中性层的概念

中性层的概念 1 冲压中弯曲件的毛坯计算 根据冲压理论，板料弯曲时应变中性层的 长度是不变的，而且应变中性层必须通过 截面的中心。在实际工作中，我们接触的 一般板料截面都是平行的，求中性层的长 度实际上就变成了求受压的两个平行面 之间的中心线长度。我们可以利用这种方 法来计算多种弯曲形式的弯曲件的毛坯 长度。下面我们以弯曲角为90?的毛坯 为例来说明这个问题。毛坯如图1。 图1 毛坯展开长度计算公式如下: L=l+l+π/2(r+xt)=l+l+1.57(l+xt) (1) 120120 式中:L——弯曲件的展开长度，,L,为mm; r——弯曲件内弯曲半径，,r,为mm; l，l——弯曲件直边部分长度，,l，l,为mm; 1212 t——为弯曲件原始厚度，,t,为mm; x——中性层内移系数，见1。 0 表1 (10-20号钢) r/t 0.1 0.25 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 ,4 x 0.32 0.35 0.38 0.42 0.445 0.47 0.475 0.5 0 由以上公式，图1所示板料的毛坯展开料长度为: L=8+8+1.57(2+2×0.42)=20.4588 mm。 在电子图板的具体操作中，先绘出图1，在绘制过程中要注意应用“等距线”命令方便地作出板料的中性层(即图中中心线)。然后利用“查询”菜单中的“周长”命令进行对中心线的查询，结果屏幕显示毛坯件“直线”及“园弧”段的长度及总长度，表明L=20.712 mm，这与公式计算出的结果仅存在0.25 mm的误差。误差原因是由于没有考虑中性层内移因素。但是这么小的误差在冲压计算中(自由公差)是完全允许的，而且经计算机查询得到的结果不可能比理论结果小，不会产生料小的结果，此结果完全可以运用于实践。 基于Pro/E的钣金展开法的应用实践 作者:刘宪法 更新时间: 2005-06-22 摘要:对折弯钣金件的传统展开方法与现代,,,/,展开方法进行了比较分析,并列举了应用实例。总结了,,,/,展开法在折弯钣金件过程中的注意事项。阐明了,,,/,的展开方法应用在折弯钣金件展开中的优越性、实用性。为现代折弯钣金件展开提供了一种实用的工具。] 关键词:,,,/,钣金模块展开应用 在现代钣金制造业,随着数控激光切割机、数控折弯机等数控钣金加工设备应用的日益广泛,钣金加工也有了质的飞跃。 传统折弯钣金件加工工艺以粗放展开加工并结合机械切削为特点,先近似以展开尺寸放样落料,预留后续加工余量后进行折弯。折弯后再修准尺寸,加工孔槽。这种工艺对展开图精度低,存在着工艺路线复杂、效率低、浪费材料及加工质量不易保证等缺点。 现代折弯钣金件加工工艺以精确展开加工、零机械切削为特点,先按展开图全部切割出外形及孔、槽,然后折弯成型。这种工艺具有钣金零件的单元封闭加工、工艺路线简化、效率高、加工质量好等优点,但对钣金展开图的精度要求高。因此,现代折弯钣金件加工中精确展开图的绘制就成了首先要解决的问题。 1 折弯钣金件的传统展开方法 在钣金件的折弯过程中,由于钣金零件折弯区产生塑性变形,所以展开图的尺寸与几何计算的尺寸不一致,需要进行专门的计算。 折弯钣金件的展开尺寸与钣金件的厚度、折弯角、折弯半径、材料伸缩率等因素有关。传统的折弯钣金件展开尺寸计算时,依据折弯角的大小分别进行 计算。展开尺寸,计算如下(各公式中参数含义见图1)。当折弯角β为: (1)0??β<90?时 ,=,+,-2(,+,)+(,+,/3)×(180-β)π/180 (2)β=90?时 ,=,+,-0.429,-1.47, (3)90?<β?150?时 ,=,+,-2(,+,),,,[(180-β)/2]+(,+,/2)(180-β)π/180 (4)150?<β?180?时 ,=,+, 由上述折弯钣金件传统展开公式可以看出,传统的折弯钣金件展开方法需要大量繁琐的人工计算,展开尺寸不易验证,展开精度不能满足现代钣金加工的要求。 2 折弯钣金件的,,,/,展开方法 折弯钣金件,,,/,展开方法与传统展开方法有着本质的区别,它是一种参数化、智能化的三维,,,过程,是在程序完全模拟钣金折弯加工过程的基础上进行折弯钣金件展开的。展开方法为:在,,,/,的钣金模块中建立折弯钣金件的立体模型,应用,,,,,,模块,直接点取基面及需展开的面后,软件即可按钣金实际折弯加工过程运算后自动生成展开模型。通过展开模型,,,,/,能直接输出各种格式的二维图形文件,直接应用于数控切割及冲裁设备。 