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1、第5章 钣金件设计,钣金设计是机械设计重要组成部分之一,Catia V5R18提供3个钣金设计模块,分别是钣金设计、自发性钣金设计和钣金制造设计。本章详细介绍自发性钣金设计模块,在掌握本章的基础上,读者很容易自学其它钣金设计模块。,5.1 自发性钣金设计模块的介绍,自发性钣金设计也被称作创成式钣金设计,它在基于特征的造型方法提供了高效和直观的设计环境,它允许在零件的折弯表示和展开表示之间实现并行工程。该模块可以与其它应用模块(如零件设计、装配设计和工程图生成模块等)结合使用。自发性钣金设计可能从草图或已有实体模型开始。,5.1.1 进入自发性钣金设计工作台,选择下拉菜单【开始】(Start)|
2、【机械设计】(Mechinical Design)|【自发性钣金设计】(Generative Sheet Metal Design)命令,系统弹出【零部件号】对话框,在对话框中键入所要创建零件的编号,单击对话框的【确定】按钮进入自发性钣金设计平台,如图所示。,5.1.2 自发性钣金设计工具栏介绍,Catia V5提供了7个钣金设计工具栏,可以完成钣金件参数设置、钣金件创建、折弯、钣金件冲压特征的创建等。,5.2 钣金件的参数设置,在进行钣金件设计之前,必须进行钣金件参数设置,否则钣金件设计工具不可用。钣金件参数设置包括钣金件厚度、折弯半径、折弯端口类型以及折弯系数K因子。单击【钣金件】工具栏上
3、的【钣金参数】工具按钮,系统弹出钣金件参数设置对话框,如图所示。,5.3 创建钣金件,自发性钣金件设计模块提供了【墙】、【边线上墙】、【拉伸】和【扫掠墙】4个创建钣金件工具。钣金件可以使用草图直接创建,还可以使用边线进行创建,下面介绍各工具的使用方法。,5.3.1 创建钣金壁,【墙】工具,是通过对草图轮廓进行加厚生成壁的工具。单击该工具按钮,系统弹出墙定义对话框,该对话框的内容如下所述: 【轮廓】(Profile)文本框用于指定所创建壁的轮廓线,该轮廓可以是草图中创建、也可以是三维实体零部件的轮廓线; 【草图】按钮,是用于进入草图设计平台,进行草图绘制和修改; 【单面加厚】按钮,表示草图位于钣
4、金件一侧; 【双面加厚】按钮,表示草图位于钣金件中间; 【相切】(Tangent)文本框,是用于指定创建的钣金件与参考相切; 【逆转材料边】按钮用于调整钣金件添加材料的方向。,5.3.2 创建边上的墙,【边线上墙】工具,是通过对草图轮廓加厚创建附着在墙上的边墙的工具。单击该工具按钮,系统弹出边线墙定义对话框,在【型式】下拉列表框选择边墙的生成方式:自动和草图基础。下面详细介绍各种的使用方法。 (1)在【型式】下拉列表框中,选择自动,此时对话框如图5.21所示,对话框的内容如下所述; (2)在【型式】下拉列表框中,选择草图基础,此时对话框如图所示,对话框的内容如下所述;,5.3.3 创建拉伸钣金
5、件,【拉伸】工具,是从开发性轮廓线包含线条、直线、圆弧等轮廓线拉伸生成相切连续的钣金件的工具。单击该工具按钮,系统弹出挤出定义对话框,该对话框的内容如下所述: 【断面】文本框用于定义拉伸件的草图; 【固定几何】文本框用于定义拉伸过程中不变的几何元素; 在限制下拉列表框选择拉伸方式,分别为:限制尺寸、至平面的限制和至曲面的限制: 【镜像延伸】复选框用于设置是否沿两个方向拉伸相同长度,仅适用于两个方向进行限制尺寸拉伸; 【自动顺接】复选框用于设置是否拉伸过程自动进行顺接; 【炸开模式】复选框用于设置是否拉伸后,以拐点炸开生成多个拉伸件; 【应用局部K因子】选项组用于设置局部K因子参数;,5.3.4
