冲压钣金设计

Pro/ENGINEER钣金件设计一、钣金冲压基础冲压成形,也称冷冲压或板料冲压,是借助于常规或专用设备的动力,使板料在模具里直接得到变形力并进行变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的成形技术。冲压成形原理,是借助设备和模具的作用力,使金属材料屈服产生塑性变形而形成的冲件。冲压工序根据工序不同,冲压为分离和成形两类。分离工序是指坯料在模具工作零件刃口的冲压力作用下,变形部分的应力达到强度极限以后,坯料沿一定的轮廓线发生断裂产生分离而获得冲件的加工方法。分离工序主要有冲孔、落料、切断、切边等。成形工序是指坯料在模具压力冲压力作用下,变形部分的应力达到屈服极限,但未达到强度极限,使坯料产生塑性变形,且不产生分离而获得具有一定形状和尺寸精度的冲件的加工方法。成形工序主要有弯曲(压弯、卷边和扭曲)、拉深、翻孔、翻边、胀形、扩口、缩口、起伏、较平和整形等。冲压工艺设计二、Pro/E钣金冲压件设计介绍在Pro/ENGINEER中,钣金件是具有恒定厚度的实体模型,可表示为钣金件成型或平整模型,并可用特征来修改。钣金件的特征包括壁、切口、冲孔、折弯以及拐角止裂槽等。可获得零件信息,并计算其质量和进行工程分析。可选用3种模式进行钣金件的创建:钣金件模式、转换模式和组件模式。转换模式是在实体模式下将实体零件转换为钣金件。组件模式是在装配模式中以自上向下的方式创建钣金件。钣金件模式,即在Pro/ENGINEER的可选模块Pro/SHEETMETAL中进行钣金件设计,它是钣金件设计的专用模块,具备设计基本和复杂钣金零件的能力。本节主要应用钣金件模式进行钣金件设计介绍。在Pro/SHEETMETAL模块中创建钣金件的过程：新建一个钣金件模型,进入钣金件设计环境。以钣金件所支持或保护的内部零部件形状和大小为基础,通过基础薄壁特征(如平整、拉伸、旋转、混合等）创建第一钣金壁。添加附加钣金壁。在第一钣金壁创建之后,在此基础上添加其他的钣金壁。根据钣金件特点功能和冲压工艺需要,添加实体切削特征、孔特征、圆角特征和倒角特征等。创建钣金冲孔和切口特征,为钣金的折弯作准备。进行钣金的折弯。进行钣金的展平。修改、添加和编辑钣金特征,并创建钣金件的工程图。三、Pro/ENGINEER的钣金件创建1、壁的基本创建方法壁是具有恒定厚度的金属薄板,它是钣金件设计的基础与核心。在钣金件设计中有两种主要壁类型。主要壁,是独立的壁,可以是分离的“平整”、“拉伸”、“旋转”、“混合”、“偏移”、“可变截面扫描”、“扫描混合”、“螺旋扫描”、“自边界”、“将剖面混合到曲面”、“在曲面间混合”、“从文件混合”或“将切面混合到特征。次要壁,至少从属于一个主要壁,它是主要壁的子项。次要壁包括所有主要壁，以及“平整”、“法兰”、“延伸”、“扭转”和“合并”特征。如果是在从头开始设计钣金零件,主要壁则必须是第一个特征。只有在创建主要壁之后,所有特征选项才可用。然后可将任何适用的钣金件和实体类特征添加到设计中。创建次要壁时,可选择使壁为连接或未连接的。除延伸壁外,次要壁可以连接到整个边,也可以连接到一部分边(它是壁的一部分)。分离的平整壁特征分离的平整壁是钣金件的平面/平滑/展平的部分。它是通过草绘特征的封闭轮廓,然后再定义它的厚度而生成的。单击绘图区域右侧“钣金件”工具栏中的“创建分离的平整壁”按钮,系统显示出“分离的平整壁”特征操作面板,设定草绘平面后进入草绘环境,绘制封闭截面。完成草绘后,在操作面板上输入分离的平整壁的厚度,可得到分离的平整壁特征。