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更多SolidWorks资料，请访问三维空间阶梯教室:SolidWorks钣金零件设计简介：本教程内容摘自并整理自《SolidWorks钣金和焊接实战精解》一书（邢启恩主编，有改动），该书通过丰富的设计案例，向读者介绍了利用SolidWorks进行钣金零件及焊接零件设计的方法、步骤和技巧，包括钣金零件、焊接零件、多实体钣金、钣金零件关联设计等相关知识。本书配套的DVD光盘中，提供了精彩的视频教程。针对书中相关的案例，作者录制了讲解的视频教程，以便于读者更好地了解和掌握建模技巧。本教程的内容重点向读者介绍钣金零件的设计方法和应用思路，利用典型案例介绍总结了钣金零件几种设计思路的具体步骤，主要包括如下内容：1SolidWorks钣金零件设计工具和相关概念2钣金零件设计方法综述3利用钣金工具建立钣金零件4实体和钣金零件混合建模方法5多实体钣金零件设计6钣金零件工程图限于篇幅，本教程不能涵盖钣金零件设计中所有的知识点和内容，请读者《SolidWorks钣金和焊接实战精解》一书。更多SolidWorks资料，请访问三维空间·1·1SolidWorks钣金零件设计工具及概念1.1钣金零件的特点钣金零件是以金属板为原料，通过折、弯、冲、压等工艺实现的一类零件，其最大的特点是零件的壁厚均匀。钣金零件一般可分为三类：平板类：指一般的平面冲裁件弯曲类：由弯曲或弯曲加简单成形构成的零件。成形类：由拉伸等成形方法加工而成的规则曲面类或自由曲面类零件，对于此类钣金零件的展开，SolidWorks需要借助有关插件来完成。如图1-1所示，这些零件都是由平板毛坯经冲切、折弯或冲压等方式而加工出来的，它们与一般机加工方式加工出来的零件存在着很大差别。图1-1钣金零件示例1.2钣金工具SolidWorks提供了很多钣金零件中特有的钣金特征工具，包括基体法兰、边线法兰等，利用这些工具，用户可以很方便地完成钣金零件设计，得到钣金零件的应用状态和展开状态。SolidWorks提供了建立钣金零件的特有工具，这些工具位于【插入】|【钣金】菜单和【钣金】工具栏中，如图1-2所示。图1-2钣金工具更多SolidWorks资料，请访问三维空间·2·1.3钣金零件的设计树钣金零件和普通SolidWorks零件的不同之处就是钣金零件内部具有钣金零件的标识，具有钣金零件的特性，如图1-3所示的FeatureManager设计树中包括“钣金1”、“平板型式”等钣金的独有特征。图1-3钣金零件的设计树“切割清单”：切割清单文件夹类似于普通零件的“实体”文件夹。由于SolidWorks钣金零件中支持多实体钣金，以实现多个钣金部分之间焊接工艺的特点，因此切割清单也可用于工程图中的焊件清单表。“钣金”：钣金特征中包含了默认的折弯参数，如折弯半径、折弯系数、折弯扣除或释放槽类型，如图1-4所示。图1-4钣金默认参数“平板型式”特征：平板型式特征表示了钣金零件在展开状态下的形状。建立基体法兰以后，该特征默认为压缩状态，后续建立的特征也处于此特征的前面。单击【钣金】工具栏中的【展开】按钮切换“平板型式”的压缩状态，如图1-5所示，在展开状态下，“平板型式”特征中显示了钣金零件的折弯线草图、边界框以及所有展开的折弯。更多SolidWorks资料，请访问三维空间·3·图1-5钣金展开状态1.4钣金零件中的相关概念1钣金零件厚度钣金零件是一种壁厚均匀的薄壁零件，对于同一个钣金实体而言壁厚是相同的。使用钣金工具建立特征时，如使用开环草图建立基体法兰，钣金零件的厚度相当于壁厚；如使用闭环草图建立基体法兰，则钣金零件的厚度相当于于拉伸特征深度，如图1-6所示。