钣金放样解决方案综合指南

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钣金放样解决方案综合指南

2024-06-12 12:19| 来源: 网络整理| 查看: 265

什么是钣金放样?

钣金放样 指的是转换 3D 模型 设计的金属板 将零件转换为 2D 展开视图,通常称为平面展开视图。 此过程需要考虑材料厚度、弯曲半径和其他相关参数。 放样的目的就是利用这个2D展开图对它进行切割、直接弯曲等操作 金属板 在实际制造过程中,最终获得3D零件。

钣金放样的基本要求

钣金放样是根据图纸在放样平台上按1:1的比例(或一定比例)勾画出零部件的轮廓,准确确定其尺寸,作为制造样板、加工、装配等工作的依据。 钣金布局是制造冷加工钣金产品的重要组成部分。 一般冷加工钣金件的形状和尺寸都比较大,设计图纸按比例绘制。 在实际制造中,必须确定各个零件或部件的形状和尺寸,作为制造和装配的基础,这需要布局来解决。 钣金放样包括各种方法,例如全尺寸放样、光学放样和网格放样。 其中,全尺寸放样是最基本、应用最广泛的放样方法,比例为1:1。 它不仅能准确地反映结构的实际形状和尺寸,而且有助于确定一些图纸上未标注的零部件的尺寸,为零件和模板的制造提供依据,还可以确定零件之间的相对位置,可以作为组装的基础。

钣金放样的优点和缺点

钣金放样是钣金制造中的重要工序,是指根据钣金零件的三维模型或二维图计算出钣金展开后的形状和尺寸,以方便切割加工。 以下是钣金放样的优点和缺点:

钣金放样的优点:

准确性:通过计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)技术,可以很好地保证排版的准确性,保证成品的质量。 提高材料利用率:准确的布局可以减少材料浪费,提高材料利用率。 提高生产效率:一旦布局完成,即可快速、连续地进行生产,显着提高生产效率。 减轻劳动强度:利用现代技术进行放样,可以减轻手工计算、绘图的劳动强度。 适应性强:能快速适应各种形状、尺寸的零件,满足多样化的生产需求。

钣金放样的缺点:

设备成本高:采用先进的计算机辅助设计和制造设备进行放样,初始投资成本较高。 技能要求高:操作人员需要掌握相关软件和专业知识,对人员技能要求较高。 复杂形状放样的难度:对于一些非常复杂的钣金形状,放样可能会增加,需要经验丰富的工程师来处理。 软件和硬件限制:尽管现代软件可以处理大多数放样任务,但对于非常特殊或复杂的情况,软件和硬件限制可能仍然存在。 依赖性:过度依赖计算机和软件,一旦出现故障或其他意外情况,可能会影响生产。

总体而言,钣金放样技术在钣金制造中,特别是在大型、精密制造中至关重要。 但同时也带来了一些挑战和限制,需要企业和运营商充分考虑和权衡。

钣金展开计算原理

在折弯过程中,金属板材的外层受到拉应力,而内层则受到压应力。 理论上,内层和外层之间的过渡层既不拉伸也不压缩,中性层是虚拟的。 弯曲过程中,假设中性层与弯曲前的状态一致; 长度保持不变。 因此,中性层是计算弯曲部分长度的基础。 中性层的位置与变形程度有关。 当弯曲半径大、弯曲角度小时,变形程度小,中性层位置接近板厚中心。 当弯曲半径减小、弯曲角度增大时,变形程度相应增大。 中性层的位置逐渐向弯曲中心内侧移动。 中性层到钣金内侧的距离用A表示。如图:

钣金展开计算是钣金展开计算的关键步骤 钣金加工 行业中的应用:。 目的是在加工前确定三维钣金部件的形状,以便在弯曲、折叠和其他成型步骤后获得所需的最终形状。 此类计算需要考虑材料弯曲过程中的性能、厚度和变形。 钣金展开计算的基本原理包括以下几个方面:

线性展开:这是最简单的方法,它考虑了钣金的长度和宽度,而不考虑弯曲或其他成型工艺。 此方法适用于简单的形状,例如矩形或平行四边形。 弯曲余量:当板材弯曲时,材料弯曲区域以外的表面将被拉伸,而内表面将被压缩。 必须向弯曲部分添加额外的材料以补偿这种变形。 这称为弯曲余量。 材料性能:不同的材料有不同的弹性模量和屈服点。 这些属性将影响允许弯曲的计算。 例如,硬度较高的钢可能比软铝需要更多的弯曲余量。 弯曲半径:弯曲半径越小,允许弯曲越大。 这是因为弯曲半径越小,材料内外的应变差就越大。 工具和设备:所使用的工具和设备也会影响展开尺寸,例如模具的形状、顶杆的形状等。 钣金厚度:钣金的厚度也会影响允许的弯曲度。 一般来说,厚度越大,所需的弯曲余量越大。

