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鈑金件的發展前景及應用

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鈑金件的發展前景及應用
[摘要]  傳統折彎鈑金件加工工藝以粗放展開加工並結合機械切削爲特點,先近似以展開尺寸放樣落料,預留後續加工餘量後進行折彎。折彎後再修準尺寸,加工孔槽。這種工藝對展開圖精度要求低,存在着工藝路線複雜、效率低、浪費材料及加工質量不易保證等缺點。
 現代折彎鈑金件設計加工工藝以精確展開加工、零機械切削爲特點,先按展開圖(CAD).全部在用(AP100軟件)編好程序,在數控衝牀上衝剪出外形及孔、槽,然後折彎成型。這種工藝具有鈑金零件的單元封閉加工、工藝路線簡化、效率高、加工質量好等優點,但對鈑金展開圖的精度要求高。因此,現代折彎鈑金件加工中精確展開圖的繪製就成了首先要解決的問題。以箱體的設計來詳細的介紹加工工藝。
[關鍵詞]  設計   數控編程  加工工藝  
 一、 引言
1.1 鈑金件的發展前景及應用
 鈑金零件是一種被廣泛應用於機電、輕工、汽車等行業的零件,過去傳統的生產方法,由於週期長、效率低、質量差等缺點已經越來越不適應現代的設計要求,爲了克服這些弊端,人們開始使用先進的CAD系統,在微機上用CAD畫圖既簡單又直觀,有很大的意義。 
鈑金零件一般可分爲三類:
平板類 指一般的平面衝剪件。
 (2)彎曲類 有CAD根據所設計的圖形進行展開後再進行折彎和焊接。
 (3) 成形類 由拉伸等成形方法加工而成的規則曲面類或自由曲面類零件。這些零件都是由平板毛坯經衝切及變形等衝壓方式而加工出來的,它們與一般機加工方式加工出來的零件存在着很大差別。在衝壓加工方式中,彎曲變形是使鈑金零件產生複雜空間位置關係的主要加工方式。
2、 鈑金零件圖造型要求在模具設計過程中,鈑金零件的形狀是模具設計的主要依據,它決定了模具的總體結構和形狀。而鈑金零件的尺寸公差則影響着模具工作部分(如凸凹模等)形狀的尺寸及公差。另外,鈑金零件的材料、形位公差及技術要求等對模具的工作部件有較大的影響。因此,鈑金零件模型除應包含形狀資訊外,還必須包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技術要求等資訊,這樣才能保證模具設計結果的準確性。鈑金零件模型是後續模具設計應用程序所需各種資訊的載體,這就要求零件模型能夠反映出鈑金零件的特點,具體地說就是要反映出鈑金零件的工程語義,使模具設計應用程序可以理解方便地提取出所需要的資訊。另一方面,三維鈑金零件一般具有複雜的空間位置關係,只有根據鈑金零件的形狀特點進行構造,纔可能簡化用戶操作。 
    目前,已有針對鈑金零件特點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'二維畫圖後,然後把圖形匯入AP100數控衝牀軟件進行編程(簡單的圖形只要在剪牀上直接剪料如正方形和長方形等等)。在數控衝牀上衝出模型後,在折彎機上進行折彎。後者是根據零件的形狀在CAD畫圖後直接開模具,然後衝出其所需的形狀。上述所有造型方法存在的共同缺點是當CAD的圖形出錯時,修改非常麻煩,甚至可能需要重新。 
  鈑金件特徵描述:
    透過以上對鈑金零件特點以及零件模型要求的分析,以及對現有的幾種鈑金零件的幾何造型方法的介紹,可以看到,要建立一個既反映鈑金零件特點又能滿足CAD燉CAM系統要求的鈑金零件模型,採用特徵造型技術是一個有效的辦法。它除了能提供鈑金零件的完整的資訊模型外,而且還可以較好地解決現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如Pro/ Engineering等都是採用特徵造型方法來建立模型進行零件的表達。
    特徵是產品描述資訊的集合,它不僅具有按一定拓撲關係組成的特定形狀,而且反映特定的工程語義,適宜在設計、分析和製造中使用。特徵是實現CAD/集成的關鍵。特徵可以分爲:形狀特徵、精度特徵、材料特徵等,其中形狀特徵是關鍵,是其它特徵的載體或基體,它可以定義爲具有一定工程意義的幾何形體或實體。而CAD是二維畫圖最簡單的軟件,所以在一定的程度上,CAD是代替其他軟件在鈑金領域的基礎。從特徵構型的角度來看,鈑金件是由一系列特徵構成,它們之間的相互聯繫便構成一個完整的零件。根據鈑金件特點,可以歸納出如下特徵:
(1) 平面特徵 是利用圖形直接剪衝而成的。
(2) 彎曲特徵 它是利用平面展開後再進行折彎形成的。
(3) 孔特徵 它作爲一般子特徵而依附於其它特徵,如在平面或彎曲特徵上衝孔。孔的數據結構與平面特徵基本相同。是在畫平面時直接把孔按尺寸畫出。
局部成形特徵 由局部成形工序在衝壓件上產生的形狀。通常它的形狀固定,尺寸不同,因此可以用參數來表達。
其中,鈑金件是以平面和彎曲面爲主特徵,而衝孔和局部成形特徵作爲主特徵的附屬特徵來描述。每個平面特徵可以與多個彎曲特徵相連,而每個彎曲特徵只能在兩端與兩個平面特徵相連。
特徵資訊    形狀特徵是設計資訊中的重中之重!也叫幾何形狀的特徵!所以的資訊都是圍繞着形狀特性進行的!而形狀特徵最重要的部分就是展開,根據自己設計的圖紙進行正確的展開。
特徵造型的實現    在本文中,選用AutoCAD作爲特徵造型建立鈑金零件產品模型的設計平臺,並且引進參數化技術,特徵具有參數化的性質,其屬性以參數的形式來表達。設計師預先建立特徵庫,其中包含常用鈑金零件的特徵,如平板、孔以及各種形式的槽等,設計是首先輸入零件的總體資訊,選擇特徵庫中基體類特徵,生成基體特徵,以此爲基礎,進行特徵裝配造型。然後循環從特徵庫中選擇所需要的特徵,透過特徵參數表和定位參數表給出特徵參數和定位參數,並進行特徵裝配,建立形狀特徵模型。最後輸入其它特徵資訊,建立產品特徵模型。