6、 创建扫掠壁,单击【轮缘】工具按钮右下黑色三角,展开【扫掠墙】工具栏,如图所示,该工具栏包含【轮缘】、【预弯刀】、【泪滴】(Tear Drop)和【自定义轮缘】4个工具,这些工具的使用方法相同,只是生成的结果不同而已。 1创建轮缘 2创建摺边 3创建泪滴(Tear Drop) 4自定义轮缘,5.3.5 创建卷墙,卷墙是钣金设计中很特殊,也很常见的一种钣金件。Catia V5提供了专用于设计卷起的工具,下面就介绍该工具的使用方法。 1创建类锥面钣金 2创建管形壁,5.4 折弯设计,折弯是钣金设计中最常见的一种特征。前面已经介绍了钣金件的创建,创建的钣金件不一定能够能够满足实际需求。有时候需要在平
7、坦壁上进行钣金特征设计,需要将平坦壁折弯成弯曲壁,需要弯曲壁添加折弯圆角,就用到本节介绍的折弯设计功能。,5.4.1 创建等半径折弯圆角,【弯曲】工具,是在两面没有折弯圆角的钣金壁之间创建等半径圆角的工具。 下面以如图所示图形添加折弯圆角为例,讲解【弯曲】工具的使用方法,具体操作步骤如下所示: (1)使用【墙】工具或【拉伸】工具创建如图所示图形; (2)单击【弯曲】工具按钮,系统弹出弯曲定义对话框; (3)选择两壁,单击【确定】按钮,折弯圆角创建完成。,5.4.2 创建变半径折弯圆角,【圆锥弯曲】工具,是在两面没有折弯圆角的钣金壁之间创建不等半径圆角的工具。,5.4.3 创建折弯,【由平坦弯曲
8、】工具,是从草绘的折弯线处进行折弯的工具。单击该工具按钮,系统弹出平坦至弯曲对话框,定义该对话框的内容如下所述: 【截面】文本框用于定义折弯线所在的草图; 【线】下拉列表用于选择折弯线,在右侧黑色三角定义折弯线相对于折弯的位置,分别是折弯轴 、相切起始线、折弯内角线和折弯外角线; 【固定点】文本框用于定义壁上一点。该点所在的面在折弯时不会移动,即为一固定面; 【半径】微调框用于定义折弯半径,默认为钣金参数设置半径; 【角度【微调框用于定义折弯角度; 【K因子】微调框用于设置折弯K因子,默认为钣金参数设置K因子。,5.4.4 展开,【展开】工具,是将具有折弯特征的钣金件展开成壁的工具。单击该工具
9、按钮,系统弹出展开定义对话框,该对话框的内容如下所述: 【参考修剪面】文本框用于定义参考固定面,即该面在展开中相对于坐标系不会发生变化; 【展开修剪面】文本框用于定义要展开的折弯面,即折弯圆角; 【角度】微调框定义展开面与参考面之间的夹角,该值为系统根据选择自动计算; 【角度型式】微调框定义展开的角度型式; 【选择全部】按钮用于选择当前视图中所有修剪面; 【取消选取】按钮用于取消当前的选取操作。,5.4.5 收合,【收合】工具,是将展开的折弯折叠起来的工具。单击该工具按钮,系统弹出收合定义对话框,该对话框内容如下所述: 【参考修剪面】文本框用于定义参考固定面,即该面在收合中相对于坐标系不会发生
10、变化; 【收合修剪面】文本框用于定义要收合的折弯面,即折弯圆角; 【角度】微调框用于设置收合过程中用到的角度,如自定义、变形回弹; 【角度类型】下拉列表框用于定义收合的角度类型,为自然、自定义和变形回弹; 【选择全部】按钮用于选择当前视图中所有修剪面; 【取消选取】按钮用于取消当前的选取操作。,5.4.6 映射点或曲线,【点或曲线对应】工具,是将草绘的点、曲线(或已存在的点、线)映射到壁上的工具。如果当前钣金状态为折叠状态,选中的点、线将被映射到展开后的相应的支撑壁位置处。反之,钣金在展开状态,选中的点、线将被映射到折叠后的相应的支撑壁位置处。常用于生成印刷标示,或磨平(或进行化学处理)的区域
11、的定义。,5.5 钣金件的修饰,前面讲解了钣金件的创建工具。实际中钣金件需要开槽、打孔、倒角等特征。本节中将介绍钣金件的特征修饰,包括创建凹槽、创建孔、创建止裂槽、特征转换和创建倒角等特征修饰操作。,5.5.1 创建凹槽(CutOUT),【切除】工具,是在钣金件上创建减重槽或标准凹槽的工具。单击该工具按钮,系统弹出切除(CutOUT)定义对话框,如图5.57所示,该对话框的内容如下所述: 【型式】下拉列表用于选择切除型式:钣金标准、钣金减重槽; 【端点限制】选项组用于设置端点限制,在【型式】下拉列表框选择限制型式:尺寸、至下一个和至最后,该选项仅适用于钣金标准,【在深度】微调框设置限制深度,仅
