在實(shí)際工作中，鈑金件的展開計(jì)算對(duì)于工藝人員來說是一項(xiàng)很重要的工作。工藝人員在計(jì)算時(shí)，要根據(jù)不同的情況，如：在折彎時(shí)是否有壓板，折彎內(nèi)經(jīng)與板材厚度比的大小等來查表確定中性折彎線的位移系數(shù)，然后根據(jù)位移系數(shù)確定中性折彎線半徑，最后將中性折彎線半徑代人公式計(jì)算出折彎處的展開長度。整個(gè)計(jì)算過程繁瑣、效率低且容易出錯(cuò)。

以基于特征、參數(shù)化和全相關(guān)而著稱的Pro/ENGINEER(簡稱Pro/E)軟件，它不僅擁有靈活多變的鈑金件特征構(gòu)建方法，也提供了2種計(jì)算鈑金件折彎處展平長度的方法，同時(shí)還為用戶進(jìn)行二次開發(fā)提供了用戶化工具箱——Pro/TOOLKIT。該工具箱為用戶程序、軟件及第三方程序提供了與Pro/E的無縫連接。選擇Pro/E作為鈑金件的設(shè)計(jì)和展開計(jì)算的平臺(tái)，可以大大提高工作效率、簡化計(jì)算過程、提高計(jì)算的準(zhǔn)確度。

1 基本方法

1.1 Pro/E中折彎處展平尺寸的計(jì)算方法

方法一：Y因子和K因子法

Y因子和K因子是由鈑金件材料的中性折彎線(相對(duì)于厚度而言)的位置所定義的常數(shù)。中性層的位置取決于設(shè)計(jì)中所用的鈑金件材料類型、板材厚度等，其數(shù)字范圍從0到1，數(shù)字越小代表材料越軟。

K因子是折彎內(nèi)半徑與鈑金件厚度的距離比，如圖1所示。K因子的計(jì)算公式：k因子=δ/T。

Y因子可通過K因子來計(jì)算，其計(jì)算公式：Y因子=K因子×(II/2)。Y因子的缺省值為0.50。

　　圖1 鈑金件展平示意圖

　　其中：

　　δ——折彎內(nèi)半徑與鈑金件邊之間的距離;

　　T——鈑金件厚度;

　　L——在正方形之間的展開長度;

　　R——折彎半徑;

　　N——中性折彎線。

使用Y因子或K因子計(jì)算鈑金件展平長度，其計(jì)算公式：

L=(0.57π×R+Y×T)×(θ/90)

在同一鈑金件中，如果應(yīng)用K因子或Y因子計(jì)算展平長度，軟件將按照某一特定的值對(duì)各個(gè)折彎處進(jìn)行展平長度計(jì)算，而不考慮因?yàn)檎蹚潈?nèi)徑與板厚比值不同導(dǎo)致的中性折彎線的偏移量不同，從而導(dǎo)致下料時(shí)的尺寸存在較大的誤差。在實(shí)際應(yīng)用中，此方法存在一定的局限性。

方法二：折彎表(Bend Table)法

當(dāng)折彎處是90°時(shí)，Pro/E可以根據(jù)折彎內(nèi)徑R和板厚T的不同查找當(dāng)前應(yīng)用的折彎表中對(duì)應(yīng)的展平長度。如果R或T處在表中兩個(gè)特定的數(shù)值之間時(shí)，Pro/E系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)利用線形的方式來預(yù)估;如果R或T的值超出表的范圍，Pro/E系統(tǒng)將利用表中定義好的計(jì)算公式來求出展平長度。如果折彎處的角度不是90°時(shí)，Pro/E系統(tǒng)會(huì)搜索到相應(yīng)的在90°折彎時(shí)的值，然后這些值乘以θ/90，其中θ為實(shí)際的折彎角度，θ以度為單位。折彎表如圖2所示。用戶可以根據(jù)自己的需要定義自己的折彎表。

