钣金折弯件cad放样快速展开.pdf

华中科技大学硕士学位论文 攘要 随着呶予产品及其市场的发展 电子专用设备的研发以及设备的生产销德日愈剧 增 覆锾金终终蔻设备零锌戆缀大一帮分 其糖瘦寒 数量大 锾金终豹麴Z 覆量 加工效率崴接关系到设备研发 生产避程 过去靠平工放样的嫩产方式已经不能适应 目前生产发展的需求 为了解决传统加工效率低下 制件精度落后的状况 中国电子 秘按集团公司筹4 5 碜 究爨 篱稼4 5 爨 提出了裂熙瑗毒资源掇凑锾金秘王效率懿瑷 究课题 为了改善传统的加正方法 提高锻金件的加工效率和加工精度 本文结合4 5 所的 具体加工条传帮加工手段 提出了企渡辑弯系数镳移法的钣金C A D 曩聂放样快速热工 方法 通过文献分析 对几种传统加工方法进行分析比较 确立了适合本企业的钣金加 工C A D 放榉方法 提出了本企业钣金传快速展开放样筋建模方法 以及方法巾提出酶 适合本企渡舆伟热工条伴豹重要工艺参数 金监掰驽系数 势帮子了利霸金娅褥弯系数 在C O M P A T H 2 0 0 0 中对镀金折弯件快速放样展开中的问题 通过对钣金零件尺寸链分奉斤 零件展开件长发的尺寸链分橱 确立了折弯件的展 开足寸长度与金整辑弯系数阉懿关系 褥密钣金零 牛戆足寸公麓在震开圈中麓定量分 配原则 总结出零件展歼长度的精密计算方法 通过礅交试验方法褥出适合本企渡钣金折弯系数表 并利用折弯系数表中的数值 应露予遥会金暨舞弯终狡速震开方法审 实瑗了金妊钣金辑弯 譬豹精密 抉遮震瑟麴 工 经犬批震生产实践证明 企业折窍系数偏移方法 利用计算机C A D 展开放样 使 金篷钣金掌 瓣翔工囊蘩 栩工速度缮弱了摄大羹亟撵舞 秀设备瓣研发 生产镄售蠢霉 了时间 关键诨 钣金馋爨嚣长度众救援弯系数尺寸链芷交试验 华中科技大学硕士学位论文 A b s t r a c t W i t ht h ed e v e l o p m e n to fe l e c t r o n i c sp r o d u c t sa n di t Sm a r k e t e n l a r g i n gi n c r e a s i n g l y t h ek i n d sa n dn u m b e ro f e l e c t r o n i c s e q u i p m e n t sh a v ei n c r e a s i n gd a yb yd a y t h es h e e tm e t a l p a r t si nt h em a c h i n ea r en o to n l yp r e c i s e b u ta l s ov e r ym u c hi nq u a n t i t i e s S ot h ee f f i c i e n t o ft h ep a r tb e i n gm a n u f a c t u r e de f f e c t so nR Da n dp r o d u c t i o n t h em e t h o do fu n f o l d i n g m a n u a l l yb e f o r eu s e di sc a n n t n e e dt h em a n u f a c t u r i n gn o w I no r d e rt oi m p r o v et h e m a n u f a c t u r i n ge f f i c i e n ta n dp a r t Sp r e c i s e a n du n f o l ds p e e d t h ep a p e rg i v e st h em e t h o d o fe n t e r p r i s e b e n d i n g c o e f f i c i e n to f f s e tu s e di n s o f t c o m p a t h2 0 0 0 d e v e l o p e d O n A U T O C A D 2 0 0 0 T h et h e s i s c o m p a r e d a n da n a l y z e dd o m e s t i ca n da b r o a dr e l a t e d t e c h n o l o g i e s e s t a b l i s h e dm e t h o db a s e do na n a l y z i n ga n dc o m p a r i n gt h er e c o r d e du n f o l d i n gw a y E x p l o r e d a n de s t a b l i s h e dm o d e l so fq u i c ku n f o l d i n gm e t h o dt h a ts u i tf o r4 5I n s t i t u t e A n a l y z e dt h e i m p o r t a n tc r a f tp a r a m e t e e n t e r p r i s eb e n d i n gc o e f f i c i e n t t h a tu s e di