计算展开长度的一般公式为:

L = L.原 +ΔL

在公式:

L为展开长度; L原 为原始直线距离; ΔL 允许弯曲。

现实中,很多软件如Solid Works、Auto CAD、Inventor等,都内置了钣金展开功能,可以帮助设计师和工程师自动完成这些计算。 但即使借助软件,了解基本的部署原理以及如何手动计算它们仍然非常有价值,特别是在原型设计或遇到特殊材料和工艺的情况下。 钣金展开和放样的解决方案通常涉及步骤和工具。

钣金放样的应用

钣金放样是一种将设计的 2D 形状转换为 3D 钣金零件的工程技术。 钣金放样广泛应用于许多工业领域,例如航空、汽车、建筑、家电和其他制造行业。 以下是钣金放样的一些主要应用:

航空工业:飞机的机身、机翼和其他部件通常由复杂的钣金结构组成。 钣金放样技术使工程师能够准确地设计和制造这些零件,以满足特定的空气动力学和结构要求。 汽车制造:车身、车门、引擎盖等汽车零部件必须通过钣金放样技术制造。 这样可以保证零件尺寸准确、配合合适、外观良好。 建筑与结构工程:钣金也广泛应用于建筑行业,例如制造屋顶、墙壁、雨水排水系统等。放样技术可以帮助确保这些构件的精确尺寸和完整结构。 家电制造:许多家用电器,如冰箱、洗衣机、烤箱等,都含有钣金部件。 钣金放样可以确保这些零件的尺寸和形状符合设计规范。 其他制造行业:从计算机外壳到机械设备,钣金在许多其他制造行业都有应用。 布局技术可以帮助工程师和制造商更准确地生产零件。 定制和艺术品生产:一些定制家具、雕塑或其他艺术品可能需要特殊形状的钣金零件。 钣金放样可以帮助艺术家和工匠准确地创建这些零件。

钣金放样解决方案

钣金放样可以提高生产效率,减少材料浪费,保证产品质量和精度。 随着技术的进步,钣金放样逐渐从手工放样发展到计算机辅助放样,大大提高了工作效率和准确性。 精确放样 金属板材的 是保证复杂钣金件质量的关键。 以下是钣金放样的完整解决方案:

钣金放样前的准备工作

1、认真分析、研究图纸,了解产品的结构特点、技术要求、加工流程以及相关的结构处理。 2.选择合适的放样基准。 3、确定加工余量。 放样后,需要进行各种处理方法。 不同的加工方法会导致材料的尺寸变化。 放样时应根据加工内容添加适当的余量,以保证产品质量。

①气割余量:气割时,由于材料损坏而形成气割间隙,放样时零件之间应留有气割间隙,间隙宽度一般为3-5mm; ②焊接收缩余量:由于热膨胀和冷收缩,部件焊接后尺寸会减小。 当构件上有一定数量的焊缝时,应增加焊接收缩余量; ③缝份:在片材接缝处,需要将片材搭接压紧。 不同接缝类型的搭接量不同,因此应根据接缝形式的不同,释放n倍接缝宽度的余量。 钣金放样的步骤 阅读图片

首先要了解大米金属构件的施工图和主要内容,分析构件的形状和尺寸,组织各构件在空间上的相互位置、大小和形状。

准备放样工具

了解施工图的各种要求后,根据具体情况准备好布置所需的工具、夹具、量具等。 放样划线的具体操作包括划中心线、画轮廓线、定位线等。划线过程中除了保证线条清晰、均匀外,保证尺寸准确也很重要。 为了保证生产尺寸的准确性,提高工作效率,必须掌握各种基本几何形状的绘制方法,正确准备和使用工具。 在钣金打标中,常用的工具有划线器、圆规、角尺、样品冲头、曲线尺等。