拉伸壁的特征拉伸壁特征的创建方法与零件模块中拉伸特征的创建方法相似,只是它的拉伸截面可以封闭,也可以开放。其创建过程为:先通过草绘特征创建拉伸侧截面,再设置拉伸深度类型和拉伸深度值,然后定义薄壁的厚度,即可生成拉伸壁薄特征。分离的旋转壁特征分离的旋转壁是将截面沿旋转中心线旋转一定角度而产生的薄壁特征。在创建旋转壁时,先在草绘界面中创建一条旋转中心线和旋转侧截面,再指定旋转角度及钣金壁厚可生成分离的旋转薄壁特征。分离的混合壁特征分离的混合壁是通过连接至少两个截面而生成的。混合有平行、旋转和一般3种类型。在创建混合壁时,首先绘制多个截面,然后定义各截面之间的距离和钣金壁厚,最后通过一定的方式将各截面连接在一起而生成特征。截面形状与连接的方式决定了混合壁特征的基本形状。偏移壁特征偏移壁是面组或曲面的反射,是将现有面组或实体曲面偏移特定的距离而生成薄壁特征。在创建偏移壁特征时,首先选取偏移的面组或实体曲面,接着指定偏移方向和移动距离,然后系统将自动生成一个偏距壁,并且壁厚与原来的壁厚度相同。2、次要壁的创建方法次要壁的创建主要是在第一壁基础上进行的,创建第一壁的方法可以用来创建次要壁。经过次要壁对第一壁的修饰和扩展,可以建立更加复杂的壁,它们之间是相互连接的。本节主要介绍的方法有:平整、快速创建平整壁、法兰壁、扫描壁、拉伸壁、扭转壁、延伸壁与合并壁。创建平整壁创建平整壁主要用于创建常用的且规则的次要平整壁,其壁厚与第一壁相同。这个命令能加快设计速度,减少单击繁琐菜单的次数。该特征只能用于直的依附边。平整薄壁的一般创建方法为:启动平整壁命令后,选取依附边,定义截面形状、尺寸,折弯角度和折弯半径,设计止裂槽,最后生成次要平整薄壁特征。创建法兰璧特征法兰壁主要用于创建常见的折边和替代简单的扫描壁,其壁厚与第一壁相同,使用这个命令能加快设计速度,减少繁琐的步骤。在创建法兰壁时,需先在现有的钣金壁(第一壁）上选取某条棱边作为法兰壁的依附边,然后再定义其侧面形状和尺寸等参数。创建扭转壁扭转壁是将一块平整壁沿中心线扭转一定角度以后形成的壁特征。创建延伸壁延伸壁是将现有的薄壁延伸,将壁由现有长度延长到指定的曲面或指定的距离。创建合并壁合并壁是将两个或两个以上相互分离的非附属壁合并成一个壁。欲合并的两个壁的对接接头必须相对或相切。3、钣金件的基本处理使用壁特征创建了主要的形状,还需要使用一系列方法处理钣金件,以满足设计的要求。钣金件的基本处理方法包括:折弯、展平、折弯回去、平整形态、切割和边折弯。折弯折弯是将钣金件的平面区域弯曲某个角度或者弯曲为圆弧状。在创建折弯特征时,要草绘折弯线,指定折弯方向,定义折弯角度、折弯半径和止裂槽后,即可建立特征。折弯分为角度折弯和滚动折弯两种类型。在创建折弯时,有规则折弯、带有过渡的折弯和平面折弯三种折弯选项。边折弯边折弯是将钣金件上非相切的锐边转换为折弯,利用边折弯操作可以快速对边进行圆角处理。展平展平是将弯曲的钣金件转换为平面,这样可以根据展平的形状来进行下料或排样等工作。折弯回去折弯回去是将已经展平的钣金零件全部或部分恢复为折弯状态。平整形态平整形态是将全部特征展平,它可以展平任何弯曲面。它与展平特征的差别在于,平整形态总是在模型的最后一个特征。单击右侧工具栏中“平整形态”按钮,选择需要保持固定的平面或边,即可完成钣金件的平整形态操作。当添加新的特征时,平整形态特征将会自动被暂时隐含,钣金件仍显示为三维状态,当新特征创建完毕后,系统又自动恢复平整形态特征。这样系统会永远将平整形态特征放在模型树的最后。