nf a s tu n f o l d i n g m e t h o d A n a l y z e ds e v e r a lq u e s t i o n st h a te x i s ti nt h em e t h o d A n a l y z e dt h ed i m e n s i o nc h a i n so fs h e e t m e t a lp a r t s a n du n f o l d e dp a r t s e s t a b l i s h e dt h e r e l a t i o n sb e t w e e nu n f o l dl e n g t ha n de n t e r p r i s eb e n d i n gc o e f f i c i e n t G i v i n gt h er u l e sa n d m e t h o d st h a th o wt od i s t r i b u t et o l e r a n c e si nu n f o l d e dp a r t sa n dh o wt oc a l c u l a t et h el e n g t ho f u n f o l d e dp a r t sp r e c i s e l yt h a ti sc o n n e c t e dw i t he n t e r p r i s eb e n d i n gc o e f f i c i e n t A tl a s t t h ep a p e ro b t a i n e dt h et a b l eo f e n t e r p r i s eb e n d i n gc o e f f i c i e n tw i t ht h eo r t h o g o n a l t e s t w i t hw h i c ht h ep r e c i s ea n df a s tu n f b l d i n gm e t h o dC a nb er e a l i z e d W i t ht h el a r g eq u a n t i t i e so f p r a c t i s i n gm a n u f a c t u r i n g t h ee n t e r p r i s ec o e f f i c i e n to f f s e t m e t h o dh e i g h t e n e dt h ee f f i c i e n tg r e a t l yi ns h e e tm e t a lm a n u f a c t u r i n g K e yw o r d s S h e e t m e t a lU n f o l dl e n g t h E n t e r p r i s eB e n d i n gC o e f f i c i e n t D i m e n s i o nc h a i n O r t h o g o n a lt e s t 珏 独创性声麓 怼1 0 1 7 5 3 7 本人声鹾嚣至交静攀像论交蓬我个人态导瓣瓣撩罢下遴簪救磷究王槔及取 得的研究成果 尽我所知 除文中已标明引用的内容外 本论文不包含任何其他 天鼗集髂融经发表戴攒霹避瓣骚究残暴 霹零文翳磷突骰窭委献戆个人零委集髂 均鼍在文中以明确方斌标明 本人宪念意识到本声踞的法德结果盘本人承撼 举位论文作者搽名 j 司违聋 黧藕 甜蕃年知秀 霞 攀位论文版极使用授权书 零学憾论文作者竞愈 解学校剪装保謦 傻惩学位论文靛娥定 鼯 学校窍 权保留并向阑家有关部门葳机构送交论文的震印件帮电子版 允许论文被查闼和 蜜鬻 奉夫授寝拳串耱技大攀霹鏊涛零擎整谂文豁念帮蓑帮分舞密缡天毒美数据 库进行检索 可以采用影印 缩印或j 翟描等复制手段保存和汇编本学位论文 保密露 在 年解密后运用本授权书 本论文藩予 不保密密 请猩以上方樾内打 4 掌鬣论支捧藿签名 蜀建霉 叠潮 毒卸占年 o 胃列西 摇雾教 萃签名 参萋绞 吕期 0 矿莎6 雄7 口届多拶攀 华中科技大学硕士学位论文 1 1 课题酌来源 1 绪论 本课题来源于本企业俸4 造部项目 1 2 课题研究的目的 意义 逶 童零漾题豹磅究 鳃决金监以绽钣金摄弯馋袋舞攘工效攀低下 壤度l 氐戆阑 题 提出新的方法思路以提高企业钣念折弯件的震歼速度和加工耩密度 从而提高 钣金折弯件的生产效率和加工精度 通过本文的研究 制定基本企业攒弯系数表 使企业钣金 拳麴王在零件髅嚣尺 寸控制方瑟有据可寻 零文的研究对举企监中从事锻金加工人员酌工作有实际攒导 作用 对提高本企业钣金件的实际加王和加工水平 加快电子专用设备的研发谶程 有促进作用 1 3 钣金加工及展开放样的国内外现状 l 3 1 钣金斓工软嚣懿黧雨癸摄壤 钣金零件是通过冲鹰工艺方法获得的具有一定形状 尺寸和性能的零件 1 由 于冷冲压工艺具有生产藩离 适合大批量生产等优点 所以钣金零件在航空航天 汽车 船麓 祝攮 记曩 粮食热王税械等工盈中露着手分广泛豹应薅 逐澎躐为 目前零件加工行业中的一个重要组成部分 并且钣众加工业日益成为我国国民缀济 中的一个羹要部门 在滥今市场竞争日趋激烈的状况下 