① 刮伤针。 主要用于钢板表面标记凹痕。 通常由弹簧钢丝和高速钢制成,直径为4-6毫米,长度为150-250毫米。 刮针的尖端经过淬火和磨尖,以确保足够的强度、硬度和锋利度。 ② 圆规(划线器)。 用于在钢板上绘制圆、圆弧或元件线段的长度。 常用的圆规由工具钢制成,两个导轨尖端经过淬火和磨尖,以确保画出清晰的线条。 ③ 长杆圆规(划线器)。 专门用于绘制大圆、圆弧或具有较长组件的直线。 两条腿可以根据需要的尺寸进行调整,在绘制较大的弧线时,甚至需要两个人一起使用。 ④ 直边。 常用的钢卷尺是150、300、500、1000mm等规格的钢卷尺。 ⑤ 直角尺。 有两种类型:平座和宽座。 平角尺主要用于画直线和检查工件装配角度的正确性。 使用宽座角尺时,可将宽座的内缘靠在钢板的直边上,画一条与直边垂直的线。 该型角尺灵活方便,适用于各类钢材的标记。 ⑥ 样品冲孔。 为了保留钢板上标记的线段作为施工时的依据或检验标准,标记后必须用样品冲头沿线打小孔。 在使用圆规画圆或钻孔之前,还应使用样品冲头在圆的中心打一个小孔,以便圆轨或钻头的定心和定位。 ⑦ 计分器。 用于绘制与型钢边缘平行的直线。 ⑧ 弯尺。 在打标过程中,常常需要将每条曲线的已知点平滑地连接起来。 用曲线尺连接这些点可以提高工作效率和打标的准确性。 ⑨ 小手锤。 用于样品冲孔,常用工具钢材质,头部经淬火处理。 另外,常用的工具还有测角仪、粉笔线、针板、万能角度尺以及各种不同长度的直尺,这些都需要根据施工图布置的需要来使用。

选择放样参考

所谓放样参考就是线标记参考,是指放样线起点处的参考线、参考平面和参考点。 确定基准通常涉及选择零件的对称面、底面、重要端面、旋转体轴线等。 在板材排版和打标时,一般只选择两个基准,可以根据以下三种情况来选择。

① 以两个相互垂直的平面或直线为基准。 ② 以平面和中心对称轴为基准。 ③ 以一个平面和两个中心对称轴为基准。

画线的基本规则

为保证标记的质量和准确性,必须严格遵守以下规则:

① 垂直线必须用绘图法绘制,不能用量角器、直角尺绘制。 ② 用圆规在钢板上画圆、圆弧或分度尺寸时,为防止圆规脚尖滑动,需先用样品冲头冲出脚孔。 ③放样划线后,要仔细检查各部分线条是否有遗漏,各部分尺寸、位置是否正确。

排版、划线时应注意五点 ① 验证板的型号、规格是否符合施工图的要求。 重要产品使用的材料应有合格的检验合格证明,板材的化学成分和力学性能应符合施工图规定的要求。 ② 划线前,板面应清洁、平整。 如果表面出现波浪状或凹凸不平,将直接影响打标的准确性,应提前纠正。 ③检查材料表面有无夹渣、麻点、裂纹等缺陷。 如有,应错开放料,避免浪费和材料浪费。 ④ 划线工具(如直尺、角尺等量具)应定期检查和校正,尽可能使用高效的工作卡和量具。 ⑤ 划线前,应在划线区域涂上油漆,以识别线痕。 绘制基线

对于图形对称的零件、部件,一般先画中心线和垂线,作为画其他线的参考。 对于非对称零件,进行钣金加工时,至少应在两个方向上绘制两条参考线。

根据施工图要求,画出与参考线相对应的其他线 A。 按照基本的几何画法,画出各部分的圆弧线。 b. 与基线相对应,从近到远画直线。 切割线段时,需要从标记参考线的相关部分开始。 无法脱离基线并绘制新的线段。 C。 根据施工图纸要求和稻谷布置要求,完成所有线路的标线。 对布局计划的重要部分进行采样和打孔

注意取样和眼睛冲洗:

A。 直线较少,但两端必须有标记; b. 多画曲线​​,体现其特点; C。 重要线之间的交点必须标出; d. 必须标出圆心; e. 必须标记要切割的线段的起点。

1)将部件的各个表面依次展开在平面上的过程称为展开。 2) 在平面上得到的展开图就是展开图。 3) 绘制和展开图表的过程称为展开和放样。 4) 创建展开图通常有两种方法:一是绘图法;二是绘制法。 另一种方法是计算。 拉深法广泛用于形状复杂的工件。 相反,对于形状简单的工件,可以直接通过计算得到展开尺寸,形成展开图。

三维曲面按照其实际形状和尺寸依次连续地展平在一个平面上,称为三维曲面展开。 展开后得到的形状称为三维曲面展开图。

三维曲面 杰韦利可操作表面 平坦的三维表面 弯曲实体中的圆柱面和圆锥面 不可展曲面 球面、螺旋面等 线段实际长度的确定与计算

找到线段的真实长度是创建展开图的首要步骤。 能否准确确定表格表面各线段的真实长度,直接影响展开图的正确性。 视图中的某些线段可以直接反映真实长度,而其他线段则不能。 因此,需要先区分并计算那些不能反映真实长度的部分。

