钣金展开图计算方法1900字.docx
11页 钣金展开图计算方法1900字 钣金展开图计算方法一般铁板0.5—4MM之内的都是A + B - 1.645 TA,B代表的是折弯的外形尺寸,T就是板厚) 计算方法是工件的外形尺寸相加,再减去1.645 * 板厚 * 折弯的次数,例如,折一个40 * 60的‖U‖形槽钢用T=3.0的冷板折,那么计算方法就是40+40+60(外形尺寸相加)—1.645(系数)* 3(板厚)* 2(弯的个数)=130.13(下料尺寸)一般6毫米之内都是这样计算的了展开的计算法板料在弯曲过程中外层受到拉应力,内层受到压应力,从拉到压之间有一既不受拉力又不受压力的过渡层--中性层,中性层在弯曲过程中的长度和弯曲前一样,保持不变,所以中性层是计算弯曲件展开长度的基准.中性层位置与变形程度有关, 当弯曲半径较大,折弯角度较小时,变形程度较小,中性层位置靠近板料厚度的中心处,当弯曲半径变小, 折弯角度增大时,变形程度随之增大,中性层位置逐渐向弯曲中心的内侧移动.中性层到板料内侧的距离用λ表示.展开的基本公式:展开长度=料内+料内+补偿量一般折弯:(R=0, θ=90°)L=A+B+K0.3时, K=0?T?1. 当02. 对于铁材:(如GI,SGCC,SECC,CRS,SPTE, SUS等)1.5时, K=0.4T?T?a. 当0.32.5时, K=0.35T?T?b. 当1.52.5时, K=0.3T?c. 当 T3. 对于其它有色金属材料如AL,CU:0.3时,?当 T K=0.5T2.0时, 按R=0处理.?注: R一般折弯 (R≠0 θ=90°)L=A+B+KK值取中性层弧长1.5 时?1. 当T λ=0.5T1.5时?2. 当T λ=0.4T一般折弯 (R=0 θ≠90°)L=A+B+K’0.3 时?1. 当T K’=00.3时?2. 当T /90)*K?K’=(注: K为90°时的补偿量一般折弯 (R≠0 θ≠90°)L=A+B+K1.5 时?1. 当T λ=0.5T1.5时?2. 当T λ=0.4TK值取中性层弧长注: 2.0, 且用折刀加工时, 则按R=0来计算, A、B依倒零角后的直边长度取值?当RZ折1(直边段差).5T时, 分两次成型时,按两个90°折弯计算?1. 当H5T时, 一次成型, L=A+B+K?2. 当HK值依附件中参数取值Z折2(非平行直边段差).展开方法与平行直边Z折方法相同(如上栏),高度H取值见图示Z折3(斜边段差).2T时?1. 当H当θ≤70°时,按Z折1(直边段差)的方式计算, 即:? 展开长度=展开前总长度+K (此时K=0.2) 当θ?>70°时完全按Z折1(直边段差)的方式计算2T时, 按两段折弯展开(R=0 θ≠90°).?2. 当HZ折4(过渡段为两圆弧相切):1. H≤2T 段差过渡处为非直线段为两圆弧相切展开时,则取两圆弧相切点处作垂线,以保证固定边尺寸偏移以一个料厚处理,然后按Z折1(直边段差)方式展开2. H>2T,请示后再行处理抽孔抽孔尺寸计算原理为体积不变原理,即抽孔前后材料体积不变;一般抽孔 ,按下列公式计算, 式中参数见右图 (设预冲孔为X, 并加上修正系数–0.1):1. 若抽孔为抽牙孔(抽孔后攻牙), 则S按下列原则取值:T≤0.5时取S=100%T0.5
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,机床的类型和步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钣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已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内容到其计算过程中去SolidWorks也理所当然地成为了提供这种钣金设计能力的佼佼者总结起来,如今被广泛采纳的较为流行的钣金折弯算法主要有两种,一种是基于折弯补偿的算法,另一种是基于折弯扣除的算法SolidWorks软件在20xx版之前只支持折弯补偿算法,但自20xx版以后,两种算法均已支持为使读者在一般意义上更好地理解在钣金设计的计算过程中的一些基本概念,同时也介绍SolidWorks中的具体实现方法,本文将在以下几方面予以概括与阐述:1、折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义,它们各自与实际钣金几何体的对应关系2、折弯扣除如何与折弯补偿相对应,采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换到折弯补偿算法3、K因子的定义,实际中如何利用K因子,包括用于不同材料类型时K因子值的适用范围二、折弯补偿法为更好地理解折弯补偿,请参照图1中表示的是在一个钣金零件中的单一折弯。
图2是该零件的展开状态 折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区域的长度展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值(BA)因此整个零件的长度就表示为方程(1):LT = D1 + D2 + BA (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子上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图1K-因子是描述钣金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值也是一个用于计算在各种材料厚度、折弯半径/折弯角度等广泛情形下的弯曲补偿(BA)的一个独立值图4和图5将用于帮助我们了解K-因子的详细定义五、K-因子法我们可以肯定在钣金零件的材料厚度中存在着一个中性层或轴,钣金件位于弯曲区域中的中性层中的钣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。
如果中性钣金层不变形,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)就应该等于钣金件的弯曲区域中中性层的圆弧的长度该圆弧在图4中表示为绿色钣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钣金层离表面的距离为“t”,即从钣金零件表面往厚度方向进入钣金材料的深度为t因此,中性钣金层圆弧的半径可以表示为(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????????????????????????????????????** 为简化表示钣金中性层的定义,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-因子就是钣金的中性层位置厚度与钣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钣金材料厚度的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SolidWorks的手册和帮助中都能找得到的计算公式。
其中几个值如A、R和T都是由实际的几何形状确定的所以回到原来的问题,K-因子到底从何而来?同样,回答还是那几个老的来源,即钣金材料供应商、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“定位在离钣料表面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=0.445这样如果将K的值代入方程(8)后则可以得到以下算式: 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 (0.01745 R + 0.01745 K*T)比较一下以上的两个方程,我们很容易得到:0.01745xK=0.00778,实际上也很容易计算出K=0.445仔细地研究后得知,在SolidWorks系统中还提供了以下几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=0.55/1.57=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前面已经讨论过,有多种获取K-因子的来源如钣金材料供应商,试验数据,经验和手册等如果我们要用K-因子的方法建立我们的钣金模型,我们就必须找到满足工程需求的K-因子值的正确来源,从而得到完全满足所期望精度的物理零件结果在一些情况下,因为要适应可能很广泛的折弯情形,仅靠输入单一的数字即使用单一的K-因子方法可能无法得到足够准确的结果这种情况下,为了获得更为准确的结果,应该对整个零件的单个折弯直接使用。