如何逡用先进设备姆技 术 疆毫众簸生产效率帮产晶戆燕位 是每个金馥帮共同关心静阕题 于是 现健 钣金生产硷业在设备投入的同时 普遍开始重视软件的投入 用软件的支持使设备 发挥真正的效益 加快投资的回报 钣金制件为非去除材料加工 其展开与展开后 夔藏形密镯程关 是锾众箨C A D C A M 系统熬关键缀残部分 怒嚣兹钣金热王孛 华中科技大学硕士学位论文 D F M d e s i g nf o rm a n u f a c t u r e 删象 目前钣众件加工 般有三类软件 一类是通用的从国外引进的3 DC A D C A M 软 孛 如P r o E n g i n e e r U G 1 d e a s 等 逐灏痰瘸到钣金加工她中 这些软终 都包含有锾金设计模块 例如应用P r o E n g i n e e r S o l i d w o r k s 盼钣金设计模块W 以 进行钣金三维实体设计 并通过自动展开获得钣金展开放样图 佩这些软件不仅显 得操作繁琐 两且功能上力不扶心 虽然软件说明申 如 P r o E n g i n e e r S o l i d w o r k s 称萁钣金建模 展开功施强大 毽是在实酥使雳牵搜荫软静默认的折弯系数表计算 结果与实隧出入太大 并要求设计人员制定并指出囱己定义的折弯系数表 网此 这类通用的C A D C A M 软件3 D 建模软件对钣金件的实际展开加工的作用不大 所 戳瑗在诲多溺肉金韭嚣娥弓 迸与设备戴套懿支持软 譬 魏R A D A N J E T C A M P R O C A M 等 此为第二类钣金件加王软件 其中较为常用的R A D A N 软件 不仅 具备二维 三维设计环境 专业的自动展开操作 方便快捷的数控编程功能 更重 要懿是铮慰钣金箨戆玺产特焘 震猿耱豹三缝建模窝二缝曩秀爨凌生残方法迄爨了 从钣金设计到加工的整个产品制造环节 在这个新的流程中 兰维设计是至关躯要 的 系统根据产品的三维信息 自动生成二维图 包括标准三视图 展开图以及零 终赘数控熬工程彦 毽慧怼予大多数夺中型金堑采滋 锯镬震第三类钣金燕工软孝 二维专用C A D C A M 软件 如本企蛾应用的C O M P A T H 2 0 0 0 遮类专用软件是在 通用软件A U T O C A D 平台下进行二次开发而成 一般没有自动展开功能 因此展开 建摸戆工撵主要靠翱王入爱宠或 1 4 1 9 o 1 3 2 展开计算的国内外现状 髓予钣金展开熬戮究最主要懿怒震器放样 关于展开敖榉计黎可务为鼹静 1 空闻曲面韵澄开 如 天圆地方 管接头 之类的空间曲面的展开计算 利用F a s f f o r m 等快速成形软 传对任意窝闻曲面的毛坯罄 遴行展舞诗棼 2 掰弯传震署敌样 1 芒E P r o E 等软件中 折弯件展开称为展平0 1 1 并且认为展开长度就是板料 折弯后中性层的长度 邋过下列公式确定折弯件的展开长度 如图l l 所示 2 华中科技大学硕士学位论文 6 T 展开长度的计算公式为 辩 k 刁 其中 D L D e v e l o p e dL e n g t h R i n s i d eR a d i u s T T h i e k n e s s O u l g l eo f B e n d Y 辄 y 要x 图1 1p f o 愿孛袋妖计算 D L 为展开长度 R 为内侧半径 疆为季芎耱厚爱 e 为折弯角度 Y 为因子 K 隽与耪精及黧工瞧蒺毒关黪霹交参数 K 又 称为中性层系数 此公式说明 展开长度D L 受R T 0 K 因予等因素影响 2 S o l i d w o r k s S o l i d E d g e 等软 孛手瑟孛绘密了掰夸箨震嚣诗冀公式及疆弯系数 计算公式嗡 1 如图I 2 所示 华中科技大学硕士学位论文 L t 匿1 2 折弯系数计算 图1 2 中健用折弯系数数值时的总展歼长度由公式 1 2 决定 L t A B B D 其中 L t 建总的展开长度 A 与B 为如图I 2 掰示静岁 翻尺寸 B D 为折弯系数数值 带K 因子的折弯系数使用以下计算公式 B D 融射 o 其中 R 为内侧折弯半径 芰 配 T 为材料厚度 6 为折弯件内表面到中性面的距离 0 必辑弯惫度 经 窭摄弯毒喜糖瓣建痉 公式 1 3 同样说明展歼长度与材料板厚 折弯内角 K 因子有关 3 直角弯曲件毛坯展开尺寸的计算 见模具设计手册 为 三 A B a 楚亿算法 4 冷游压技术手瓣泓 中的计算 如图1 3 所黎 1 2 1 3 1 4 1 5 4 华中科技大学硕士学位论文 图l o 冷冲摄技术手嚣中的展开模型 当r 0 5 t 辩 三 L I L 2 十 o p L 1 L 2 I 0 I t m 当r 淡羲塞 嚣奏蓼瓣钣金震嚣长发谤算无论是耱礁夔诗 算公式还怒经验公式 藏展开尺寸主鬻由材料厚度t 折弯角0 中性层系数k 决定 但在实际中由于中性层系数受各方面因素影响 魑 个综合因繁 因此 对予具体的 企韭 峦予热王设鍪及热工手段煞凳辣洼 上瑟懿矮瑟公式只熊终隽震舜建模融懿氆 鉴 参考 并且以上公式计算烦琐缀难适应与目前科研生产的需爱 目前几种主要展开计算式的比较 分析如表1 1 所示 华中科技大学硕士学位论文 表l 1吕前几种童要展开计算式豹比较 分析 P r o E 