线段实际长度的确定

空间线在视图中的投影通常有三种情况:第一种是垂直于某个投影平面,平行于另外两个投影平面,如图所示。 根据投影平面原理,当一条线段平行于投影平面时,该线段的投影与该线段的长度相等,反映了真实长度。 在图中所示的左视图和俯视图中,ab和a“b”线段都反映了线段的实际长度。

第二种是与某个投影面平行,与另外两个投影面倾斜,如图; 根据投影面原理,当一条线段与投影面平行时,该线段的投影等于该线段的长度,反映了实际长度。 图中所示的主视图中,a'b'线段也反映了该线段的实际长度。

第三种是一般位置,直线倾斜到每个投影面上; 当空间线段向投影面倾斜时,其投影小于线段的实际长度,不能反映其真实长度; 需要计算或绘图才能获得。

6)简单弯曲件展开材料长度的计算 对于形状简单的工件或型钢的弯曲,可计算展开尺寸。 钢材弯曲时,外层材料被拉伸和缩短,而内层材料被压缩,中间必须有一层材料在弯曲前后既不延伸也不缩短。 该层称为中性层。 中性层是计算扩展的基础,中性层的位置根据不同的情况而变化。 交叉- 截面和弯曲程度。 因此,在计算膨胀之前,需要先确定中性层的位置,然后再进行膨胀。 计算展开的步骤为:

① 在切点处将元件的弯曲部分和直线部分分开。 ②分别确定各段的中性层位置并计算各段的展开长度。 ③计算各段之和,即可得到整个构件的展开长度。 ④根据加工和技术要求添加加工余量。

7)圆钢展开长度的计算 圆钢弯曲的中性层一般与中心线重合,因此可以根据中心线长度计算圆钢的展开长度。 例如,可以计算出弯曲成S形的圆钢的展开长度,如图所示。 尺寸a、b、c、R1,R2,弯曲角度已知 α1,α2。 若圆钢直径为d,则展开长度按下式计算:

8)圆钢展开长度的计算 ① 首先将弯曲的S形圆钢分段,得到l1中,2中,3中,4, 和我5. ②计算直线段长度:l1 = 一个,l3 = b, l5 = c 计算曲线段的长度:

L2 =α1 л (R1 – d/2)/180

L4 =α2 л (R1 + d/2)/180

③计算总长度:L=l1 +l2 +l3 +l4 +l5

9) 旋转法求实际长度 求真实长度的旋转法是将空间一般位置处的一条直线绕某一轴旋转,使其平行于某一投影面进行投影。 这个投影就是线段的真实长度,如图所示。 图中,空间线段AB绕AO轴旋转到AB1 平行于正投影的位置进行投影,投影a'b”为真实长度。

10) 旋转法求实际长度 绘制方法如图所示。 以a为圆心,ab为半径,过点a和b1画一条水平线,并在b'处与水平线相交作圆弧。 然后,在b2到b'处画一条与水平线相交的垂直线,连接a1和b2以获得线段的实际长度。

11) 用直角三角形法求实长 如图所示,线段AB在两个投影平面上的投影并不能反映投影a'b'和ab的真实长度,因为AB向两个投影平面倾斜。 从图中可以看出,若BC在B点与Aa垂直,则得到直角三角形ABC,直角BC=ba,另一个直角AC为两点之间的高差H=Aa-Bb两点A、B,正好等于正投影两端a'、b'沿AB垂直方向的距离a'c'。 因此,可以推断,只要作两个互相垂直的直角,使得B1C1=ab且A1C1=a'c'=H,则斜边A1B1就是线段AB的真实长度。

12) 用直角三角形法求实长 绘制方法如图所示。 ab 和 a1b1 是线段的两个投影。 首先,制作一个直角,测量直角一侧投影中ab(或a1b1)的长度,并测量另一直角上视图的投影差。 那么直角三角形的斜边就是线段AB的实长。

展开放样的方法

冷加工钣金工件有各种形状。 无论表面形状如何,一般都是将其分成几个基本几何体,然后展开。 展开放样有平行线法、径向线法、三角形法三种。

平行线展开法

展开时,工件表面被视为由无数条平行等值线组成。 将相邻的两条等值线及其两端线围成的小区域作为一个平面,在该平面上依次绘制各个小平面的真实尺寸,得到元件曲面展开图。 这种展开方法就是平行线展开方法,适用于等值线平行的构件的展开。