　　圖2 折彎表

折彎表也有自身的局限性，僅適用于常數(shù)半徑的折彎。對(duì)于可變半徑的折彎，如圓錐、掃描壁、折邊或圓柱，要用Y因子或K因子計(jì)算展開長度。

2.1 Pro/E二次開發(fā)的方法

Pro/T00LKIT提供了一個(gè)C的函數(shù)庫，該函數(shù)庫能夠使用戶或第三方的應(yīng)用程序以一種可控制的、安全的方式訪問Pro/E的數(shù)據(jù)庫。從某種程序上來說Pro/T00LKIT是Pro/E應(yīng)用程序開發(fā)者的API(Application Programming Interface應(yīng)用編程接口)。

　　圖3 通過程序完成自定義折彎表的應(yīng)用過程

以編程調(diào)用Pro/T00LKIT函數(shù)庫的方法來實(shí)現(xiàn)自定義折彎表的應(yīng)用。首先，根據(jù)實(shí)際需要定義折彎表，保存為后綴為.BND的文件。其次，創(chuàng)建菜單欄菜單并定義菜單的動(dòng)作，將選擇的菜單與折彎表相對(duì)應(yīng)，并將折彎表應(yīng)用于當(dāng)前的鈑金件。

這種方式在已有的三維鈑金模型的基礎(chǔ)上，通過修改或藿新定義折彎表來重新計(jì)算折彎處的展平長度。其實(shí)現(xiàn)的過程如圖3所示。

此方法可以使技術(shù)人員在建模時(shí)先不考慮鈑金件材料類型、板材厚度等因素對(duì)展平時(shí)的影響，在設(shè)計(jì)完成后，根據(jù)加工的情況選擇一下自己創(chuàng)建的菜單，程序就會(huì)自動(dòng)調(diào)用不同的折彎表，完成精確的展平計(jì)算，從而大大提高了工作效率。

2 折彎表的創(chuàng)建

2.1 折彎表的格式

折彎表有其特有的格式，在創(chuàng)建時(shí)要嚴(yán)格按照其格式來編寫。一般的折彎表格式可以分為4個(gè)字段，各自段的內(nèi)容和數(shù)據(jù)輸入方式如下：

2.1.1 計(jì)算公式(Formula)字段

此字段用來輸入鈑金件展平長度的計(jì)算公式。當(dāng)創(chuàng)建的飯金件模型中的折彎內(nèi)徑及板厚沒有在表格數(shù)據(jù)段所列的范圍之內(nèi)時(shí)，Pro/E系統(tǒng)就以計(jì)算公式所求得的長度值L作為折彎處的展平長度。

計(jì)算公式的格式有兩種，分別為：

只有一個(gè)計(jì)算公式。這時(shí)，只需直接輸入公式，格式如下所示：

FORMULAL=(0.55*T)+(PI*R)/2.0

此格式下關(guān)鍵字FORMULA必須與公式在同一行中。

多個(gè)計(jì)算公式。有時(shí)用戶需要依據(jù)不同的情況來選擇不同的計(jì)算公式來計(jì)算展平長度，此時(shí)需要使用IF ELSE END IF語句，此語句允許嵌套，格式為：

IF ELSE IF ELSE ENDIF ENDIF

此格式下以關(guān)鍵字FORMULA開頭，且其獨(dú)占一行;以END FORMULA結(jié)束，也獨(dú)占一行。

2.1.2 換算公式(Conversion)字段

此字段用來輸人鈑金件展開長度的換算公式，關(guān)鍵字為CONVERSI0M。

當(dāng)沒有轉(zhuǎn)換公式時(shí)，則系統(tǒng)自動(dòng)以折彎許可值作為折彎處的展平長度，但當(dāng)折彎處的內(nèi)徑R或板材厚度T不在表格數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)時(shí)，Pro/E系統(tǒng)就以計(jì)算公式所求得的長度值L作為折彎處的展平長度;當(dāng)折彎處的內(nèi)徑R或板材厚度T在表格數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，但介于兩個(gè)特定的R值或T值之間時(shí)，Pro/E系統(tǒng)就利用線形的方式來預(yù)估折彎許可值A(chǔ)。

