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钣金件的发展前景及应用


1.1 钣金件的发展前景及应用

 钣金零件一般被广泛应用于机电、轻工、汽车等行业的零件,过去传统的生产方法,由于周期长、效率低、质量差等缺点已经越来越不适应现代的设计要求,为了克服这些弊端,人们开始使用先进的CAD系统,在微机上用CAD画图既简单又直观,有很大的效果极其意义。 

钣金零件一般可分为三类:

平板类 指一般的平面冲剪件。

 2)弯曲类 有CAD根据所设计的图形进行展开后再进行折弯和焊接。

 3) 成形类 由拉伸等成形方法加工而成的规则曲面类或自由曲面类零件。这些零件都是由平板毛坯经冲切及变形等冲压方式而加工出来的,它们和一般机加工方式加工出来的零件有着很大的差别。在冲压加工方式中,弯曲变形是使钣金零件产生复杂空间位置关系的主要加工方式。

2、 钣金零件图造型要求在模具设计过程中,模具设计的主要依据就是钣金零件的形状,它决定了模具的总体结构和形状。而钣金零件的尺寸公差则影响着模具工作部分(如凸凹模等)形状的尺寸及公差。另外,钣金零件的材料、形位公差及技术要求等对模具的工作部件有较大的影响。因此,钣金零件模型除应包含形状信息外,还必须包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技术要求等信息,这样才能保证模具设计结果的准确性。钣金零件模型是后续模具设计应用程序所需各种信息的载体,这就要求零件模型能够反映出钣金零件的特点,具体地说就是要反映出钣金零件的工程语义,使模具设计应用程序可以理解方便地提取出所需要的信息。另一方面,三维钣金零件一般具有复杂的空间位置关系,只有根据钣金零件的形状特点进行构造,才可能简化用户操作。 

    目前,已有针对钣金零件特点而提出来的几何造型方法,主要利用CAD有2D钣金零件的几何造型和3D钣金零件的几何造型。前者是利用CAD的二维画图后,然后把图形导入AP100数控冲床软件进行编程(简单的图形只要在剪床上直接剪料如正方形和长方形等等)。在数控冲床上冲出模型后,在折弯机上进行折弯。后者是根据零件的形状在CAD画图后直接开模具,然后冲出其所需的形状。上述所有造型方法存在的共同缺点是当CAD的图形出错时,修改非常麻烦,甚至可能需要重新修改  

  钣金件特征描述:

通过上面所述对钣金零件特点以及零件模型要求的分析,以及对现有的几种钣金零件的几何造型方法的介绍,我们可以看到,要建立一个既反映钣金零件特点又能满足CAD燉CAM系统要求的钣金零件模型,采用特征造型技术是一个有效的办法。它能提供钣金零件的完整的信息模型,而且还能较好地解决现有一些几何造型方法所存在的问题。目前一些商用的造型系统如Pro/ Engineering等都是采用特征造型方法来建立模型进行零件的表达。

    特征是产品描述信息的集合,它具有按一定拓扑关系组成的特定形状,而且反映特定的工程语义,适宜在设计、分析和制造中使用。特征是实现CAD/集成的关键。特征可以分为:形状特征、精度特征、材料特征等,其中形状特征是关键,是其它特征的载体或基体,它可以定义为具有一定工程意义的几何形体或实体。而CAD是二维画图最简单的软件,所以在一定的程度上,CAD是代替其他软件在钣金领域的基础。从特征构型的角度来看,钣金件是由一系列特征构成,它们之间的相互联系便构成一个完整的零件。根据钣金件特点,可以归纳出如下特征:

1) 平面特征 是利用图形直接剪冲而成的。

2) 弯曲特征 它是利用平面展开后再进行折弯形成的。

3) 孔特征 它作为一般子特征而依附于其它特征,如在平面或弯曲特征上冲孔。孔的数据结构与平面特征基本相同。是在画平面时直接把孔按尺寸画出。

局部成形特征 由局部成形工序在冲压件上产生的形状。通常它的形状固定,尺寸不同,因此可以用参数来表达。

其中,钣金件是以平面和弯曲面为主特征,而冲孔和局部成形特征作为主特征的附属特征来描述。每个平面特征可以与多个弯曲特征相连,而每个弯曲特征只能在两端与两个平面特征相连。

特征信息    形状特征是设计信息中的重中之重!也叫几何形状的特征!所有的信息都是围绕着形状特性进行的!而形状特征最重要的部分就是展开,根据自己设计的图纸进行正确的展开。

特征造型的实现    在本文中,选用AutoCAD作为特征造型建立钣金零件产品模型的设计平台,并且引进参数化技术,特征具有参数化的性质,其属性以参数的形式来表达。设计师预先建立特征库,其中包含常用钣金零件的特征,如平板、孔以及各种形式的槽等,设计是首先输入零件的总体信息,选择特征库中基体类特征,生成基体特征,以此为基础,进行特征装配造型。然后循环从特征库中选择所需要的特征,通过特征参数表和定位参数表给出特征参数和定位参数,并进行特征装配,建立形状特征模型。最后输入其它特征信息,建立产品特征模型。

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