上斜四棱管展开

创建棱镜管的投影图,在顶视图中的每条边上标记符号1、2、3和4,并在主视图上标记相应的投影点3′和​​4′:

X射线展开法

展开时,圆锥体被认为是由一系列与圆锥体顶部相交的素线和基线组成。 圆锥体的素线和底线被分成几个小三角形,每个小三角形作为一个平面。 在平面上依次绘制每个三角形,即可得到所需的展开图。 该方法为辐射展开法,适用于素线或素线延长线相交于一点的元件。

扁平锥形管的展开

创建一个平端圆锥管的视图,在主视图中延伸等腰梯形腰部的顶点o',在俯视图中将大周长12等分,并将其投影到等腰梯形的底边主视图将交点与顶点 o' 连接起来。 将圆锥体分成几个小三角形。 由于正锥体是旋转体,所以中间线的实际长度R就是两侧棱线的长度。

三角形展开法

展开时,将曲面分成若干个三角形,画出每个三角形的长度,依次画出每个三角形的真实长度,并在平面上依次画出其真实形状,得到展开图,称为三角形展开方法。 三角形展开法适用于边既不平行也不相交于一点的部件。 对角矩形喷嘴展开

延伸主视图上的底部边缘线以形成两个直角。 测量主视图高度方向上两个直角的高度差,得到A点和B点。在水平右边缘上测量俯视图中的投影长度1-a,1-b…,得到a点, b、d、3、4等,那么斜边就是每条线段的真实长度。

使用专业软件进行钣金放样

专业软件对于现代钣金设计和制造至关重要,因为它可以对复杂的 3D 形状进行精确规划、建模和展平。 以下是如何利用专业软件进行钣金放样:

选择合适的软件:一些最流行的具有钣金放样功能的专业 CAD/CAM 软件包包括:

AutoCAD中 扎实的作品 CATIA的 Autodesk Inventor中 PTC Creo 西门子NX

3D 形状建模:

首先创建所需对象的 3D 模型。 如果使用现有设计,请将其导入软件中。 如果设计很复杂,请将其分解为更小的、易于管理的部分。

创建放样形状:

沿所需形状的长度以特定间隔定义轮廓(横截面形状)。 使用软件的放样工具创建在这些轮廓之间平滑过渡的曲面或实体。 确保放样形状满足所需的设计规范和约束。

展平或展开 3D 模型:

使用该软件的钣金功能创建放样形状的展平或“展开”版本。 这是您将从平板金属上切割出来的形状。 可能需要根据材料厚度、弯曲余量和其他因素进行调整。

结合弯曲和制造细节:

添加弯曲线、弯曲半径和制造所需的其他细节。 融入孔、凹口或标签等有助于连接或组装的功能。

出口制造:

将展平设计导出为适合您的切割或制造设备的格式,例如用于 CNC 激光、水射流或等离子切割的 DXF 或 DWG。

模拟制造过程:

许多专业软件包允许您模拟弯曲和装配过程,以确保准确性并避免实际制造过程中的错误。

配套文档:

创建包含尺寸、注释、材料规格和其他必要细节的详细图纸。 制造商可以使用此文档来理解和执行设计。

迭代和测试:

在批量生产零件之前,创建原型并测试它们的配合和功能。 根据反馈和测试结果完善设计。

将软件整合到钣金放样中可以简化流程、提高准确性并减少浪费。 然而,虽然软件可以是一个强大的工具,但对材料特性、制造技术和设计原理的深入了解对于成功放样和制造钣金部件至关重要。

采用数控切割技术 采用激光切割、水切割或等离子切割等数控技术可以保证钣金切割的精度和效率。 这些技术可以根据预定轮廓快速准确地切割,边缘光滑,无需后续加工。 使用数控折弯机 使用数控折弯机可以保证需要折弯的钣金件折弯的精度和一致性。 折弯机可以按照预先设定的程序自动完成复杂的折弯作业。 模具和夹具设计 对于大型钣金加工,可以设计专门的模具和夹具,以提高生产效率并保证质量。 模具和夹具可以保证钣金件在加工过程中的定位精度,避免出现误差。 质量检验 采用三坐标测量机、激光扫描仪等高精度检测设备对钣金件进行质量检测,确保其尺寸、形状符合设计要求。 对于关键零件,可进行硬度测试、拉伸测试等,确保其满足强度和韧性的要求。

持续培训和学习 由于钣金加工技术的不断发展,加工人员需要不断学习新技术、新方法以保持竞争力。 定期的技术培训和交流可以提高加工质量和效率。

总体而言,钣金放样解决方案涉及设计、加工、检测等多个领域,需要多种技术和方法的综合应用,以保证钣金件的质量和效率。



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