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SolidWorks钣金零件设计方法
1 直接使用钣金特征    用户在设计钣金零件时,直接使用各种钣金工具(例如【基体法兰】、【边线法兰】等工具)。如图1所示,此模型可以直接基体法兰、边线法兰等工具完成建模,完成的钣金零件可以顺利展开。* H, S8 r% i; H4 M( h
    图1 直接利用钣金特征设计
    利用钣金特征设计钣金零件时,可以使用“基体法兰”特征或“放样折弯”特征建立第一个钣金特征。7 i% l; m- s7 i, x
    1.1 利用开环草图建立基体法兰
    利用开环草图建立基体法兰时,用户可以定义钣金的厚度、默认折弯半径、默认折弯系数和默认释放槽类型。绘制图2所示草图,单击【基体法兰/薄片】按钮基体法兰特征,给定特征的拉伸长度为20mm、钣金厚度为1.5mm、默认折弯钣金为0.5mm,钣金厚度的方向可以通过【钣金参数】选项组中的【反向】复选框来进行改变。$ n6 ?  Z% Q/ P9 x1 b
    图2 从开环草图建立基体法兰
    基体法兰特征建立后,用户可以利用其他钣金工具来完成钣金零件设计,如图3所示,这里分别使用斜接法兰、薄片特征、拉伸切除及阵列、断开边角等特征完成零件设计,最后完成钣金零件的展开。4 t. t- p$ h9 z- K5 ~! g, B; ~2 o3 z
    图3 边角剪裁
1.2 利用闭环草图建立基体法兰
    利用闭环草图建立基体法兰时,由草图的轮廓定义法兰形状,用户只能给定钣金的厚度参数,如图4所示。建立基体法兰后,需要编辑“钣金1”特征来设置默认的钣金参数,包括折弯半径、折弯系数和释放槽类型。8 ?1 v6 n4 o+ ]% d- Y& q
    图4 由闭环草图建立基体法兰
    1.3 利用放样法兰建立钣金) `( i6 ~6 r# l
    利用放样的折弯,可以类似放样特征利用两个不封闭草图建立放样的钣金,如图5所示。草图中需要建立断开缺口,即放样的轮廓是开环轮廓。绘制草图时,要注意草图中缺口的对应。放样的折弯可以展开,solidworks提供了用于计算放样折弯精度的工具。
    图5 放样的折弯
2 从实体零件形成钣金
    用户可以按照一般零件的设计步骤完成钣金零件设计,使用薄壁特征或者抽壳等方法完成壁厚均匀一致的实体零件,这时零件中还没有形成折弯,因此也不存在钣金的弯角。用户可以使用 “插入折弯”工具,将薄壁零件转化为钣金零件,最后再利用相关的钣金特征完成最后的设计,如图6所示,这也是早期SolidWorks版本设计钣金零件较为常用的方法。! B0 {' d* n8 h8 l) N- v6 X
    图6 由实体零件形成钣金零件


另一种情况,有些钣金零件直接使用钣金特征建模时很不方便,或者无法利用钣金特征来完成。这种情况下,先考虑使用实体建模方式,结合曲面工具来建立钣金零件的有关形状,最后再转换成钣金,以达到顺利展开的目的,也是一种很好的建模思路。如图7所示,“夹钳”零件如果直接使用钣金特征建立零件,是非常困难的,也不容易得到钣金零件的展开图,而结合实体建模方式完成零件在思路上要很方便和简捷。
    图7 “夹钳”零件
    由实体零件转换为钣金零件时,常用的工具包括:# j  y  U( J, e$ l  D4 k
    1)切口
    切口工具用于在生成钣金折弯之前将实体薄壁零件中需要开口的边线进行切除,如图8所示。0 ?' f! `$ N4 O+ M5 C5 y3 F8 N# O
    图8 切口特征
    在实际实际过程中,一般不单独利用切口特征,用户可以在“插入折弯”工具时直接建立切口。
    2)插入折弯
    【插入折弯】工具用于将薄壁零件转换成钣金零件。如图9所示,单击【插入折弯】按钮,选定钣金的固定面,必要时指定需要建立切口的边线,给定钣金的默认参数即可将实体零件转换为钣金零件。
    图9 插入折弯
    零件插入折弯后,在FeatureManager设计树中中将添加“钣金1”和“平板形式”特征,形成一个带有折弯圆角并且可以展开的钣金零件。; {+ s- `. O# e! A7 }
    相对于直接建立的钣金零件,在转换钣金零件以后,在FeatureManager设计树中中还会增加两个特征:“展开-折弯”和“加工-折弯”,如图10所示。
    展开-折弯:“展开-折弯”特征表示钣金展开后的形态,并包含了折弯的转换信息。图10中所示的“尖角折弯”代表每个由尖角形成的折弯。
    加工-折弯:“加工-折弯”特征表示零件的折叠状态。由此可见,【插入折弯】工具的实际意义是,首先将零件中的尖角转换为圆角(形成“尖角折弯”特征),然后将钣金零件进行展开(形成“展开-折弯”特征),最后再将展开的钣金零件进行折弯(形成“加工-折弯”特征),而最终标记为钣金零件。
    图10 展开折弯和加工折弯
【不折弯】按钮,用于将转换后的钣金零件快速回退到“钣金1”特征之下,切换到尚未形成折弯的状态,便于用户在熟悉的实体零件环境(如不存在折弯圆角的环境)下进行工作,如图11所示。
    图11 切换折弯状态
    3)转换成钣金& Z5 B, Y0 ~$ T) ~
    【转换成钣金】工具也可以将实体零件转换为钣金零件,【转换成钣金】工具不需要实体零件中保持壁厚均匀一致,而是直接通过该工具本身设定钣金的壁厚和参数。, w: ?( s1 k" z' ?
