基于SolidWorks的折彎系數(shù)表的二次開發(fā)及應用（上）

　　在目前鈑金制造業(yè),，隨著數(shù)控設備的廣泛應用,，鈑金加工工藝也有了較大的提高。傳統(tǒng)加工工藝加工效率低,、浪費材料，且加工質量不易保證,，而新型加工工藝以精確展開加工為特點,，先按展開圖全部切割出外形及孔和槽,，然后折彎成型。新型加工工藝對展開圖的精度要求較高,。目前鈑金制造企業(yè)通常采用2種方法繪制鈑金件展開圖：第1種方法是直接人工計算鈑金件外形及內部開孔尺寸;第2種方法是使用SolidWorks對鈑金件進行展開,，然后在SolidWorks展開圖基礎上進行人工修正，以上兩種方法在實際生產中均會浪費大量的人力和工時,，工作效率非常低,，且易出錯誤，從而造成成本增加和生產延期,。本文通過對90°角鈑金件展開時中性層尺寸的計算方法進行分析,，使用SolidWorks 2012(下文中簡稱SolidWorks)軟件對系統(tǒng)默認折彎表進行二次開發(fā)，使90°角鈑金件通過加載二次開發(fā)折彎系數(shù)表實現(xiàn)1∶1準確展開,。

1 折彎角中性層展開長度計算分析

　　板材在折彎過程中外層受到拉應力伸長,，內層受到壓應力縮短，在內,、外層之間有一段在折彎前,、后長度保持不變的金屬層，定義為中性層,。中性層是計算折彎鈑金件展開長度的基準,，中性層的位置與變形程度有關，其與板材的中心層是2個概念,。中心層是指位于1/2板厚處的一層金屬,，其長度在板材折彎前、后會保持不變或伸長,。當中心層折彎前后長度保持不變時,，中心層與中性層重合，反之則不重合,。因90°角鈑金件的中心層在理想狀態(tài)下折彎前后長度不發(fā)生改變,，此時90°角鈑金件的中心層與中性層重合。本文僅針對90°折彎角鈑金件展開前后的長度進行計算分析,。

1.1 補償系數(shù)法

　　一個已成形的90°折彎角鈑金件,，其外形有2個輪廓尺寸S1、S2和1個厚度尺寸δ,，詳見圖1所示,，圖2為SolidWorks軟件中2 mm厚90°折彎角鈑金件的三維模型。

　　以厚度為2 mm板材為例,，圖1中90°角鈑金件展開長度S的計算公式為：

　　S=S1+S2-2δ+K

　　=(S1′+r+δ)+(S2′+r+δ)-2δ+K

　　=S1′+S2′+2r+K (1)

　　其中：S為90°角鈑金件的展開長度,，即鈑金件折彎前的坯料長度;r為SolidWorks軟件建模時90°角鈑金件的折彎內圓角半徑，為保證SolidWorks軟件建模統(tǒng)一,，特將內圓角半徑均設定為0.3 mm;K為補償系數(shù),，K值根據(jù)工藝經驗總結而成,，2 mm厚板材對應的補償系數(shù)為0.5。不同料厚對應的補償系數(shù)也不同,，詳見表1所示,。

1.2 SolidWorks展開計算法

　　根據(jù)上述鈑金件中性層的分析，圖1中90°角鈑金件在SolidWorks軟件中展開長度S的計算公式為：

　　S=S1′+S2′+BA(2)

　　其中：BA(折彎補償Bend Allowance簡寫)為圖1所示中性層圓弧段展開長度,。

　　由上述公式(1)和(2)可推算出：

　　BA=2r+K(3)

　　因上述公式(3)中折彎內圓角半徑r,、補償系數(shù)K均已知，則BA值可由上述公式(3)計算得出,。下面以δ=2 mm為例計算對應的BA數(shù)值：

　　BA=2r+K=2×0.3+0.5=1.1

　　同樣按照上述公式(3)得出其余料厚對應的BA數(shù)值,，計算結果詳見表1所示。

2 SolidWorks折彎表的二次開發(fā)及應用

2.1 SolidWorks折彎表的二次開發(fā)

　　SolidWorks軟件中鈑金件展開共有5種方式,，分別為：折彎系數(shù)表,、K因子、折彎系數(shù),、折彎扣除,、折彎計算，如圖3所示,。

　　因SolidWorks軟件中自帶的折彎系數(shù)表,、K因子、折彎系數(shù),、折彎扣除,、折彎計算均無法滿足90°折彎角鈑金件1∶1展開的實際需求，現(xiàn)對SolidWorks軟件自帶的折彎表進行二次開發(fā),。

　　在資源管理器中使用Microsoft Office Excel 2007程序打開table4-metric bend allowance文件,，如圖4所示。

　　將table4-metric bend allowance文件另存為lee-metric bend allowance,，將半徑欄中0.4更改為0.3(即SolidWorks軟件建模時鈑金件的內圓角半徑0.3 mm),，刪除其余半徑對應厚度的數(shù)據(jù);然后將表格中厚度值更改為鈑金制造廠常用的板材厚度，將對應的折彎系數(shù)值更改為表1中所述的BA值,。二次開發(fā)的折彎系數(shù)表文件的格式及內容如圖5所示,。

　　圖1所示圓弧段BA在SolidWorks軟件中展開后尺寸，詳見圖6所示,。

　　圖5中顯示的BA值為SolidWorks模型中性層圓弧段展開后顯示的長度數(shù)值,，詳見圖6所示。

（未完待續(xù),，下期放送）