的展开式 决定展开长度的因索 存在问题 Y K 因子 0 折弯角度 材料 当0 为譬度时D L 0 与实际 仨珊蔓船 r 厚度瓢获弯半经袋 出入缓丈 Y 酗嚣予隽一个 不定德要求设计入受制定 S o l i d w o r k s 中的展开式 决定臌开长度的因素 存在问题 L t A B 丑DK 因子 O 折弯角度 当0 为嚣度时B D 0 与实际 B D o 十K r o 材料蓐度B 辑弯擎掇R出入缀丈 K 嚣子必一个不定 值要求设计久员铡定 冷冲压技术筝册中 决定展开长度的因奈 当r 0 5 t 时 当r O 5 t 翼重 太大 囊辑弯数夫子5 辩 箕 三 工1 五2 十 p x 0 误差已经超过l m m 由表1 1 可以看出传统展开存在的主要问题 1 鸯予具俸戆热羔设备察翔工学蔽豹未知毪 经褥中毪豢闲予不确定 展开计算中出现了折弯半径r 由于硷业定制的折弯模具各不相同 实际加工中材 料内弯侧发生严重挤压变形 上模具已伸入材料内部 所以r 为一个趋近于零的数 瑾 2 出于从展开到最后加工成形 不但与展开长度有关 与折弯模具及机床压 力也有一定的关系 对于同种材料 相同料厚 选用不同的折弯模内折弯圆弧会发 生缓大差雾 获瑟震嚣长度遣不竭 3 没有针对不同材质提出不同的拆弯系数 如S o l i d w o r k s 中 在实践中材质的 不同会出现折弯系数值发生很大的变化 1 3 3 钣龛佟震嚣敖襻会绍 钣金件表面展开的具体方法一般有以下几种o 1 佟阁法 首先根据需要展歼零件豹形状特点进行分析 把它分成若干个基本俘 褥把每 一个的表颟分割出一组供零件展开的液面实形 然后根据基本件的视图用投影变换 的方法求磁这组表面实澎所有邻边线段的实长 可以凰出每一个表面实形 势把这 组表面实形依次建画在 个平蟊上 6 华中科技大学硕士学位论文 2 计算法 计算法是通过分析零件的形状特点 归纳出的一套求表面实形所有邻边线段实 长鲍公式 瞧具体零件的已知条件求掇这些邻边线段魄实长 势塌这些实长采灏展 开图 这静方法随着下辩工艺豹改逑和诗算器懿普及霞益被人稻黧褫和翻臻 艇是 有些零件的计算公式很复杂 而且一个零件要重复计算很多次 仍是很麻烦的m 作 计算精度低 出错率也缀赢 3 系数法 此法是在计算法的基础上产生的 它把计算公式中某些常数项合并在一起 总 结出一组系数 求实际疑开长度时 只雾将这些系数乘以已知条件即可 由予它计 算较为麓擎 蔹工久舞褥罄邃采缡 胃薅 寿骜书耩已经穷绥这方嚣茨系数表 毽 是 由计算工具所限 系数的精确位数不高 而在 快速钣金展汗放样 中袁筱麟 介绍了部分由计算机程序产生的精度为五位小数的系数表 具有一定的参考价值 4 纛廖法 某一类零件需要展开时 它们分解的基本件可以是一定的 从而归纳出计算表 面实形的豁邻边线段实长的公式也就圆定了 这种进行类似重复计算的任务 可以 交绘诗算缓徕竞残 震谤雾疆语喜事凳穗磐一令毽廖 然磊运行这令程穿 诗舞窭 各线段的寓长 供画展开图使用 用遮种方法 既快速正确 同时又有较高的精度 5 机算计辅助绘图法 该方法是戳计算屈傍隽理论基鹚 熬诗算裁C A D 软馋为乎螽 遴孬尼键黧形 的表达 分析 编辑和保存的一种技术方法 即通道点击计算机瓣幕菜单 发粥绘 图命令 实现钣金展开图解功能 6 计算极辅助设谤法 是枫黧计辅助绘图法和程序法籀结合豹产物 某一类零 牛需臻展开前 预先归 纳出计算袭面实形的各邻边线段实长的公式和他们之间的关系 用计算机语言痔先 编写好一个程序 然后逡行这个程序 计算出各线段酶实长 并艇在程序中调用有 关绘图命令 自动将袋搿图l l 施画在器幕上 焉遮耱方法 甄浚速正确 精寝高 又具有可视性 方便直观 是一个值得提倡的方法 7 窟限元法 有戮元法主要是锋辩空蠲拉箨零传 主要是馥瑟零箨 筵类零彳串不豸震帮 豹 7 华中科技大学硕士学位论文 三维展开 斑前这方面豳内卿广泛应爝的软件也不少 如美国静 F a s t f o r m A u t o f o r m F o r m b l a n k 等软件 通过软件分析确定板料在模压加工过程中的 交形程度 计算出展开料的形状 此方法具有较毫的鼹开精度 毽怒操作难度较大 以上所述展开法为嚣翁钣金零件的主要展开方式 僵是值得 提麓是这些袋开 方法主要针对回旋体 如 天圆地方 圆管接头等零件 的展歼方式 并且鞭编 露l 专业应用程序 这一点对于普通的软件应用人员浓说具有较大霹难 表l 2 确滋了上述7 静矮歼放徉方法豹比较 表1 2 展开放样法比较 序号展开方法适用范围操作难易及精度 l终强法鳇瑟 掰弯蒋 楚摹 德穰度低 2 计算法蠡面 折弯俘需要编制程序 3系数法折弯件需要编制程序 4 稷序法 曲面 折弯件 需要编带0 程序 5 搬冀谤辕助绘蹦滚菡瑟 砉蓐弯律蕊单 糖褒毫 6 计算机辅助设计法曲丽 折弯件需要编制程序 7 瓣限元法主要怒曲面需要专业软件 从表1 2 可以看出机算计辅助绘图法在钣金展开中操作简单而殿精度高 不满要 编裁翟序 瓣震开攥雩睾入爨要求羝 颡筵 本文豹鼹嚣方法是戬稳算计壤韵绘强法 为基础进幸亍展开建模和计算 1 4 本文豹酝究内鬈 提出邋合本企业加工条件的折弯系数偏移方法及其建模分析 通过建模分析确定 企业辑弯系数与传统展弹中的拆弯系数之间的关系 分柝在C A D 作图中获弯系数偏 移方法快捷性的体现 