3 ,,,/,展开折弯钣金件应用实例 为更好说明,,,/,钣金模块折弯钣金件的展开应用,现以一种钣金零件的展开输出过程为例加以说明。该零件如图2所示,零件折弯半径为,2.5,,,板厚为2,,,其展开过程分述如下。 3.1环境设置 我们采用编辑,,,,,,文本框进行如下设置 ,,,,,,,,,,,,，,,,,,,,,,, ,,, ,,,,,,，,,,,,,,, ,,，,,,, ,,,,,,，,,,,,, ,,，,,,，,,,,,, ,,,,,，,,,,, ,,, ,,,,,,,, ,,,，,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,, ，,, ,,,,,,,,,，,,,,,,,,，, ,,, ,,,,，,,,,,,,,,,，,, ,:\,,,,\,,,,2000,\,,, ,,,.,,, ,,,,,,,,,,,,，, ,:\,,,,\,,,,2000,\,,,,,,,\,;,,,,\\ 3.2建立钣金件立体模型在,,,/,中建立钣金件的立体模型时要应用该软件中的钣金模块(,,,,,,,,,,)。建模过程如下:,,,,=>,,,=>弹出,,,对话框=>,,,,选项,选,,,,=>,,,-,,,,选项,选(,,,,,,,,,,)=>,,,,输入框,输入,,19,1,2,3(本零件代号)=>钣金件立体建模状态。然后通过,,,,,,,=>,,,,,,创建,,,,、,,,等零件特征。具体过程见如下特征树(,,,,,,,,,)。 ,,,,,,,,,: ,,19,1,2,3.,,, ,，,,, ,,,, ,,,, ,, 991 ,,,, ,, 1102 ,,,, ,, 1189 ,,,, ,, 1298 ,,,, ,, 1461 ,,,, ,, 1510 ,,,, ,, 1558 ,,,, ,, 1719 ,,,, ,, 1767 ,,, ,, 1816 ,,, ,, 1875 本文所选零件建立的模型如图3。 3.3立体模型的展开 本例创建,,,,,,特征进行展开时,选260,,×120,,底面为基面, 选择,,,,,,,,,方式进行展开。零件模型展开后如图4。 3.4展开后图形文件的输出 最后生成的展开图,直接过滤掉了尺寸标注、折弯中心线等数控钣金加工机床不需要的元素,以,,,格式直接输入数控钣金加工机床进行编程切割。 4 折弯钣金件,,,/,展开中的注意事项 笔者在应用,,,/,进行折弯钣金件的展开实践中,总结出一些经验,现介绍如下: (1)设置建模环境为了使,,,/,建模环境中的单位制式、视角等与数控钣金设备所使 用的一致,建模前必须对,,,/,建模环境进行预先设置。设置通常采用编辑,,,,,,文件 进行或通过,,,,,菜单进行设置。 (2)建立典型零件模型库由于,,,/,的立体建模是一个参数化过程,因此可根据本企业的钣金结构特点建立典型零件模型库。零件建模时选取典型模型进行修改重新生成(,,,,,,,,,,)后,即可得到所需模型,从而发挥,,,/,参数化的优势,达到快速建模的目的。 (3)验证零件立体模型由于展开模型是依据立体模型建立的,为保证展开模型的正确性,应对零件立体模型进行验证。验证时应用,,,,,,,,菜单中的,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,等功能模块进行钣金立体模型各要素的测量分析。 (4)注意立体模型的结构工艺性由于,,,/,的钣金件建模是完全按钣金件实际加工过程进行模拟运算的,因此零件建模过程中应注意考虑折弯钣金件加工中的工艺裂缝(,,,,,,)、多向延展等工艺性问题。如果零件模型有不符合实际加工的结构工艺性问题,,,,/,将拒绝展开。 (5)展开后的干涉检验,,,/,零件展开后的模型,干涉部分,,,/,用警告色给出显示。注意有干涉警告时就要修改零件的结构直到没有展开干涉出现。 (6)展开图形的输出,,,/,的展开模型可通过,,,,,,,模块转化成二维图。二维图可显示标注尺寸、折弯中心线、折弯延伸区,以生成满足用户需求的图形。二维图能以,,,、,,,、，,,,等多种图形文件格式输出,可以很方便地与数控设备进行图形文件的数据交换,从而达到直接输出编程的目的,实现无纸加工。 5 结语 ,,,/,展开方法具有参数化、智能化、展开迅速准确、效率高、精度高、展开尺寸便于验证、能实现无纸加工及展开图能以多种图形文件格式直接输出等特点,为现代折弯钣金件展开提供了一种实用的工具。