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1、第第6 6章章 钣金设计钣金设计 钣金零件通常用来作为零部件的外壳，在产品设计中的地位越来越高。SOLIDWORKS提供了两种生成钣金零件的方法：一种是先创建一个实体零件模型，然后将其转换成钣金；另一种是使用钣金特定的特征来生成钣金零件，此方法从最初设计阶段开始就生成钣金零件，消除了多余的操作步骤。 本章首先介绍与钣金设计相关的术语，然后介绍钣金零件的生成方法以及钣金特征的编辑方法。学习要点 基本术语简介 钣金特征创建 钣金零件设计 钣金特征编辑6.1 6.1 基本术语基本术语6.1.16.1.1折弯系数折弯系数 零件要生成折弯时，可以指定一个折弯系数给一个钣金折弯，但指定的折弯系数必须介于折
2、弯内侧边线的长度与外侧边线的长度之间。折弯系数可以由钣金原材料的总展开长度减去非折弯长度来计算，如图6-1所示。 决定使用折弯系数值时，总展开长度的计算公式如下： 图6-1折弯系数示意图 6.1.26.1.2折弯扣除折弯扣除 在生成折弯时，用户可以通过输入数值来给任何一个钣金折弯指定一个明确的折弯扣除。折弯扣除由虚拟非折弯长度减去钣金原材料的总展开长度来计算，如图6-2所示。 决定使用折弯扣除值时，总展开长度的计算公式如下： 图6-2折弯扣除示意图6.1.36.1.3K K因子因子 K因子表示钣金中性面的位置，以钣金零件的厚度作为计算基准，如图6-3所示。K因子为钣金内表面到中性面的距离t与钣
3、金厚度T的比值，即K=t/T。 当选择K因子作为折弯系数时，可以指定K因子折弯系数表。SOLIDWORKS应用程序会随附Microsoft Excel格式的K因子折弯系数表格，此文件位于langchinese-simplifiedSheetmetal Bend Tableskfactor base bend table.xls。 使用K因子也可以确定折弯系数，计算公式如下： 图6-3 K因子示意图 由上面的计算公式可知，折弯系数即为钣金中性面上的折弯圆弧长。因此，指定的折弯系数的大小必须介于钣金的内侧弧长和外侧弧长之间，以便与折弯半径和折弯角度的数值一致。6.1.46.1.4折弯系数表折弯系数
4、表 除直接指定和由K因子来确定折弯系数之外，还可以利用折弯系数表来确定折变系数。折弯系数表中可以指定钣金零件的折弯系数或折弯扣除数值等，还包括折弯半径、折弯角度以及零件厚度的数值。在SOLIDWORKS中有两种折弯系数表可供使用：一是带有.btl扩展名的文本文件；二是嵌入的Excel电子表格文件。1带有.btl扩展名的文本文件 在SOLIDWORKS的langchinese-simplifiedSheetmetal Bend Tablessample.btl中提供了一个钣金操作的折弯系数表样例。如果要生成自己的折弯系数表，可使用任何文字编辑程序复制并编辑此折弯系数表。2嵌入的Excel电子表格
5、文件 SOLIDWORKS生成的新折弯系数表保存在嵌入的Excel电子表格文件内，用户可以根据需要将折弯系数表的数值添加到电子表格文件的单元格内。 电子表格格式的折弯系数表只包括90折弯的数值，其他角度折弯的折弯系数或折弯扣除值由SOLIDWORKS计算得到。图6-4“折弯系数表”对话框图6-5折弯系数表6.2 6.2 钣金特征钣金特征 生成钣金零件的特征工具集中在如图6-6所示的“钣金”控制面板上。下面将介绍钣金特征。图6-6“钣金”控制面板6.2.1 6.2.1 使用基体法兰特征使用基体法兰特征 利用（基体法兰/薄片）命令生成一个钣金零件后，钣金特征将出现在如图6-7所示的特征管理器中。