12、适用于钣金减重槽选项和钣金标准选项下的尺寸选项; 【断面】选项组用于定义切除的截面,可以选择草图,或者标准形状切口,选择标准形状切口是通过单击右侧【开启目录】按钮,选择路径,【依附在组合面上】复选框用于定义切除只对草图所依附的壁; 【逆转边】按钮用于定义切除草图外的部分; 【逆转方向】按钮用于调整垂直于切除面上的切除方向; 【开始限制】选项组用于定义与端点限制相反方向的切除; 【方向】选项组用于定义切除的方向,默认值为垂直与截面,取消【垂直截面】复选框,在【参考】文本框定义切除方法, 【影响组合面】选项组用于定义切除开始位置。,5.5.2 创建孔,单击【切除/印记】工具栏上【孔】工具按钮右下黑
13、色三角,展开【孔】工具栏,如图所示,该工具栏包含【孔】和【圆弧切除】2个工具,【孔】工具的使用方法与4.2.5小节中【孔】工具的使用方法相同,下面介绍【圆弧切除】工具。 【圆弧切除】工具,是通过点和半径在指点的面上创建圆或圆弧的工具。,5.5.3 创建止裂槽,【转角逸出】工具,是在一组支持面上定义防裂槽的工具,单击该工具,系统弹出圆角逸出定义对话框,如图5.62所示,该对话框内容如下所述: 【型式】下拉列表框用于选择生成防裂槽的型式:自定义截面、圆形和方形; 中间列表框用于显示创建防裂槽的支持面; 【截面】文本框用于定义防裂槽轮廓草图。 【半径】微调框用于设置圆形防裂槽的半径; 【长度】微调框
14、用于设置方形防裂槽的边长。,5.5.4 特征转换,在第四章中,介绍了对实体零件进行平移、阵列和镜像转特征转换。对于钣金特征同样适用,使用方法也相同。 1。平移(Isometries) 2。镜像 3。阵列,5.5.5 创建倒角,倒角分为倒圆角和到角两种,下面详细介绍各自的使用方法。 1。倒圆角 2。倒角,5.6 创建冲压特征,本小节主要讲解在钣金件上创建各种冲压特征。冲压特征仅可在壁、边缘壁上(在折弯处生成的筋除外),如果冲压创建覆盖在多个特征上(如壁、折弯等),冲压特征在钣金展开视图中将不可视,且冲压特征不能创建在展开的钣金件上,在展开视图中仅较大的冲压印痕保留在壁上。,5.6.1 创建曲面印
15、记,【曲面印记】工具,是通过草图创建曲面凸起特征的工具。单击该工具按钮,系统弹出曲面印记定义对话框,如图所示,在【参数选择】下拉列表框中选择不同的定义型式,设置不同参数进行曲面印记的创建。,5.6.2 创建凸起特征,【填料】工具,是使用开放性轮廓线创建冲压突起的工具。单击该工具按钮,系统弹出滴面定义对话框,如图所示,该对话框的内容如下所述: 【切面半径R1】、【结束半径R2】、【高度H】和【半径R】微调框分别设置凸起的不同参数,如图5.74所示图中R1、R2、H和R所表示的值; 【截面】文本框用于定义凸起的轮廓,轮廓线为开放性。,5.6.3 创建曲线印记,【曲线印记】工具,是使用开放性或封闭性
16、轮廓线创建冲压突起的工具。,5.6.4 创建轮缘切除,【轮缘切除】工具,是通过对草图轮廓进行切除的工具。 下面以在壁上创建轮缘切除为例,讲解【轮缘切除】工具的使用方法,具体操作步骤如下所示: (1)使用【墙】工具创建一面壁; (2)单击【印记】工具栏上的【轮缘切除】工具按钮,系统弹出轮缘切除定义对话框。 (3)在【高度H】微调框键入10mm,【角度A】微调框键入60deg; (4)右键单击【断面】文本框,在上下文菜单中选择【创建草图】命令,选择壁上表面,进入草图绘制平台; (5)绘制一个圆,退出草图平台; (6)其它选项为默认值,单击【确定】按钮,完成轮缘切除。,5.6.5 创建气栅,【气栅】工具,是选取封闭草绘及开放的直线(与其他段不存在相切连续)生成印记的工具。 下面以在壁上创建气栅为例,讲解【气栅】工具的使用方法,具体操作步骤如下所示: (1)使用【墙】工具创建一面壁; (2)单击【印记】工具栏上的【气栅】工具按钮,系统弹出天窗定义对话框。 (3)在【高度H】微调框键入10mm,【角度A1】微调框键入10deg; (4)右键单击【断面】