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鈑金件的發展前景及應用
來源:
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作者:guanzhe
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發布時間: 2020-08-06
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1.1 鈑金件的發展前景及應用
鈑金零件一般被廣泛應用于機電、輕工、汽車等行業的零件，過去傳統的生產方法，由于周期長、效率低、質量差等缺點已經越來越不適應現代的設計要求，為了克服這些弊端，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，有很大的效果極其意義。
鈑金零件一般可分為三類：
平板類 指一般的平面沖剪件。
（2）彎曲類 有CAD根據所設計的圖形進行展開后再進行折彎和焊接。
（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沖切及變形等沖壓方式而加工出來的，它們和一般機加工方式加工出來的零件有著很大的差別。在沖壓加工方式中，彎曲變形是使鈑金零件產生復雜空間位置關系的主要加工方式。
2、 鈑金零件圖造型要求在模具設計過程中，模具設計的主要依據就是鈑金零件的形狀，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著模具工作部分（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信息外，還必須包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技術要求等信息，這樣才能保證模具設計結果的準確性。鈑金零件模型是后續模具設計應用程序所需各種信息的載體，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信息。另一方面，三維鈑金零件一般具有復雜的空間位置關系，只有根據鈑金零件的形狀特點進行構造，才可能簡化用戶操作。
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的二維畫圖后，然后把圖形導入AP100數控沖床軟件進行編程（簡單的圖形只要在剪床上直接剪料如正方形和長方形等等）。在數控沖床上沖出模型后，在折彎機上進行折彎。后者是根據零件的形狀在CAD畫圖后直接開模具，然后沖出其所需的形狀。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，甚至可能需要重新修改。
鈑金件特征描述：
通過上面所述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，我們可以看到，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，采用特征造型技術是一個有效的辦法。它能提供鈑金零件的完整的信息模型，而且還能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等都是采用特征造型方法來建立模型進行零件的表達。
特征是產品描述信息的集合，它具有按一定拓撲關系組成的特定形狀，而且反映特定的工程語義，適宜在設計、分析和制造中使用。特征是實現ＣＡＤ/集成的關鍵。特征可以分為：形狀特征、精度特征、材料特征等，其中形狀特征是關鍵，是其它特征的載體或基體，它可以定義為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。從特征構型的角度來看，鈑金件是由一系列特征構成，它們之間的相互聯系便構成一個完整的零件。根據鈑金件特點，可以歸納出如下特征：
（1） 平面特征 是利用圖形直接剪沖而成的。
（2） 彎曲特征 它是利用平面展開后再進行折彎形成的。
（3） 孔特征 它作為一般子特征而依附于其它特征，如在平面或彎曲特征上沖孔。孔的數據結構與平面特征基本相同。是在畫平面時直接把孔按尺寸畫出。
局部成形特征 由局部成形工序在沖壓件上產生的形狀。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為主特征，而沖孔和局部成形特征作為主特征的附屬特征來描述。每個平面特征可以與多個彎曲特征相連，而每個彎曲特征只能在兩端與兩個平面特征相連。
特征信息 形狀特征是設計信息中的重中之重！也叫幾何形狀的特征！所有的信息都是圍繞著形狀特性進行的！而形狀特征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。
特征造型的實現 在本文中，選用ＡｕｔｏＣＡＤ作為特征造型建立鈑金零件產品模型的設計平臺，并且引進參數化技術，特征具有參數化的性質，其屬性以參數的形式來表達。設計師預先建立特征庫，其中包含常用鈑金零件的特征，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信息，選擇特征庫中基體類特征，生成基體特征，以此為基礎，進行特征裝配造型。然后循環從特征庫中選擇所需要的特征，通過特征參數表和定位參數表給出特征參數和定位參數，并進行特征裝配，建立形狀特征模型。最后輸入其它特征信息，建立產品特征模型。
鈑金零件一般被廣泛應用于機電、輕工、汽車等行業的零件，過去傳統的生產方法，由于周期長、效率低、質量差等缺點已經越來越不適應現代的設計要求，為了克服這些弊端，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，有很大的效果極其意義。
鈑金零件一般可分為三類：
平板類 指一般的平面沖剪件。
（2）彎曲類 有CAD根據所設計的圖形進行展開后再進行折彎和焊接。
（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沖切及變形等沖壓方式而加工出來的，它們和一般機加工方式加工出來的零件有著很大的差別。在沖壓加工方式中，彎曲變形是使鈑金零件產生復雜空間位置關系的主要加工方式。
2、 鈑金零件圖造型要求在模具設計過程中，模具設計的主要依據就是鈑金零件的形狀，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著模具工作部分（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信息外，還必須包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技術要求等信息，這樣才能保證模具設計結果的準確性。鈑金零件模型是后續模具設計應用程序所需各種信息的載體，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信息。另一方面，三維鈑金零件一般具有復雜的空間位置關系，只有根據鈑金零件的形狀特點進行構造，才可能簡化用戶操作。
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的二維畫圖后，然后把圖形導入AP100數控沖床軟件進行編程（簡單的圖形只要在剪床上直接剪料如正方形和長方形等等）。在數控沖床上沖出模型后，在折彎機上進行折彎。后者是根據零件的形狀在CAD畫圖后直接開模具，然后沖出其所需的形狀。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，甚至可能需要重新修改。
鈑金件特征描述：
通過上面所述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，我們可以看到，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，采用特征造型技術是一個有效的辦法。它能提供鈑金零件的完整的信息模型，而且還能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等都是采用特征造型方法來建立模型進行零件的表達。
特征是產品描述信息的集合，它具有按一定拓撲關系組成的特定形狀，而且反映特定的工程語義，適宜在設計、分析和制造中使用。特征是實現ＣＡＤ/集成的關鍵。特征可以分為：形狀特征、精度特征、材料特征等，其中形狀特征是關鍵，是其它特征的載體或基體，它可以定義為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。從特征構型的角度來看，鈑金件是由一系列特征構成，它們之間的相互聯系便構成一個完整的零件。根據鈑金件特點，可以歸納出如下特征：
（1） 平面特征 是利用圖形直接剪沖而成的。
（2） 彎曲特征 它是利用平面展開后再進行折彎形成的。
（3） 孔特征 它作為一般子特征而依附于其它特征，如在平面或彎曲特征上沖孔。孔的數據結構與平面特征基本相同。是在畫平面時直接把孔按尺寸畫出。
局部成形特征 由局部成形工序在沖壓件上產生的形狀。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為主特征，而沖孔和局部成形特征作為主特征的附屬特征來描述。每個平面特征可以與多個彎曲特征相連，而每個彎曲特征只能在兩端與兩個平面特征相連。
特征信息 形狀特征是設計信息中的重中之重！也叫幾何形狀的特征！所有的信息都是圍繞著形狀特性進行的！而形狀特征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。
特征造型的實現 在本文中，選用ＡｕｔｏＣＡＤ作為特征造型建立鈑金零件產品模型的設計平臺，并且引進參數化技術，特征具有參數化的性質，其屬性以參數的形式來表達。設計師預先建立特征庫，其中包含常用鈑金零件的特征，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信息，選擇特征庫中基體類特征，生成基體特征，以此為基礎，進行特征裝配造型。然后循環從特征庫中選擇所需要的特征，通過特征參數表和定位參數表給出特征參數和定位參數，并進行特征裝配，建立形狀特征模型。最后輸入其它特征信息，建立產品特征模型。
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