shè)計(jì)應(yīng)用程序所需各種信息的載體，這就要求零件模型能夠反映出鈑金零件的特點(diǎn)，具體地說就是要反映出鈑金零件的工程語義，使模具設(shè)計(jì)應(yīng)用程序可以理解方便地提取出所需要的信息。另一方面，三維鈑金零件一般具有復(fù)雜的空間位置關(guān)系，只有根據(jù)鈑金零件的形狀特點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)造，才可能簡(jiǎn)化用戶操作?！?/span>
目前，已有針對(duì)鈑金零件特點(diǎn)而提出來的幾何造型方法，主要利用CAD有２Ｄ鈑金零件的幾何造型和３Ｄ鈑金零件的幾何造型。前者是利用CAD的二維畫圖后，然后把圖形導(dǎo)入AP100數(shù)控沖床軟件進(jìn)行編程（簡(jiǎn)單的圖形只要在剪床上直接剪料如正方形和長(zhǎng)方形等等）。在數(shù)控沖床上沖出模型后，在折彎?rùn)C(jī)上進(jìn)行折彎。后者是根據(jù)零件的形狀在CAD畫圖后直接開模具，然后沖出其所需的形狀。上述所有造型方法存在的共同缺點(diǎn)是當(dāng)CAD的圖形出錯(cuò)時(shí)，修改非常麻煩，甚至可能需要重新修改。
鈑金件特征描述：
通過上面所述對(duì)鈑金零件特點(diǎn)以及零件模型要求的分析，以及對(duì)現(xiàn)有的幾種鈑金零件的幾何造型方法的介紹，我們可以看到，要建立一個(gè)既反映鈑金零件特點(diǎn)又能滿足ＣＡＤ燉ＣＡＭ系統(tǒng)要求的鈑金零件模型，采用特征造型技術(shù)是一個(gè)有效的辦法。它能提供鈑金零件的完整的信息模型，而且還能較好地解決現(xiàn)有一些幾何造型方法所存在的問題。目前一些商用的造型系統(tǒng)如Ｐｒｏ/ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ等都是采用特征造型方法來建立模型進(jìn)行零件的表達(dá)。
特征是產(chǎn)品描述信息的集合，它具有按一定拓?fù)潢P(guān)系組成的特定形狀，而且反映特定的工程語義，適宜在設(shè)計(jì)、分析和制造中使用。特征是實(shí)現(xiàn)ＣＡＤ/集成的關(guān)鍵。特征可以分為：形狀特征、精度特征、材料特征等，其中形狀特征是關(guān)鍵，是其它特征的載體或基體，它可以定義為具有一定工程意義的幾何形體或?qū)嶓w。而CAD是二維畫圖最簡(jiǎn)單的軟件，所以在一定的程度上，CAD是代替其他軟件在鈑金領(lǐng)域的基礎(chǔ)。從特征構(gòu)型的角度來看，鈑金件是由一系列特征構(gòu)成，它們之間的相互聯(lián)系便構(gòu)成一個(gè)完整的零件。根據(jù)鈑金件特點(diǎn)，可以歸納出如下特征：
（1） 平面特征 是利用圖形直接剪沖而成的。
（2） 彎曲特征 它是利用平面展開后再進(jìn)行折彎形成的。
（3） 孔特征 它作為一般子特征而依附于其它特征，如在平面或彎曲特征上沖孔?？椎臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與平面特征基本相同。是在畫平面時(shí)直接把孔按尺寸畫出。
局部成形特征 由局部成形工序在沖壓件上產(chǎn)生的形狀。通常它的形狀固定，尺寸不同，因此可以用參數(shù)來表達(dá)。
其中，鈑金件是以平面和彎曲面為主特征，而沖孔和局部成形特征作為主特征的附屬特征來描述。每個(gè)平面特征可以與多個(gè)彎曲特征相連，而每個(gè)彎曲特征只能在兩端與兩個(gè)平面特征相連。
特征信息 形狀特征是設(shè)計(jì)信息中的重中之重！也叫幾何形狀的特征！所有的信息都是圍繞著形狀特性進(jìn)行的！而形狀特征最重要的部分就是展開，根據(jù)自己設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行正確的展開。
特征造型的實(shí)現(xiàn) 在本文中，選用ＡｕｔｏＣＡＤ作為特征造型建立鈑金零件產(chǎn)品模型的設(shè)計(jì)平臺(tái)，并且引進(jìn)參數(shù)化技術(shù)，特征具有參數(shù)化的性質(zhì)，其屬性以參數(shù)的形式來表達(dá)。設(shè)計(jì)師預(yù)先建立特征庫(kù)，其中包含常用鈑金零件的特征，如平板、孔以及各種形式的槽等，設(shè)計(jì)是首先輸入零件的總體信息，選擇特征庫(kù)中基體類特征，生成基體特征，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行特征裝配造型。然后循環(huán)從特征庫(kù)中選擇所需要的特征，通過特征參數(shù)表和定位參數(shù)表給出特征參數(shù)和定位參數(shù)，并進(jìn)行特征裝配，建立形狀特征模型。最后輸入其它特征信息，建立產(chǎn)品特征模型。
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