图1-6钣金零件厚度更多SolidWorks资料，请访问三维空间·4·2折弯半径板件折弯时，为了避免外表面产生裂纹，需要制定钣金折弯时的折弯半径，折弯半径是指折弯内角的半径，如图1-7所示，SolidWorks中钣金实体的默认折弯半径在建立基体法兰时，或者通过编辑“钣金”特征来指定。图1-7默认折弯半径3折弯系数折弯系数是用于计算钣金展开的折弯算法，SolidWorks中支持常用的“K-因子”、“折弯扣除”、“折弯系数表”和“折弯补偿”等方法。如图1-8所示，在“钣金”特征中定义默认的折弯系数。图1-8默认折弯系数更多SolidWorks资料，请访问三维空间·5·4、钣金规格表SolidWorks提供了钣金规格表，即将常用的钣金规格利用EXCEL表格保存下来，建立钣金零件时，用户可以直接从规格表中读取已经定义好的钣金参数。这些参数包括：钣金厚度可用的折弯半径K-因子SolidWorks提供了钣金规格表的样本，默认保存在“\SolidWorks\lang\chinese-simplified\SheetMetalGaugeTables”文件夹中，用户可以参考“sampletable-aluminum-metricunits.xls”文件建立自定义的钣金规格表，如图1-9所示。图1-9钣金规格表样例5释放槽为了保证钣金折弯的规整，避免撕裂、避免出现折弯时的干涉冲突，必要的情况下应该在展开图中专门对折弯两侧的部分建立一个切口，这种切口称为“释放槽”。在建立法兰的过程中，SolidWorks可以根据折弯相对于现有钣金的位置自动给定释放槽，称为“自动切释放槽”。钣金零件中默认的释放槽类型可以在建立第一个基体法兰特征时给定，包括三种形式：矩圆形、矩形、撕裂型，如图1-10所示。除自动建立释放槽以外，用户可以通过拉伸切除特征，人工建立释放槽；也可以利用“边角剪裁”工具建立释放槽。更多SolidWorks资料，请访问三维空间·6·图1-10自动切释放槽类型6钣金成型工具SolidWorks提供了许多可以形成钣金零件常用形状如伸展、折弯等形状的工具，这些工具可以认为是作为冲裁、伸展或成形钣金的冲模。应用成型工具可以很方便地在钣金零件中生成一些特定的冲压形状，如百叶窗、凸缘或加强筋，如图1-11所示。成型工具只能应用到钣金零件中，并且只能通过设计库使用。图1-11钣金成型工具及应用更多SolidWorks资料，请访问三维空间·7·2SolidWorks钣金零件设计方法2.1直接使用钣金特征用户在设计钣金零件时，直接使用各种钣金工具（例如【基体法兰】、【边线法兰】等工具）。如图2-1所示，此模型可以直接基体法兰、边线法兰等工具完成建模，完成的钣金零件可以顺利展开。图2-1直接利用钣金特征设计利用钣金特征设计钣金零件时，可以使用“基体法兰”特征或“放样折弯”特征建立第一个钣金特征。1利用开环草图建立基体法兰利用开环草图建立基体法兰时，用户可以定义钣金的厚度、默认折弯半径、默认折弯系数和默认释放槽类型。绘制图2-2所示草图，单击【基体法兰/薄片】按钮基体法兰特征，给定特征的拉伸长度为20mm、钣金厚度为1.5mm、默认折弯钣金为0.5mm，钣金厚度的方向可以通过【钣金参数】选项组中的【反向】复选框来进行改变。图2-2从开环草图建立基体法兰基体法兰特征建立后，用户可以利用其他钣金工具来完成钣金零件设计，如图2-3所示，这里分别使用斜接更多SolidWorks资料，请访问三维空间·8·法兰、薄片特征、拉伸切除及阵列、断开边角等特征完成零件设计，最后完成钣金零件的展开。图2-3边角剪裁2利用闭环草图建立基体法兰利用闭环草图建立基体法兰时，由草图的轮廓定义法兰形状，用户只能给定钣金的厚度参数，如图2-4所示。