0 引言
    隨著汽車、通信等行業(yè)的飛速發(fā)展，對飯金結(jié)構(gòu)件的需求日趨增大，鑒于Pro/E在國內(nèi)較為流行的現(xiàn)狀，本文探討了基于Pro/E技術(shù)輔助鈑金下料的實現(xiàn)過程。
    作為一種常用的結(jié)構(gòu)件，鈑金零件在通信、電子、汽車、農(nóng)業(yè)機械等行業(yè)有著廣泛地應(yīng)用。其常用加工形式有彎曲、成形、沖壓等。加工后的形狀和尺寸精度互換性較好，可以滿足一般的裝配及使用要求。經(jīng)過塑性變形后，金屬內(nèi)部組織得以改善，機械強度有所提高，具有重量輕、剛度好、精度高和外形光滑美觀的特點，與焊接、膠接等工藝配合，可使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更加方便，是制造復雜形狀結(jié)構(gòu)件的主要方法。國內(nèi)多數(shù)企業(yè)雖然已經(jīng)引入CAD技術(shù)，但對鈑金下料計算大多仍采用等分投影法，與傳統(tǒng)手工計算方法相比，過程雖有所簡化，其實質(zhì)并沒有得到根本改變，只是將圖板換成了“電子圖板”。目前業(yè)界流行的SolidWorks、Solid Edge、Pro/E等三維CAD軟件均具有鈑金設(shè)計模塊，可以便捷地完成鈑金設(shè)計，獲取所需下料展開圖，提高設(shè)計質(zhì)量和效率。本文將以Pro/E為平臺，通過一個典型案例，對其設(shè)計過程加以簡介。
1 鈑金的設(shè)計長度和展平長度
    鈑金在拆彎過程中，發(fā)生著塑性變型一在鈑金中性層內(nèi)側(cè)的鈑金壓縮，中性層外側(cè)拉伸。中性層即折彎部分的弧長與展平后鈑金長度相等的圓弧。鈑金中性層并不一定在材料的正中間，而是與鈑金材料、厚度和折彎角度等多個因素有關(guān)。設(shè)計者在設(shè)計時并不知道鈑金的中性層在哪里，即使知道，要考慮這些因素，也會給設(shè)計帶來額外的工作量。
    創(chuàng)建一個折彎鈑金后，如果設(shè)計者沒有專門對鈑金模塊的配置文件進行設(shè)置，該展平長度是根據(jù)Pro/E默認的參數(shù)而算出來的長度。鈑金設(shè)計者一般不關(guān)注鈑金平后的長度，只關(guān)心鈑金的設(shè)計長度，(設(shè)計長度指鈑金在成形狀態(tài)的尺寸和形狀)。
    對于鈑金制造者來說，為了給鈑金下料，求得成形鈑金展平后的長度至關(guān)重要。通過設(shè)置鈑金的“Bend Allow”(折彎許可)可以在圖形上控制鈑金的展平長度。“Bend Allow" 有兩種方式控制鈑金展平后的長度，第一種是設(shè)置K因子來計算展平長度，(或Y因子，Y因子與K因子之間可以通過公式換算，它們是由折彎中性層的位置而決定的一個常數(shù))；第二種是通過設(shè)置折彎表(Bendtable)中的參數(shù)來計算展平長度。
    在實際加工過程中，鈑金工藝人員根據(jù)鈑金材料的屬性、厚度等特性設(shè)置“Bend Allow”中參數(shù)，從而得出鈑金的展平長度。但這些設(shè)置的參數(shù)只是經(jīng)驗值，并不一定與實際情況完全對應(yīng)。通常的做法是;首先根據(jù)Pro/E軟件計算的展平長度來下料；然后通過試制幾個樣件，量取樣件尺寸之間的差別，再對展平長度進行修正。
2 45°斜交三通管
    如圖1所示，本工件由管1和管2成45°斜交焊合構(gòu)成。設(shè)計步驟如下:
    (1)新建鈑金零件，設(shè)定模板為“mmns_part_sheetmetal”。
    (2)選擇下拉菜單“插人/薄板伸出項/旋轉(zhuǎn)”命令，在top基準面上繪制草圖，設(shè)定旋轉(zhuǎn)軸為Front，雙側(cè)對稱旋轉(zhuǎn)，預(yù)留加工余量為1°，確定旋轉(zhuǎn)角度為359°，設(shè)定相應(yīng)材料厚度。如圖2所示。
    (3)選擇“插人/切削/旋轉(zhuǎn)”命令，設(shè)定草圖基準面為Front，如圖3所示，繪制草圖，設(shè)定45°基準軸線為旋轉(zhuǎn)軸，雙側(cè)對稱360°旋轉(zhuǎn)除料。

圈1  45°斜交三通管結(jié)構(gòu)圖         圖2  管1草圖設(shè)計

    (4)選擇“插人/折彎操作/展開”命令，選取鈑金展開固定面為359°處預(yù)留接縫，規(guī)則展開全部表面后，即可獲得管1的下料展開圖。如圖4所示。

圖3  管1接口草圖設(shè)計