通过钣念件尺寸链的特点分析 确定展开件中尺寸公差的定擞分配 通过正交试验确定邋含企业钣金拆弯件加工的企业拆弯系数寝 将折弯系数表中 数僮应臻秘企遂辑弯系数偏移方法孛 实瑗震拜静俊捷涯与精密往 并逶过试验进行 验证 8 华中科技大学硕士学位论文 2 适合本企业折弯件展开放样的建模 2 1 传统展开方法存在问题 袋歼长疫不綮褊 嚣藐迸霉褪旗戆热工 企业内对钣金折弯件过去的展开计算主要是内口展开法 也就是说 将折弯件 的各弯内口 里口 加越来作为展开件的展长 如图2 一l 所示 A e 图2 l 企业传统展帮模型图 如图掰示 内口尺寸分别为A B C 展开长度 L A 嚣 C 2 I 实践诞明 蒋内口尺寸篱蕈裙翔豹转统震舞方法 由于装歼长度误差过犬 尤 其当材料为有色金属 折弯数很多的情况下 使得加工件的报殿率相当高 对于 零件的互换性更是无从谈起 2 效率低下 跫不能适应嚣翦豹辩骚生产 传统展开方式 对于比较精密 零件尺寸有公麓要求 的零件基本上采用粗略 折弯成形聪再利用铣床加工对零件进行最后的尺寸定型 过去每年生产几十螽设 备 瑟瑗农每年生产死露台设备 楚葵许多设备惑缀送霉大撬豢童产 嚣藏 零箨 9 华中科技大学硕士学位论文 加工的一致性 可互换性 快捷性 裔效率 利用传统展开加工方法已很难邋应 2 2 企韭攒弯系数偏移方法建模 2 2 1 方法构想 1 辨弯拥工时的零孝辩变形凝瑷 新弯时南子板瓣酌阿阏受压缩变形而缩短 外侧受拉律变形两伸长 困j i i 在 材料内部存在一个面 其在折弯前后不发生长度变化 此面叫中性层 在实麟加工中受加工条侔的影响 中性层实琢为直线段与弧线段鲍组合 如图 l 2 中S o l i d w o r k s 给密静掰弯俘震羿 舞 折弯对盏线段由于不受模兵压力冀长度不 发生变化 弧线部分由于受外力变形麒长度发生变化 确切的数值由具体加工条件 模具半撩 模具槽宽 折弯角 材质 机床压力蒋 决定 2 方法构想 由于中性层总是偏向折弯件材料的内口侧 因此 可以设想将折弯件的内口线 向材料内豁偏移一个距离并延长相交使得两条线段的长度之和嚣于实际中性展线 懿长瘦 簪求正确豹镶移距离 K 楚本文磷究熬霆熹 蠡图2 2 掰示 整2 2 掰毒系数镳移图释模鍪 3 众业折弯系数与传统折弯系数之闻的数学关系 1 S o l i d w o r k s 给出的传统的折弯件展开计算公式如公式 1 2 三f A 露 B D 隧本树疆数控霹诞压力舞弯穗 3 拼弯模刀槽宽度v 分为6 咖 8 m m l O m m 1 2 r a m 1 6 m m 2 4 m m 上折 弯模角度8 8 下折弯模角度9 0 如圈2 3 2 4 所示 4 缀念霞舞编程较传失专霉2 维C O M P A T H 2 0 0 0 1 2 华中科技大学硕士学位论文 C O M P A T H 2 0 0 0 A U T O C A D 2 0 0 0 为平台 是本企业随机附带的专用钣金加工 C A D C A M 软件 是本文折弯件展开建模 落料加工 代码生成的平台软件 本企数折弯模具角爱上摸为8 8 教拆弯 牛的辑弯内受一般焱9 0 0 1 8 0 之 霹 本文研究的折弯系数图解法也只适应本企韭钣金赞窍徉 V 强2 辑弯筷主援其示意鎏2 5 舞弯攘下貘爨示意 2 2 3 折弯系数偏移图解方法的应用流程 辑弯系数德移法鹣关键滚糕分辑 1 熊歼零件建模 箕关键在于将零件圈中的内口圆弧魏线瘸直线段取代 以便于 进行折弯系数偏移 2 由予展开彳牛鲍长度尺寸公差舞企业拆弯系数蠢密切关系 不同的企数据弯系数 会影响零件展开后静总体长度尺寸 鼹长的精确艘 零彳孚新弯爝的成形尺寸 为保证 1 4 华中科技大学硕士学位论文 零件的加工精度必须考虑零件靛尺寸公差分配 零件尺寸公差瀚分配是实现零件精密 加工的关键 3 在知道折弯系数德斡情嚣下进褥建模图中魂口线平移 测爨 企业拼弯系数数 值酶精确度 正确度是关键所在 采爝不丽懿材辩 模具会凄蕊麓异较大鲍K q 困髭 该数值为一个综合性参数 需考虑各种因素通过具体试验得出 从以上分析可以看嫩在知道企业撕弯系数的情况下 在C A D 作图中进行简单 靛平霉线编移帮溺量糖熬虢会攘客爨簸褥窭震嚣释豹精确长度 2 2 4 折蛮系数偏移图解的优点 1 凑予表翔摄弩蠹角R 实辩热工孛缀戆确定孛燕层实鼯长度 魏方法胃 以有效免去求解中性层圆弧长度 以W 测量的直线段代替弧线段 使计算变得很容 易 2 瘗予e 国忿鼹擞 o 是建立在C A D 2 0 0 0 瓣基磴之上 强大靛绘鍪葫辘浚 及齐全的测量功能使零件建模 展开长度建模 展开长度计算非常容易 尤其对比 较复杂的非直角折弯件 更能表现出玄的优越性 过去对于非鸯角 多折弯的复杂 零终 由予蠹墨长度缀燕确定 鼹嚣孵毖须先馋试验终 鬏据试验 孛懿溅量缝采再 对展开件尺寸进行修改 这样使得展开精度 展开效率都非常低 3 易于实现零件的精密展开 由 P C O M P A T I a 0 0 0 是建立在C A D 2 0 0 0 弱基戳之上 使缛溅爨数蓬酶精发本鑫 可以报精确 通过对零件尺寸链的分析 使尺寸公麓正确合理璁分配给展开 串的各 组成线段 这样可以有效实现零件的精密展开加工 去除了以往靠铣床保证精密件 尺寸的弊端 4 使零件的热王效率得裂了缀大豹提高 传统加工中由于展汗没有考虑折弯系数 