當(dāng)折彎表中有轉(zhuǎn)換公式時(shí)，當(dāng)折彎處的內(nèi)徑R或板材厚度T不在表格數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)時(shí)，Pro/E系統(tǒng)就以換算公式所求得的長度值L作為折彎處的展平長度。

換算公式也有兩種格式，如同計(jì)算公式。在多個(gè)計(jì)算公式格式中，以獨(dú)占一行的CONVERSIOM關(guān)鍵字開頭，以獨(dú)占一行的END VCONVERSIOM結(jié)束。

2.1.3 材料類型(Material)字段

用戶在此字段以大寫輸入折彎表所適合的材料。格式為START MATERIALS END MATERIAL。關(guān)鍵字START MATERIALS和ENDMATERIAL各占一行。

2.1.4 表格數(shù)據(jù)(Table data)字段

表格數(shù)據(jù)字段用來指定特定的折彎內(nèi)徑R及板材厚度T之下的折彎許可值A(chǔ)。此字段的數(shù)據(jù)常與轉(zhuǎn)換公式搭配使用，如果沒有轉(zhuǎn)換公式時(shí)，介于兩個(gè)特定的R值和T值之間的A值利用線性的方式來預(yù)估。

　　圖4 自定義折彎表

2.2 自定義折彎表

根據(jù)實(shí)際加工生產(chǎn)的情況，有的折彎需要壓板，有的折彎不需要壓板。有壓板和沒有壓板的折彎在展平下料時(shí)其長度的計(jì)算不同，反映在折彎表上就是同一組R值和T值對(duì)應(yīng)的折彎許可值A(chǔ)不同，所以分別建立了兩個(gè)折彎表table1-metric和table2-metric。tablel-metric應(yīng)用于沒有壓板的情況，table2-metric應(yīng)用于有壓板的情況。折彎表可以用寫字板來創(chuàng)建，在用寫字板編輯、創(chuàng)建折彎表時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：顯示的內(nèi)容要加雙引號(hào);注釋的內(nèi)容必須在前面加一感嘆號(hào)，且要放在雙引號(hào)內(nèi)。創(chuàng)建的折彎表tablel—metric如圖4所示。

3 應(yīng)用實(shí)例

建立如圖5所示鈑金件，展開并計(jì)算其展平長度。第一是應(yīng)用K因子，忽略折彎內(nèi)徑對(duì)中性折彎線的位移系數(shù)的影響，設(shè)K為0.5，計(jì)算得到的展平長度為661.429mm;第二是應(yīng)用自定義折彎表，當(dāng)應(yīng)用適合沒有壓板情況下的折彎表時(shí)，計(jì)算得到的展平長度為660.500mm;當(dāng)應(yīng)用適合有壓板情況下的折彎表時(shí)，計(jì)算得到的展平長度為660.408mm。

　　圖5 鈑金件

在實(shí)際展平計(jì)算中要考慮折彎內(nèi)徑與板厚的關(guān)系，所以按照自定折彎表，不同R值處的折彎選擇應(yīng)用不同的計(jì)算公式來計(jì)算，使展平計(jì)算出來的結(jié)果更加精確。

4 結(jié)論

通過創(chuàng)建折彎表，然后利用VC++6.0調(diào)用Pro/TOOLKIT函數(shù)，將創(chuàng)建的折彎表應(yīng)用于當(dāng)前鈑金件模型，使鈑金件模型再生、重新計(jì)算折彎處的展平長度，這有效的提高了鈑金件折彎展平長度計(jì)算的精確度，使工藝人員在展平下料計(jì)算的工作不再繁瑣、復(fù)雜，大大提高了工作效率。