6、在该特征管理器中包含如下3个特征，它们分别代表钣金的3个基本操作。“钣金“特征：包含了钣金零件的定义。“基体-法兰”特征：该项是此钣金零件的第一个实体特征。“平板型式”特征：在默认情况下，当零件处于折弯状态时，平板型式特征是被压缩的，将该特征解除压缩即可展开钣金零件。 图6-7钣金特征 图6-8钣金特征6.2.2 6.2.2 用零件转换为钣金特征用零件转换为钣金特征 利用已经生成的零件转换为钣金特征时，先在SOLIDWORKS中生成一个零件，再单击“插入折弯”按钮即可生成钣金零件。这时在特征管理器中有3个特征，如图6-8所示。这3个特征分别代表钣金的3个基本操作。 “钣金”特征：包含了钣金零件
7、的定义。此特征保存了整个零件的默认折弯参数信息，如折弯半径、折弯系数、自动切释放槽（预切槽）比例等。 “展开-折弯”特征：该项代表展开的钣金零件。此特征包含将尖角或圆角转换成折弯的有关信息，每个由模型生成的折弯都作为单独的特征列在“展开-折弯”选项组中。 “加工-折弯”特征：该选项包含的是将展开的零件转换为成形零件的过程。另外，由在展开状态中指定的折弯线所生成的折弯列在此特征中。6.2.3 6.2.3 钣金选项设定钣金选项设定 在“基体法兰”属性管理器中可以完成“钣金参数”、“折弯系数”、“自动切释放糟”等选项的设定，如图6-9所示。1“钣金规格”选项组 如果在此选项组中勾选“使用规格表”复选
8、框，将预定义生成基体法兰时的规格厚度、允许的折弯半径及K因子等。图6-9“基体法兰”属性管理器 图6-10折弯系数2“钣金参数”选项组 在此选项组中可设定折弯半径 以及钣金厚度 等参数。3“折弯系数”选项组 在此选项组中有“折弯系数表”、“K因子”、“折弯系数”以及“折弯扣除”4个选项，如图6-10所示。这些选项的含义在前面已经介绍过了，这里不再赘述。4“自动切释放槽”选项组 当生成钣金时，如果设置该选项组，系统会自动添加释放槽切割。如图6-1l所示，SOLIDWORKS支持“矩形”、“撕裂形”和“矩圆形”3种类型的释放槽。 图6-11自动切释放槽 图6-12释放槽比例示意图6.3 6.3 钣
9、金零件设计钣金零件设计 在SOLIDWORKS中设计钣金零件的方式主要有两种：一是使用钣金特征设计钣金零件；二是先设计实体，然后转换为钣金零件。6.3.16.3.1钣金特征钣金特征1基体法兰 图6-13“基体法兰”属性管理器 图6-14 基体法兰钣金零件 2边线法兰 边线法兰特征是将法兰添加到钣金零件的选定边线上。图6-15“边线-法兰”属性管理器图6-16生成边线法兰3斜接法兰 斜接法兰特征可将一系列法兰添加到钣金零件的一条或多条边线上。图6-17“斜接法兰”属性管理器4褶边 “褶边”工具可将褶边特征添加到钣金零件的选定边线上。生成褶边特征的操作步骤如下。图6-19“褶边”属性管理器5绘制折
10、弯 图6-22“绘制的折弯”属性管理器 图6-23生成的绘制折弯特征6闭合角图6-24“闭合角”属性管理器 图6-25闭合角7转折 转折特征是通过从草图直线生成两个折弯而将材料添加到钣金零件上。图6-26“转折”属性管理器原始零件 不定投影长度被取消图6-27 固定投影长度示例6.3.26.3.2转换实体为钣金零件转换实体为钣金零件 在SOLIDWORKS中，将实体转换为钣金零件时，有3种可用的折弯类型，分别为“尖角折弯”、“圆角折弯”和“平面折弯”。 尖角折弯：将折弯添加到具有尖锐的边角且厚度一致的模型会生成尖角折弯，如图6-28所示。 圆角折弯：将折弯添加到具有圆角且厚度一致的模型会生成圆
