Solid 机械基础及教程 5

第6章钣金设计CONTENTS目录6.1基本术语6.2钣金特征6.3钣金零件设计6.4钣金特征编辑6.5钣金实例钣金设计钣金零件定位钣金零件常作为零部件外壳，在当前产品设计领域的应用地位正持续提升。钣金生成方法SOLIDWORKS提供两种生成方式，可由实体零件转换，也可从初始阶段用钣金特征直接生成。本章内容规划先介绍钣金设计相关术语，再讲解钣金零件生成方法及钣金特征的编辑方法。基本术语6.16.1.1折弯系数钣金折弯系数需介于折弯内外侧边线长度间，可通过总展开长度减非折弯长度计算，公式为Lt=A+B+BA6.1.2折弯扣除折弯扣除可由用户指定，计算方式为虚拟非折弯长度减总展开长度，决定使用折弯扣除值时，总展开长度的计算公式如下：Lt=A+B-BD6.1.3K因子

K因子定义K因子表示钣金中性面位置，是内表面到中性面的距离t与钣金厚度T的比值，即K=t/T。

K因子折弯系数表选用K因子作折弯系数可指定对应系数表，SOLIDWORKS附Excel格式表，存于指定安装目录路径。6.1.3K因子K因子计算折弯系数

01K因子计算公式K因子t/T，折弯系数公式为BA=πΠ（R+KT）A/180，K=t/T，含BA、R、T、t、A等参数说明。

02折弯系数要求折弯系数是钣金中性面的折弯圆弧长，大小需介于钣金内侧与外侧弧长之间。6.1.4折弯系数表

折弯系数表作用除直接指定和K因子外，可通过折弯系数表确定折弯系数，表中含折弯半径、角度、零件厚度等数值。

SOLIDWORKS可用类型在SOLIDWORKS中有两种折弯系数表，分别是带.btl扩展名的文本文件和嵌入的Excel电子表格文件。折弯系数表样例来源SOLIDWORKS安装目录指定路径下提供钣金折弯系数表样例，可复制后用文字编辑程序自定义编辑。折弯系数表规范要求仅允许包含折弯系数值，禁用折弯扣除值，单位须为米制；多厚度表编辑时，半径和角度需保持一致。折弯系数表使用说明样例仅作参考，数值无实际意义；零件厚度或角度介于表中数值间时，系统会插补计算折弯系数。6.1.4折弯系数表1．带有.btl扩展名的文本文件6.1.4折弯系数表2．嵌入的Excel电子表格文件

系数表存储方式SOLIDWORKS新生成的折弯系数表保存在嵌入的Excel文件内，用户可按需向表格单元格添加数值。

系数表数值范围电子表格格式的折弯系数表仅含90°折弯数值，其他角度的折弯系数或扣除值由软件计算得出。

系数表生成步骤打开零件文件，依次点击菜单栏“插入-钣金-折弯系数表-新建”，设置单位和文件名后确定，完成操作后关闭表格。“折弯系数表”对话框折弯系数表钣金特征6.2钣金特征：6.2.1使用基体法兰特征生成钣金零件的特征工具集中在如图所示的“钣金”控制面板上。下面将介绍钣金特征

01钣金特征管理器介绍用（基体法兰/薄片）命令生成钣金零件后，特征管理器会出现代表三个基本操作的三个钣金特征。

02三类基础特征说明"钣金"特征：存钣金零件默认折弯参数；"基体-法兰"：首实体特征，含深度厚度；"平板型式"：解除压缩可展钣金

03平板型式特征规则平板型式特征压缩时，新特征自动插其上方；解除压缩后，新特征插其下方且不显示于折叠零件。“钣金”控制面板钣金特征

6.2.2用零件转换为钣金特征钣金零件生成方法在SOLIDWORKS中生成零件后，单击“插入折弯”按钮可生成含3个钣金基本操作特征的钣金零件。“钣金”特征说明“钣金”特征：包含钣金零件定义，保存零件默认折弯参数，如折弯半径、系数、切释放槽比例等。“展开-折弯”特征说明“展开-折弯”代表展开的钣金零件，含尖角/圆角转折弯信息，其“尖角-草图”不可编辑可显隐。“加工-折弯”特征说明“加工-折弯”：将展开零件转为成形零件，含折弯线生成的折弯，其后续特征不显示在零件展开视图，可退回至该特征前看展开视图。