建立基体法兰后，需要编辑“钣金1”特征来设置默认的钣金参数，包括折弯半径、折弯系数和释放槽类型。图2-4由闭环草图建立基体法兰3利用放样法兰建立钣金利用放样的折弯，可以类似放样特征利用两个不封闭草图建立放样的钣金，如图2-5所示。草图中需要建立断开缺口，即放样的轮廓是开环轮廓。绘制草图时，要注意草图中缺口的对应。放样的折弯可以展开，SolidWorks提供了用于计算放样折弯精度的工具。更多SolidWorks资料，请访问三维空间·9·图2-5放样的折弯2.2从实体零件形成钣金用户可以按照一般零件的设计步骤完成钣金零件设计，使用薄壁特征或者抽壳等方法完成壁厚均匀一致的实体零件，这时零件中还没有形成折弯，因此也不存在钣金的弯角。用户可以使用“插入折弯”工具，将薄壁零件转化为钣金零件，最后再利用相关的钣金特征完成最后的设计，如图2-6所示，这也是早期SolidWorks版本设计钣金零件较为常用的方法。图2-6由实体零件形成钣金零件另一种情况，有些钣金零件直接使用钣金特征建模时很不方便，或者无法利用钣金特征来完成。这种情况下，先考虑使用实体建模方式，结合曲面工具来建立钣金零件的有关形状，最后再转换成钣金，以达到顺利展开的目的，也是一种很好的建模思路。如图2-7所示，“夹钳”零件如果直接使用钣金特征建立零件，是非常困难的，也不容易得到钣金零件的展开图，而结合实体建模方式完成零件在思路上要很方便和简捷。图2-7“夹钳”零件由实体零件转换为钣金零件时，常用的工具包括：更多SolidWorks资料，请访问三维空间·10·1切口切口工具用于在生成钣金折弯之前将实体薄壁零件中需要开口的边线进行切除，如图2-8所示。图2-8切口特征在实际实际过程中，一般不单独利用切口特征，用户可以在“插入折弯”工具时直接建立切口。2插入折弯【插入折弯】工具用于将薄壁零件转换成钣金零件。如图2-9所示，单击【插入折弯】按钮，选定钣金的固定面，必要时指定需要建立切口的边线，给定钣金的默认参数即可将实体零件转换为钣金零件。图2-9插入折弯零件插入折弯后，在FeatureManager设计树中中将添加“钣金1”和“平板形式”特征，形成一个带有折弯圆角并且可以展开的钣金零件。相对于直接建立的钣金零件，在转换钣金零件以后，在FeatureManager设计树中中还会增加两个特征：“展开-折弯”和“加工-折弯”，如图2-10所示。展开-折弯：“展开-折弯”特征表示钣金展开后的形态，并包含了折弯的转换信息。图2-10中所示的“尖更多SolidWorks资料，请访问三维空间·11·角折弯”代表每个由尖角形成的折弯。加工-折弯：“加工-折弯”特征表示零件的折叠状态。由此可见，【插入折弯】工具的实际意义是，首先将零件中的尖角转换为圆角（形成“尖角折弯”特征），然后将钣金零件进行展开（形成“展开-折弯”特征），最后再将展开的钣金零件进行折弯（形成“加工-折弯”特征），而最终标记为钣金零件。图2-10展开折弯和加工折弯【不折弯】按钮，用于将转换后的钣金零件快速回退到“钣金1”特征之下，切换到尚未形成折弯的状态，便于用户在熟悉的实体零件环境（如不存在折弯圆角的环境）下进行工作，如图2-11所示。图2-11切换折弯状态3转换成钣金【转换成钣金】工具也可以将实体零件转换为钣金零件，【转换成钣金】工具不需要实体零件中保持壁厚均匀一致，而是直接通过该工具本身设定钣金的壁厚和参数。单击【转换到钣金】按钮，如图2-12所示，选择模型表面作为钣金固定面（图中模型的后表面），给定钣金的厚度、默认折弯钣金、默认切口间隙，分别选择合理的折弯边线，系统将自动查找需要建立切口的边线并建立切口。除使用默认折弯半径和切口缝隙外，用户也可以在图形区域针对特定的折弯或切口给定不同的折弯半径和切更多SolidWorks资料，请访问三维