11、角折弯。圆角折弯也可由圆柱和圆锥面生成，如图6-29所示。 平面折弯：平面折弯可从展开的钣金零件中所绘制的折弯线生成，如图6-30所示。6.4 6.4 钣金特征编辑钣金特征编辑6.4.16.4.1编辑折弯编辑折弯 用户可以为单一折弯或整个钣金零件编辑折弯参数，折弯参数包括默认的折弯半径、折弯系数和折弯扣除数值等。在折弯特征上右击，在弹出的快捷菜单中选择“编辑定义”命令，利用该命令可以编辑折弯的数据。1编辑单一折弯 用户可为特征折弯改变释放槽切割的类型和大小。特征折弯与单一折弯的不同之处在于，特征折弯为实际钣金特征。2将零件转换为钣金 当使用“插入折弯”工具时，首先必须生成一实体，然后使用“插入
12、折弯”工具将零件转换为钣金。同时可使用基体法兰命令从钣金直接生成零件。3编辑零件的所有折弯 钣金特征包含默认的折弯参数，在SOLIDWORKS中，编辑整个零件的折弯参数也就是编辑默认值。6.4.26.4.2切口特征切口特征 切口特征是沿所选模型边线生成的。可以采用以下方法生成切口特征。 沿所选内部或外部模型边线生成切口特征。 从线性草图实体生成切口特征。 通过组合模型边线合成单一线性草图实体生成切口特征。 图6-44零件及草图实体 图6-45“切口”属性管理器 图6-46选择边线及草图实体 图6-47生成的切口特征6.4.36.4.3展开与折叠展开与折叠 使用展开与折叠工具可在钣金零件中展开和
13、折叠一个、多个或所有折弯。如果要在具有折弯的零件上添加特征，如钻孔、挖槽或折弯的释放槽等，必须将零件展开或折叠。1利用展开特征展开钣金2利用折叠特征折叠钣金使用折叠特征可在钣金零件中折叠一个、多个或所有折弯。此特征在沿折弯添加切除时很有用。6.4.46.4.4切除钣金折弯切除钣金折弯 如果要在钣金折弯处生成切除特征，可采用如下操作步骤。1. 在现有的钣金零件上展开钣金。2. 在零件的平坦面打开一张草图，并绘制切除拉伸到折弯线的草图形状。3. 单击“特征”控制面板上的“拉伸切除”按钮 。4. 在打开的属性管理器的“终止条件”选项组中选择“完全贯穿”选项，并单击“确定”按钮 。5. 将零件恢复到折
14、叠的状态，即完成钣金折弯的切除操作，如图6-51所示。6.4.56.4.5断开边角断开边角 断开边角工具可以从钣金零件的边线或面切除材料。当钣金零件被折叠或展开时，可使用断开边角工具；如果在钣金零件处于展开模式时使用该工具，SOLIDWORKS在零件被折叠时会压缩断开边角。6.4.66.4.6放样的折弯放样的折弯 在钣金零件中可以生成放样的折弯。放样的折弯同放样特征一样，使用由放样连接的两个草图。另外，基体法兰特征不能与放样的折弯特征一起使用，且放样的折弯不能被镜向。 6.5 6.5 钣金实例钣金实例 本节将详细介绍如何建立一个如图6-55所示的钣金零件，其展开图如图6-56所示。6.6 上机操作（1）生成如图6-93所示的六角盒，创建过程如图6-94图6-99所示。（2）生成如图6-100所示的仪表面板，创建过程如图6-101图6-106所示。6.7 6.7 复习思考题复习思考题（1）在SOLIDWORKS中设计钣金零件的方式有哪些？（2）带圆柱面的零件遵循哪些准则才可以由钣金构成？（3）添加薄壁到钣金零件中应注意什么？（4）生成切口特征的方法有哪些？（5）放样的折弯和放样有哪些异同？