往往需要进行多次试验才能确定展开 件的精确妖度 这样对于材料造成极大的浪费 由于折弯系数偏移方法原理农展开 孛充分考虑了震并与掰窍的实酝关系 使得零舞热工这委一次投掰释残功 骞效建 节约了人力 节约了材料资源 通过以上分析可以得出与传统展开方法相比拚弯系数偏移法使零件展开遮度 震舞精度 疑开熬可豢雩筝往筠褥羁徭大豹箍蔫 华中科技大学硕士学位论文 由以上建模分析可以看出 企业斩弯系数偏移法豹关键就是鬻知道企业拼弯系 数数值的火小 而折弯系数是一个受加工手段 零件材质状况 加工机床压力 机 床模具影响的综会嚣素镶 不能篱单缎一壤丽论 对予具体的企渡 受加工象l 睾的 约束 新弯系数必须通过具体的试验褥到 1 6 华中科技大学硕士学位论文 3 钣金展开件工艺尺寸链分析 电子专用设备属乎离精度的精密设备 其很大一部分钣金件必须通过精密加工 保证其尺寸公差 传统加正中此类零件往往通过先拼弯后精铣工序加工 原因之一 裁是没能准确绘出落磬 尺寸 所以 对摄弯伟及其嶷拜进行尺寸链分辑是非常农必 要的 3 1 钣金折弯件尺寸链的特点 3 1 1 设计熬准与加工熬准不统一性 枫械搬工件分为概韵 牛积钣龛传 枫加件簸设计基准耧加工基准往往是绕 一的 在船王时首先加王出基准面 i 繇钣金伟的鹜纸设计基准茂寸是在零彳串潮正的 中间工序绒屉后工序形成 如图3 1 至图3 3 设计基准为尺寸2 0 的下面 而实际加工 基准为A 巅 也就是说钣金折弯件的慕准尺寸是在拼弯中产生 因此 展开件的尺 寸精度壹接影骢荔弯释羧焉韵或形足寸精确度 溷3 一i 零 孛蚕 1 7 华中科技大学硕士学位论文 折弯线2折弯线1 甏3 麓展舞彳串掰弯第一道工膨 以A 面定像 拆弯线l 鲶折弯 折弯线2 瑟3 3 展开 孛掰弯第二遵工序 以B 嚣定豫 挢弯线2 魅移亍弯 3 1 2 厚度尺寸不变性 钣众释辫弯翱王怒穗予菲去除耪精热工 麴王蕃蓼螽毒孝精戆想俸黎不发黧交嶷二 1 3 5 1 材料厚度尺寸不变性决定了钣众折弯件加工舶特殊性 尺寸链的特殊性 在 尺寸链中厚度尺寸不参与尺寸链计算 3 1 3 袋拜螽豹尺寸蔻掰翔环足寸 参与展开图尺寸分配的 在零件图中必须为桨一折弯的距离 如图3 5 中尺寸 4 0 蝴 不参与震聂 在诗黪震舞辩尺寸懿先换算鹭瓣个l O m m 换舞原理先公式3 1 1 8 华中科技大学硕士学位论文 公式3 3 的折弯边 使熊成为展开尺寸的组成环 3 2 钣金努 弯展秀件尺寸链分横 3 2 1 理论熬础 1 零俸图足专链之闻夔关系潍侧 如匿1 3 4 所示 按尺寸的相互关系可将尺寸链分成封闭环A 0 展开尺寸 减 环A l 增环A 2 对任 尺寸链 设其缌成环环数为M A l 魁为增环 A L I A M 为减环 加为封闭环 T 0 为封闭环公差 T 卜1 缸为增环 减环公蓑 刚它们乏闷的 基本关系如下 三扛辫 磊一 廷一一 蠢 A 砖 一 4 瓦 y 霉 瑶3 4 零件图尺寸链琢理图 3 1 3 2 3 3 2 零馋图与展歼图尺寸对应关系 爨t 公式 3 公式 3 3 为零箨圈尺寸链之闯豹计算关系 毽怒对于 1 9 华中科技大学硕士学位论文 钣金件 其展开后为一平板件 原来零件图对应尺寸在展开图中表现为与折弯系数 有关的数慎爨 如表3 1 所示 表中的数值为图3 5 尺寸在图3 6 棚应的展开图 中 熬对应数镶 A l A 5 厂 多 二多 多 A 4 多 i A 3 蹋3 零件模型 A 3 2 T 2 K q A I T K q A 2 2 T 2 K q A 4 2 T 2 K q A 5 T K q A 0 图3 峭震开圈搂蘩 2 0 华中科技大学硕士学位论文 表3 1 零件尺寸在展开图中的对应关系 零件图尺寸对应展开图尺寸 A l A I T K q A 2 2 T A 2 2 T 2 K q A 3 A 3 2 T 2 K q A 4 A 4 2 T 2 K q A 5 A 5 T X q 如图3 6 所示 对于拼弯件 其零件展开图中的尺寸个数 设为l l 图3 6 中为5 个 与折弯角个数 设为峨内图3 6 中的点碱线表示 为4 个 的关系为 挣 m l 4 则很容易诞明展开长度 A 0 A i 一2 m T 2 m K q 芦l 其中 T 为钣金件的材料厚度 n 为展拜图中鲶尺寸个数 m 掰弯角个数 麓3 之中静折耷线个数 簌文献 中称为弯蓝部位数 因此 展开件长度的尺寸公差为 3 5 乏 霉 2 m T 2 m K q 3 6 1 1 公式说明 以上展开件尺寸公差计算公式是襁折弯角为9 0 0 的条件下得出 对 于叛弯建会毒j 9 0 0 的零传必须通过撵髂试制以校藏公式 乏 霉一2 掰丁 2 d 句 A 3 7 i 1 逶过榉传试睾g 褥出名数值即可迸移貔量生产 通过以上分析可以葫出无论是展歼长度计算述怒展开尺寸公麓确定 其中都包 含企业折弯系数因子 因此 只有在知道企业折弯系数的情况下才能正确得出钣金 辑弯传的鼹开长度 实现钣金辑弯 串的精密展开 华中科技大学硕士学位论文 3 3 实例分析 3 0 o 瑟3 7 零锌强 i 0 0 0 5 i 0 o 广 f i 3 扩1 f f f 6 0 0 2 霆3 8 零传溪尺寸缱分褥转换磊熬示 华中科技大学硕士学位论文 6 0 2 T 2 K q 1 0 T K q 3 0 2 T 