钣金特征6.2.3钣金选项设定

钣金参数类设定在“基体法兰”属性管理器中，可完成“钣金参数”相关选项的设定操作。

折弯与释放槽设定在“基体法兰”属性管理器中，能完成“折弯系数”“自动切释放糟”等选项的设定。“基体法兰”属性管理器

折弯系数“钣金规格”选项组勾选“钣金规格”选项组中的“使用规格表”复选框，将预定义基体法兰的规格厚度、折弯半径及K因子等。“钣金参数”选项组在此选项组中可设定折弯半径以及钣金厚度等参数。“折弯系数”选项组“折弯系数”选项组含“折弯系数表”“K因子”“折弯系数”“折弯扣除”4个选项，其含义前文已述。6.2.3钣金选项设定6.2.3钣金选项设定“自动切释放槽”选项组

释放槽自动添加说明生成钣金时设置对应选项组，系统会自动添加释放槽切割，SOLIDWORKS支持矩形、撕裂形、矩圆形三种类型。

释放槽参数要求添加矩形或矩圆形释放槽需指定比例，矩形释放槽比例需在0.05～2.0之间，比例越高切除宽度越大。

释放槽尺寸规则矩形或矩圆形释放槽切除宽度d=释放槽比例×零件厚度，撕裂形为零件插入和展开所需最小尺寸。自动切释放槽

释放槽比例示意图钣金零件设计6.3钣金零件设计

钣金特征直接设计

在SOLIDWORKS中，可直接运用钣金特征来完成钣金零件的设计工作。

先建实体再转钣金

先设计好实体模型，再通过转换操作将其变为钣金零件，这是第二种设计方式。6.3.1钣金特征1．基体法兰

基体法兰特征作用作为新钣金零件的首个特征，添加到SOLIDWORKS零件后，系统会将其标记为钣金零件，并自动添加折弯。基体法兰生成步骤先编辑符合标准的草图，再点击“基体法兰/薄片”按钮，设置拉伸、钣金参数及折弯等选项后确认生成。

“基体法兰”属性管理器“边线-法兰”属性管理器6.3.1钣金特征2．边线法兰

边线法兰定义边线法兰特征是将法兰添加到钣金零件的选定边线上，所选边线需为线性，系统自动匹配钣金厚度。边线法兰操作步骤先生成钣金零件，依次点击“边线法兰”按钮、选边线、编辑法兰轮廓，按需设置折弯半径、法兰角度、长度等参数，完成后单击确定生成特征。边线法兰注意事项编辑法兰轮廓时，草图一条直线需位于所选边线上；旧制零件的边线法兰尺寸需编辑或重建模型后才显示。6.3.1钣金特征3．斜接法兰

斜接法兰基础说明斜接法兰特征可给钣金零件的一条或多条边线添加一系列法兰，明确其草图设计的相关规则。

斜接法兰操作步骤从生成符合标准的草图开始，依次完成按钮点击、边线选择、参数设置等操作，最终生成斜接法兰特征。

圆弧草图特殊要求用圆弧生成斜接法兰时，圆弧不可与厚度边线相切，可与长边线相切或通过加小直线实现。“斜接法兰”属性管理器6.3.1钣金特征4．褶边

褶边工具使用前提所选边线必须为直线，多边线需在同一面，交叉褶边会自动添加斜接边角。

褶边操作基础步骤打开钣金零件后点击“褶边”按钮，选目标边线后设置褶边方向与类型参数。

褶边类型参数设置含闭合、打开、撕裂形、滚轧四种类型，对应需设置长度、缝隙、角度、半径等参数。

褶边进阶设置要点交叉褶边可设切口缝隙，还可勾选自定义折弯系数，设定对应类型与数值后完成操作。“褶边”属性管理器6.3.1钣金特征5．绘制折弯

绘制折弯功能说明可在钣金零件折叠状态下添加折弯线，且能将折弯线尺寸标注到其他折叠几何体中。

绘制折弯草图要求生成该特征时，草图仅允许为直线，单草图可添加多条直线，折弯线长度无需与折弯面一致。

绘制折弯操作步骤依次完成草图绘制、点击对应按钮、选定固定面、选择折弯位置、设定角度、半径及系数，最后确认生成特征。

“绘制的折弯”属性管理器6.3.1钣金特征6．闭合角

01闭合角核心功能可同时闭合多个边角、关闭非垂直边角，适配90°以外折弯法兰，还能调整缝隙、重叠比例及折弯区域状态。

02闭合角操作步骤先以基体或斜接法兰生成钣金零件，再点击“闭合角”按钮，选延伸面与边角类型，最后确认完成特征创建。“闭合角”属性管理器

6.3.1钣金特征7．转折

转折特征定义转折特征是通过草图直线生成两个折弯，从而为钣金零件添加材料的钣金特征。

草图绘制要求绘制转折特征的草图必须仅含一条直线，直线无水平垂直限制，折弯线长度也无需与折弯面长度一致。

转折特征操作流程先在钣金零件面绘制直线，点击“转折”按钮打开属性管理器，依次设置固定面、折弯半径、等距参数、尺寸位置、转折位置与角度、折弯系数后，点击确定即可生成转折特征。“转折”属性管理器