    单击【转换到钣金】按钮,如图12所示,选择模型表面作为钣金固定面(图中模型的后表面),给定钣金的厚度、默认折弯钣金、默认切口间隙,分别选择合理的折弯边线,系统将自动查找需要建立切口的边线并建立切口。& T! l* q+ \  ]* z4 V
    除使用默认折弯半径和切口缝隙外,用户也可以在图形区域针对特定的折弯或切口给定不同的折弯半径和切口缝隙。6 \5 _+ X8 ~5 D, O
    图12 转换到钣金
    FeatureManager设计树中的“转换实体”特征,类似于“展开-折弯”特征,特征中包含了由尖角转换为圆角的折弯信息,如图13所示。对于每个单独的折弯,可以进行编辑其折弯属性,包括折弯半径、折弯介数和折弯系数。
    图13 “转换实体”特征
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3 在装配体中关联设计钣金零件
    在装配体环境下设计钣金零件,可以方便地参考现有零件的几何体进行关联设计。这样做的好处是:当参考零件的几何体发生变化时,变化可以传递到关联设计的零件中,如图14所示。
    图14 关联钣金零件设计
4 多实体钣金零件9 `) p( F- |# |9 X* R. O! ^
    SolidWorks支持多实体钣金零件设计。针对多个钣金部分焊接在一起的钣金组件,用户可以在一个零件环境中进行多个钣金部分的设计。多实体钣金零件的设计思路更加符合工艺过程的思路,零件中的各部分钣金可以顺利展开。同时,由于在同一零件下完成钣金组件的不同部分,可以很好地利用各部分之间进行关联参考,提高了建模的效率,如图15所示。
    图15 多实体钣金
    在利用多实体方法设计钣金零件时,相对于单独钣金实体不同,读者应注意理解应用如下内容:
    1)切割清单
    钣金零件的切割清单中包含当前零件中的所有实体,SolidWorks可以对实体进行归类,将相同的实体归类为一个“切割清单项目”,从而便于用户统计、识别和处理工程图。如图2-16所示,用户可以为不同的钣金部分设置不同的材质和外观属性。$ P8 K/ R' E. J
    图16 切割清单
    2)切割清单项目属性" l) z4 o3 a7 Q" X3 r
    在切割清单文件夹中,右击其中的切割清单项目,从快捷菜单中选择【属性】命令,可以定义切割清单项目的属性。如图17所示,系统可以自动建立有关的属性,用户也可以认为添加其他属性,例如名称、代号等,这些属性可以用于在工程图中。
    图17 切割清单项目属性
    3)焊缝和焊接符号5 c/ s9 H6 q% o& h: Z) F
    多实体钣金涉及焊接工艺有关的内容,用户可以通过相关的“焊接”工具在零件中添加焊缝、焊接符号等,这些工具与焊接零件的应用方法相同。" X" b2 U1 t  h- \/ i/ l
    4)结合实体操作及装配体相关概念
    使用多实体设计方法完成钣金零件设计时,读者可灵活运用有关实体操作工具,例如,镜像(阵列)实体、移动/复制实体、分割实体、保存实体等。) J- m- z3 D  U2 W$ W/ R: J
    在单一零件设计环境下,用户无法对多个钣金部分进行干涉检查,这种情况下可考虑采用“保存实体”工具形成装配体文件,在装配体中进行干涉检查。* y8 h7 m( D3 z( W4 k$ ]
    对多实体钣金零件,用户可以实现类似于装配体的爆炸视图、材料明细表和零件序号等功能。

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