2 K q 3 0 2 T 2 K q 1 0 一 K q A o 图3 0 展开图 在攒弯锌孛 常常逡副粥圈3 7 掰豕静弯馥彳孛 该类零释需经多次弯逡考貔成 形 弯曲尺寸多 相互关联 且有较严格的公差要求 在展开设计时 不能简单地 按弯蓝工程尺寸 不考虑公差的尺寸 展开 合理地将零件公差威用于毛坯展帮尺 寸中是鼗类零箨尺寸链分辑及麓王戆笑键 吴有重甏戆实际操季筝懑义 对图3 7 中零件进行熨例分析的步骤如下 1 零件公差此次尺寸链计算 垂子援弯热王兔 去豫毒毒糕麓王 霆3 5 孛熬建孪4 0 2 在避嚣霾孛是苓鼍羹尺 寸 不参与展开 只是猩零件最后成形时出现 因此 利用尺寸镳关系将尺寸4 0 0 2 两侧边的尺寸计算出 程图3 7 6 0 峋2 为零件图的封闭环 6 0 o 1 两侧边的尺寸及尺 尊6 8 删戈缀成臻 懿图3 1 0 琴 用灵寸链关系霹 譬 竣工程尺寸4 0 耱铡逮尺寸必A 华中科技大学硕士学位论文 4 0 0 1 6 扩2 图3 1 0 零件尺寸链隔 A 6 0 4 0 2 1 0 m m T 2 0 1 2 0 0 5 r a m 掰叛黧逮尺寸为 l O 砖 5 2 展开图公差计算 设企嫩辑弯系数为K q 材料厚度为T 因此 A O A i 2 m T 2 m K q 1 4 0 8 T S K q i l 其中 甜 5 5 个尺寸个数 辫 4 4 令拆弯麓 因此得出展开长度公差为 乏 l 一2 r o T 2 m K q 0 s 一8 T S K q 其中 T 为板料厚度 实际加工中T 为确定值 因此 展开长度公差只与变量K q 有关 因此 只鬻知道企业折弯系数K q 即可确定展开长度公差T z 华中科技大学硕士学位论文 4 1 概述 4 基于正交实验法的折脔系数的确定 正交设诗是多医素的伐伲实验设计方法 也称必正交实验设计啪1 它是扶众露 的样本意巾撬选出部分裔代表性的稃本点做实验 这些代表点篡肖正交往 箕作孀 是只用较少的实验次数就可以找出因索水平间的最优搭配或由实验结果通过计算 推算出最傀搭配 确切地说 正交试验设计就是使用正交表 鳅h o g o n a la r r a y 按正 交往 受 好翳蕉予安莽 多阂素事韭静表格 来安撵试验豹方法 在鞠毽纪4 G 年代后 期日本统计学家田口玄 博士 D r G e n i c h i T a n g u c h i 使用设计好的正交表按排使 用 这种方法简单易行 从此正交设计在世界范围内普遍推广使用阳 1 因此 本 交静试验浚诤采矮簧绞豹正交试验 4 1 1 正交试验的应用条件 1 鞫子数较少 太多貔嚣子数崧然弓 莛渡验次数增秘 2 因子间最好相甄独立 关联因子间的交氨作用往往引起较大的试验谡差 4 1 2 正交试验的步骤 1 明确试验目的 确定考查指标 2 确定因素 选取水平 制定因素水平表 3 遮震合适的燕交表 4 避行表头设计 5 确定试验方案 做正交试验 记录试验缩果 6 计算分橱试验结果 选取傀锯方案 7 验证试验 确定最佳方案 华中科技大学硕士学位论文 4 2 折弯系数的正交分析 4 2 1 撬鸯系数豹关键影晌因素 企业折弯系数是一个综合指标 影响的因素有很多 实际加工中几个最主鼹的 独立因素怒 材质 板料厚度 刀槽 机床压力 螽弯系数确定懿强豁楚对于绘定瓣零箨 其戒形嚣足专误差袋 j 影响折弯系数 零件最后成形尺寸 的主要因索有对于不同的材质实践 芷明其 折弯系数会有很大的不同 在目前的文献资料中对于折弯系数针对不同的材质没有 凌臻懿数纛参考 只是笼绫遣绘出了魄骥系数 蠢虢莛浚 萁哭施适合于玻穰臻夔 加工 其次 刀槽的尺寸直接决定拼弯件内圆角的大小 内部受胍变形量钓大小 它的大小同样对折弯系数的影响比较大 由于受机床条件的限制 半自动折弯机 全鑫动摄弯班 规瘫瓣力戆诿定焦 噫脒 塾会影噫辑弯馋熬撰弯残形尺寸 囊予 加工机床为自动折弯梳 所以当材料的宽度发生交化时 枫床会自动根据压力调定 值进行计算 因此 实际使用中板料的宽度不影响众业折弯系数 由于不同厚度的 耪辩其辑弯辩使用戆刀横尺寸有很大豹不同 因此 本文对不同厚度材质进行麴类 通过正交试验得出不嗣耪质 主要分为l Q 2 3 52 L Y l 2 简称A L 板 3 H 6 2 简 称c u 板 的各种厚度板料的企业折弯系数 4 2 2 锾念援弯歪交窦浚设诤 1 试验设备 1 P S H l l 0 数控折窍枧 P S H l l 0 数控螽弩甑是强本辩溺公司垒产 箕祝工 睾寐参数为 可折弯零件的最大长度 2 5 0 0 m m 机床最火压力 3 0 吨 米 定应交缮程 0 5 0 0 m m 上刀模行程 0 1 0 0 r a m 模具尺寸 刀槽宽度V m m 规瘩熬王艺参数螽表4 1 凝示 华中科技大学硕士学位论文 表4 1P S H l1 0 数控折弯机工艺参数表 T V 爻L 谯51 o1 2162 奄2 3羔63 J 23 6t 569t 21 61 92 22 5 3 0 6143 8 15 5 5 2 8 1 2 1 0l5 7 2 7 l O1 7 1 228 5681 4 2 2 1 625l l61 11 72 2 2 031 491 31 72 2 2 541 8l l1 3l g2 7 3 25 52 3l 1 42 12 7 4 06 52 81 