6.3.2转换实体为钣金零件尖角折弯说明适用于边角尖锐、厚度一致的模型，添加折弯后会生成尖角折弯，对应图示6-28。圆角折弯说明适用于带圆角、厚度一致的模型，也可由圆柱和圆锥面生成，对应图示6-29。平面折弯说明从展开的钣金零件中绘制的折弯线生成，是实体转钣金的折弯类型之一，对应图示6-30。6.3.2转换实体为钣金零件1．使用尖角折弯生成钣金零件

前期建模准备先绘制零件草图轮廓，再将其拉伸为薄件特征，为后续钣金折弯操作打下基础。折弯参数设置点击“插入折弯”按钮，打开属性管理器，选择固定面，输入折弯半径并选定折弯系数相关选项。释放槽设置说明若自动切除释放槽，需勾选对应复选框并选择类型，选矩形或矩圆形时要指定释放槽比例。完成钣金生成确认所有参数设置后点击“确定”按钮，生成符合折弯系数及半径要求的钣金零件。“折弯”属性管理器前期特征创建绘制闭环或开环轮廓，借助抽壳、拉伸等工具生成对应的薄壁特征零件，作为钣金基础。折弯参数设置点击“插入折弯”打开属性管理器，选定固定面，设置折弯半径为0，选择合适的折弯系数选项。释放槽与切口设置勾选“自动切释放槽”并选切除类型，选定切口边线，按需调整切口方向与缝隙距离。钣金零件生成完成所有参数设置后，点击“确定”按钮，即可生成目标钣金零件。6.3.2转换实体为钣金零件2．使用圆角折弯生成钣金零件6.3.2转换实体为钣金零件3．生成带圆柱面的钣金零件

钣金转换判定准则带圆柱面的零件满足两项准则可转为钣金：相邻平面与圆柱面相切，圆柱面至少一端有线性边线。钣金零件操作步骤绘制带相切直线的开环圆弧，通过插入折弯功能，依次设置固定面、折弯半径、折弯系数等参数，勾选释放槽选项后生成零件。钣金展开注意事项仅带完全解析圆柱面的零件可展开，可通过尝试插入轴测试圆柱面是否确切，能插入才可展开。“折弯”属性管理器

6.3.2转换实体为钣金零件4．生成带圆锥面的钣金零件

圆锥面钣金前提要求带圆锥面的零件可由钣金构成，需先生成带圆锥面的薄壁零件，相邻平面与圆锥面相切，圆锥面至少一个端面有线性边线。插入折弯操作步骤点击“钣金”控制面板的“插入折弯”按钮，打开“折弯”属性管理器，为后续设置做准备。折弯参数设置要点在“折弯参数”组选圆锥面端面线性边线或相切平面为固定边/面，设定折弯半径，选择折弯系数相关选项。释放槽与生成设置若需自动切除释放槽，勾选对应复选框并选切除类型，最后点击“确定”生成钣金零件。薄壁添加时机要求添加薄壁到钣金零件时，需在钣金特征插入折弯前操作，也可退回至该特征前再添加。薄壁添加操作步骤先在零件平坦面边线开草图，用转换实体引用并留折弯半径，再拉伸凸台设定同基体厚度，完成添加。6.3.2转换实体为钣金零件5．添加薄壁到钣金零件钣金特征编辑6.46.4.1编辑折弯

折弯参数编辑范围用户可针对单一折弯或整个钣金零件，编辑默认折弯半径、折弯系数及折弯扣除数值等参数。折弯参数编辑操作在折弯特征上右击，从弹出的快捷菜单中选择“编辑定义”命令，即可编辑折弯相关数据。6.4.1编辑折弯

1．编辑单一折弯特征折弯编辑要点用户可对特征折弯更改释放槽切割的类型和大小，特征折弯属于实际钣金特征。单一折弯操作步骤在特征管理器中右键点击目标折弯选“编辑定义”，在属性管理器修改参数后确定并重建模型。6.4.1编辑折弯2．将零件转换为钣金

