鈑金零件彎邊展開下陷補(bǔ)償研究

姜正祿

摘 要：展開樣板是表達(dá)有彎邊的平面零件或曲度零件展平后的準(zhǔn)確形狀。因?yàn)檎归_過(guò)程設(shè)計(jì)多為理論計(jì)算，并沒(méi)有考慮材料特性和工藝影響，所以有時(shí)需要對(duì)展開樣板進(jìn)行工藝校正和工藝補(bǔ)償。計(jì)算機(jī)在鈑金零件展開計(jì)算時(shí)能夠直接給出下陷補(bǔ)償?shù)?，展開樣板應(yīng)按計(jì)算機(jī)給出的下陷補(bǔ)償設(shè)計(jì)，當(dāng)計(jì)算機(jī)不能自動(dòng)給出下陷補(bǔ)償?shù)?，在設(shè)計(jì)展開樣板時(shí)應(yīng)增加下陷補(bǔ)償。本文研究了外形線為弧線且彎邊帶下陷，同時(shí)計(jì)算機(jī)無(wú)法直接計(jì)算的下陷補(bǔ)償方法。

關(guān)鍵詞：展開;彎邊下陷補(bǔ)償;弧形外形線

引言

在設(shè)計(jì)展開樣板時(shí)，鈑金件彎邊的展開下陷補(bǔ)償方式，通常是先設(shè)計(jì)一個(gè)以補(bǔ)償終止點(diǎn)為中心的圓，圓的半徑為彎邊展開寬度，再?gòu)膹澾呎归_線的下陷起始點(diǎn)引出此圓的切線，用切線代替下陷與補(bǔ)償終止點(diǎn)范圍內(nèi)的彎邊展開線，作為補(bǔ)償后的零件下料外緣。此種方法在鈑金件展開設(shè)計(jì)中是較為常見的方式，但也只是對(duì)外形線為直線、同時(shí)下陷線垂直于腹板面的情況下有效，對(duì)鈑金零件其他結(jié)構(gòu)形式的下陷，還需要進(jìn)行一定的調(diào)整，否則會(huì)出現(xiàn)缺料的情況。當(dāng)外形線為弧線時(shí)，需要進(jìn)行一定的特殊處理。

1 圓弧擬合法

對(duì)彎邊為弧線的下陷進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，如果按照公切線進(jìn)行補(bǔ)償，如圖1，可能使公切線在正常彎邊展開線內(nèi)側(cè)，導(dǎo)致展開計(jì)算值偏小的情況，彎邊弧度越大，產(chǎn)生的誤差也越大，因此，這類彎邊下陷補(bǔ)償線需要采取其他的擬合方式。

當(dāng)外形線為曲線時(shí)，其展開外緣也為曲線。為避免下料不足，簡(jiǎn)單的曲線可以通過(guò)圓弧擬合得到，因此，可以將正常展開線近似為一個(gè)半徑為R的圓，補(bǔ)償時(shí)使用半徑為R的圓弧作為新的展開線，如圖2。

圖2示例中的彎邊外形線為凸出類型，當(dāng)外形線為凹陷類型時(shí)，采用直切線做出的補(bǔ)償比圓弧補(bǔ)償要大，如圖3，陰影為缺失部分，因此可以采用原補(bǔ)償線作為展開邊緣。

2? 法則曲線法

當(dāng)正常展開線的曲度變化不均勻，如圖4，擬合的圓弧與外形線差異較大時(shí)，就需要采用CATIA軟件中的法則曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)。

CATIA法則曲線是通過(guò)兩根線條之間的變化規(guī)律，形成映射關(guān)系，將這種關(guān)系代入到另外一個(gè)線條上，從而按規(guī)律形成新的線條。

正常情況下的下陷補(bǔ)償，展開線與補(bǔ)償直切線是線性上移的關(guān)系，因此，將展開線兩端連成直線，用這根直線與展開線分別作為參考線和定義線建立法則，再將彎邊下陷起始點(diǎn)與零件端點(diǎn)連成直線，作為基線。

使用CATIA曲面設(shè)計(jì)模塊下工具欄的法則（Law）命令，分別選中參考線與定義線，確定后，在結(jié)構(gòu)樹上就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)規(guī)則。

點(diǎn)擊工具欄中平行曲線功能命令，選擇基線曲線和支持面并點(diǎn)擊“法則曲線”按鈕，出現(xiàn)法則曲線定義對(duì)話框。選擇“高級(jí)”的法則曲線類型，同時(shí)選擇結(jié)構(gòu)樹上已定義的“規(guī)則”為法則曲線元素。

確認(rèn)后，所選支持面上便生成了按規(guī)則變化的法則曲線，這條線可作為新補(bǔ)償新用于設(shè)計(jì)。

同樣，當(dāng)外形線存在凹陷時(shí)，按此方法也會(huì)出現(xiàn)新補(bǔ)償線比原補(bǔ)償線小的情況，同樣可以采用按原補(bǔ)償線作為展開邊緣。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文闡述了彎邊外形為弧線的幾種彎邊展開下陷補(bǔ)償方式，同時(shí)介紹了一種以CATIA法則曲線為技術(shù)支撐的新的下陷補(bǔ)償設(shè)計(jì)方法。該方法適用于外形線為弧線且曲度變化不均勻的彎邊帶下陷的展開樣板下陷補(bǔ)償設(shè)計(jì)，采用此種方法，使設(shè)計(jì)下陷補(bǔ)償方案更為符合生產(chǎn)要求，避免下料缺失的情況產(chǎn)生，提高了彎邊展開的設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少了產(chǎn)品報(bào)廢的幾率。

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