11 72 13 4 5 083 51 41 72 75 0 6 31 04 51 42 l3 8 8 01 3 55 73 06 7 l o o1 67 15 49 5 1 2 52 08 94 37 61 3 5 l 2 61 1 36 01 0 61 4 9 2 3 51 4 0S 51 1 9l 秘 2 5 04 21 7 59 5l 嚣1 6 52 3 0 表4 l 申鼹示数僮为本企业使鼹懿彝动数控辑弯勰l l o 工艺参数值 其中V 表零折弯模具刀礴宽度如圈2 5 所示 L 表示最小折边长度 表示折弩成形 后零件的最小内圆角 T 表示材料厚度 2 C 3 0 0 0 转塔式数控冷床 点位加工中心 采焉搿精度点位加工中心 落辩只砖可戳认为麓零误差 3 c O M P T H 2 0 0 0 数控冲床编程平螽软件 在二绒专用钣金展歼加工软件平螽下对板料邀彳亍展开计算 展开建模 2 试验专季秘 鬻麓 Q 2 3 5 钢板 规格T O 8 x 2 0 0 0 x 1 0 0 0T O 8 2 5 0 0 x 1 2 5 0 T 1 0 x 2 0 0 0 1 0 0 0T 1 0 x 2 5 0 0 1 2 5 0 彳1 2 x 2 0 0 0 x l OT l 2 x 2 5 0 0 x 1 2 5 0 2 7 华中科技大学硕士学位论文 T 1 5 x 2 0 0 0 x l O o oT 1 5 2 5 0 0 x 1 2 5 0 T 2 0 x 2 0 0 0 x1 0 0 0 T 2 0 x 2 5 0 0 x1 2 5 0 T 2 5 x 2 0 0 0 x 1 0 0 0 T 2 5 x 2 5 0 0 x 1 2 5 0 T 3 O x 2 0 0 0 x 1 0 0 0T 3 O 2 5 x 1 2 5 0 1 C r l 8 N i 9 T i 规格T O 8 x 2 0 0 0 1 0 0 0T O 8 x 2 4 3 8 x 1 2 2 0 T 1 0 x 2 0 0 0 1 0 0 0T l 0 x 2 4 3 8 x 1 2 2 0 T 1 2 x 2 0 0 0 x 1 0 0 0T 1 2 x 2 4 3 8 x 1 2 2 0 T I 5 x 2 0 0 0 x 1 0 0 0 T 1 5 x 2 4 3 8 1 2 2 0 T 2 O 2 0 0 0 x1 0 0 0T 2 0 x 2 4 3 8 x1 2 2 0 T 2 5 2 0 0 0 1 0 0 0T 2 5 2 4 3 8 1 2 2 0 T 3 0 x 2 0 0 0 x 1 0 0 0T 3 0 x 2 4 3 8 x 1 2 2 0 A L 叛 L Y I 萄簸藉T O 8 x 2 0 0 0 x t 0 0 0 T 1 0 x 2 0 0 0 x 1 0 0 0 T 1 2 x 2 0 0 0 x1 0 0 0 T I 5 x 2 0 0 0 x l 稍睁 T 2 0 x 2 0 0 0 x1 0 0 0 T 2 5 2 0 0 0 x 1 0 0 0 1 3 0 x 2 0 0 0 x 1 0 0 0 C u H 6 2 板规格T O 8 x 1 5 0 0 x 6 0 0 T l 0 xt 5 0 0 6 0 0 T 1 2 x 1 5 0 0 x 6 0 0 T I 5 1 5 0 0 6 0 0 T 2 O x l 5 0 0 x 6 0 0 T 2 5 x i 5 0 0 x 6 0 0 T 3 0 1 5 0 0 x 6 0 0 T O 8 x 2 4 0 0 x1 2 2 0 T 1 0 x 2 4 0 0 x 1 2 2 0 T 1 2 x 2 4 0 0 x1 2 2 0 T 1 5 x 2 4 0 0 x 1 2 2 0 T 2 0 x 2 4 0 0 x1 2 2 0 T 2 5 x 2 4 0 0 x 1 2 2 0 1 3 0 x 2 4 0 0 x 1 2 2 0 3 选取合适豹斑交表 簿定表头 华中科技大学硕士学位论文 对于不闻的材质其掰弯系数主要出材料厚度 掰弯模宽度 机床压力谲定德 习 惯称为机床压力 决定 由于材料的厚度种类非常多 本文就最常用的几种进行试验 说明 这样闲予取l 舨料楗质2 刀槽宽度3 机床压力 如表4 5 这样按排试验以利于以后 根据其饱不丽静材料厚度进行薪豹试验 因诧 胃选矮如下表4 3 L 9 3 4 正交波 每个 因子的特定值从试验的方便性上考虑 取三个水平 表4 也因子说明 l 汰 因子l因子2因子3 板料材质刀槽宽度 V m m 机床压力 吨 米 l水平l Q 2 3 5 62 0 f h 擎2A L寒2 5 水平3 C u1 23 0 表4 0 L 9 3 4 正交袭 列号 毒 辩刀槽宽度 V m m 概褒压力 吨躜 拳乎 游黠等 l Q 2 3 5 6 2 0 2 Q 2 3 5 I 82 5 3 Q 2 3 5 1 23 0 4 A L 62 5 5 A L8 3 0 6鲑1 22 0 7C a63 0 8 C u82 0 9 C u 1 22 5 预先假设材料的折弯系数K 0 即材料沿内口展开 展开下料尺寸 数控机 床落料 尺寸精度为o 0 1 为 1 4 6 r a m T I m m 1 4 4 m m T 1 5 m m 1 4 2 T 2