钣金转换基础要求使用“插入折弯”工具需先生成实体，也可通过基体法兰命令直接从钣金生成零件。插入折弯操作步骤点击“插入折弯”按钮打开属性管理器，依次设置固定面、折弯半径、折弯系数、释放槽及切口参数后确认即可完成转换。6.4.1编辑折弯

3．编辑零件的所有折弯在SOLIDWORKS中编辑零件所有折弯：右键钣金特征选“编辑定义”，在属性管理器修改参数后确定重建。6.4.2切口特征切口特征生成方式切口特征生成方式：沿模型边线、从线性草图实体、组合边线合成线性草图实体生成，可用于各类零件。零件及草图实体

“切口”属性管理器6.4.2切口特征切口特征操作步骤

01前期准备工作创建厚度一致、带有相邻平面及线性边线的零件，在平面上通过两顶点绘制两条直线。

02切口参数设置点击“切口”按钮打开属性管理器，选择内部或外部边线与线性草图实体，按需调整切口方向。

03缝隙与生成操作可设置“切口缝隙”数值调整缝隙距离，确认参数后单击“确定”按钮生成切口特征。6.4.3展开与折叠

展开折叠工具功能使用展开与折叠工具，可在钣金零件中实现单个、多个或所有折弯的展开与折叠操作。

特征添加操作前提若要在带折弯的钣金零件上添加钻孔、挖槽或折弯释放槽等特征，需先展开或折叠零件。

利用展开特征展开钣金打开钣金零件，点击“展开”按钮，选固定面与需展开折弯，点确定即可完成操作。

利用折叠特征折叠钣金利用折叠特征可折叠钣金零件的单个、多个或所有折弯，操作需选固定面与折弯后确认。

“展开”属性管理器“折叠”属性管理器6.4.4切除钣金折弯

切除钣金折弯展开钣金，在平坦面绘草图至折弯线，拉伸切除选完全贯穿，最后恢复折叠完成切除。6.4.5断开边角断开边角工具说明断开边角工具可从钣金零件边线或面切除材料，可在零件折叠或展开时使用，展开模式下使用的折叠时会被压缩。断开边角操作步骤1.生成钣金零件；2.点击“断开边角/边角剪裁”按钮调出属性管理器；3.选需断开的边角边线或法兰面；4.选断开类型并设距离值；5.单击“确定”。断开边角效果展示加了倒角的断开边角加了圆角的断开边角“断开边角”属性管理器6.4.6放样的折弯

放样折弯基础说明钣金零件可生成放样折弯，需用放样连接的两个草图，不可与基体法兰同用，也不能被镜向。草图绘制要求需生成两个单独开环轮廓草图，轮廓开口要同向对齐，且不能存在尖锐边线。放样折弯操作流程点击“钣金”面板“放样折弯”按钮，选草图确认路径点，可调整轮廓顺序，设定厚度后点确定生成特征。

钣金实例6.56.5钣金实例

本节将详细介绍如何建立一个如图6-55所示的钣金零件，其展开图如图6-56所示。其操作步骤如下新建SOLIDWORKS文件，进入零件设计状态。在特征管理器中选择“前视基准面”。点击草图绘制按钮，进入草图绘制界面，绘制如图6-57所示的直线。标注图中各尺寸，尺寸数值如图6-58所示。点击基体法兰按钮在“基体法兰”属性管理器按图6-59设置参数，单击“确定”按钮，得到图6-60所示效果。选底面画草图圆，绘制如图6-61所示的二维草图，设置圆的半径为10mm。点击拉伸切除按钮设置“切除-拉伸”属性管理器中“方向1”为“完全贯穿”，单击“确定”按钮完成操作“基体法兰”属性管理“切除-拉伸”属性管理器

切除拉伸效果6.5钣金实例

点击斜接法兰选择内竖直边线，生成与所选边线垂直的草图基准面，新原点位于边线最近端点处

单击草图绘制按钮，进入草图绘制界面，利用相关的草图绘制命令从原点开始绘制草图，并标注尺寸，效果如图6-65所示。

操作钣金零件，即可得到如图6-67所示的钣金预览效果。

设斜接法兰参数，即可得到如图6-69所示的钣金效果。

点击镜像按钮在弹出的“镜向”属性管理器中设置各参数，单击“确定”按钮，即可得到对应效果。

点击“展开”按钮在“展开”属性管理器设置参数：固定面为底面，展开底面上的折弯，效果如图6-73所示。6.5钣金实例

选底面绘矩形，绘制如图所示的二维草图。

点击拉伸