CAXA实体设计在钣金件设计中的应用
2014-10-22胡英梅曹石
胡英梅++曹石
摘 要：加工形状较为复杂的结构件的主要方法是钣金加工。目前，在钣金件的设计过程中，三维辅助设计已广泛应用，这既提高了设计质量，同时设计效率也有了较为明显的提高。本文以电源机箱的钣金件设计为例，介绍CAXA实体设计软件在钣金件设计中的应用。
关键词：钣金件 三维设计 CAXA实体设计
中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0011-02
目前，在钣金件的设计中，三维辅助设计已得到广泛应用，不少软件还提供了钣金设计向导/模板，如CAXA、Pro/E、 SolidWorks等，利用这些模块能快速完成钣金设计并能够自动获取下料展开图。使用这种方法不仅提高了设计的效率与质量，而且设计过程“所见即所得”，能够直观的观察与监控整个设计过程，可以减少设计的错误且便于修改，能更好地设计产品。
本文将以电源机箱钣金件设计为例，介绍CAXA实体设计软件在钣金设计中的应用。
1 CAXA钣金件的三维建模方法
CAXA实体设计软件提供了两种生成钣金零件的方法。
（1）包络钣金设计，创建或引入一个实体零件，然后为其包络钣金件—— 可称为“基于实体造型的包络钣金设计”。
（2）箱式钣金件设计，依据钣金的特点直接生成钣金零件，具体包括钣金设计中的板料添加、折弯添加及编辑、添加各种型孔、添加自定义轮廓、切割钣金件等。
以上两种方法都有各自的使用范围，第一种方法适用于针对实体的包络零件，可在实体的基础上做进一步的细化、美化等设计；第二种方法从最初设计阶段开始生成的就是钣金零件，主要适用于箱体等非包络件，使钣金零件的模型生成更加高效和快捷。
2 CAXA电源机箱钣金件的三维建模过程
根据上面的分析，我们采用第二种方法—— 使用箱式钣金设计。具体过程如下。
2.1 设置钣金材料
打开CAXA设计软件，选择“工具”下拉菜单，在其中选择“选项”，并激活该对话框，在对话框中选择“板料”，从板料列表中选择一个缺省板料作为新钣金零件材料。
2.2 拖放板料到设计环境中
在设计元素库中选中“板料”，把它拖入设计环境。双击“板料图素”，然后编辑设计板料形状。
2.3 添加折弯
使用“视向”工具调整零件显示的大小、方向和位置。然后从设计元素库中选择“折弯”图素，将图素拖放到板料下边沿上。这时会在原板料上添加一个向下的“折弯”图素。
2.4 添加孔
从设计元素库中选中“圆孔”，拖放到图中的适当位置，将鼠标指针放到冲孔尺寸调节按钮处，按钮呈高亮状态指针也变为手指形指针。单击鼠标右键激活“添加加工属性”菜单，点击进入“冲孔属性”对话框，在自定义栏中填入冲孔的直径尺寸，单击确定。完成电源机箱的设计，如图1所示。
3 钣金件展开图
早期，计算机辅助设计技术还不够成熟，钣金设计也没有引入CAD技术，钣金的下料尺寸常主要使用“等分投影法”，也即根据中性层长度不变的原理通过手工方法进行计算，但是手工计算形状复杂且边缘有孔的钣金件时，其展开尺寸和孔位尺寸不仅计算困难，计算精度也无法得到有效保障。
使用CAXA钣金功能中的展开命令，使这一工作变得非常简单而精确。现在我们只要在完成钣金零件三维建模后，点击“展开”命令即可得到该钣金件的三维展开图，如图2所示。得到钣金件三维展开图后，我们就能够便捷地得到下料尺寸，并且可以根据钣金成形工艺设计知识来判定毛坯形状是否合理，对可能引起变形沿毛坯分布不均匀的结构进行修改，进而提高产品的质量。
4 结语
通过使用CAXA实体设计软件设计钣金件，我们总结出如下几点。
（1）通过相互装配主要元件来创建组件。可以包括简单的支撑结构或此时尚未完全定义的钣金零件。
（2）用内部元件作为参照在组件模式中创建或修改钣金零件。此过程有助于创建支撑壁、成形特征以加固面板，或创建冲孔和凹槽以坚固元件。
（3）相对于内部元件和通过相互关系定义箱体和支撑结构后，增加所有其余元件和特征。
（4）创建或选取一个折弯表，从而在展开零件时提供材料的裕量、折弯表数据用于确保钣金零件flat pattern几何的精确性。
（5）在钣金模式下，创建一个折弯顺序表以定义各零件的折弯序列。
（6）添加flat pattern特征。这将在已设计的钣金模型中创建一个自动展平特征。
（7）使用多模型绘图来记录此设计。可同时包括flat state和as designed实例。显示依照设计零件的特征尺寸，并创建平整状态零件的尺寸。作为注释增加折弯顺序表。
CAXA实体设计软件中的造型特征和特定的钣金特征都能协助完成钣金件的设计工作，并能非常方便地得到钣金件的三维展开图以及下料的尺寸、面积和质量等，通过计算结果可对设计产品进行优化与改进，从而非常方便地完成钣金件的设计工作。
参考文献
[1] 吕志杰.CAXA实体设计实例教程[M].北京：机械工业出版社，2012，1.
[2] 郑刚.汽车覆盖件冲压成形中的拉延筋模型及其参数反演研究[D].湖南大学，2009，7.
[3] 靳长泉，邰金华，韦乐余.SolidWorks在钣金件设计中的应用[D].机电产品开发与创新，2007，7.endprint
摘 要：加工形状较为复杂的结构件的主要方法是钣金加工。目前，在钣金件的设计过程中，三维辅助设计已广泛应用，这既提高了设计质量，同时设计效率也有了较为明显的提高。本文以电源机箱的钣金件设计为例，介绍CAXA实体设计软件在钣金件设计中的应用。
关键词：钣金件 三维设计 CAXA实体设计
中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0011-02
目前，在钣金件的设计中，三维辅助设计已得到广泛应用，不少软件还提供了钣金设计向导/模板，如CAXA、Pro/E、 SolidWorks等，利用这些模块能快速完成钣金设计并能够自动获取下料展开图。使用这种方法不仅提高了设计的效率与质量，而且设计过程“所见即所得”，能够直观的观察与监控整个设计过程，可以减少设计的错误且便于修改，能更好地设计产品。
本文将以电源机箱钣金件设计为例，介绍CAXA实体设计软件在钣金设计中的应用。
1 CAXA钣金件的三维建模方法
CAXA实体设计软件提供了两种生成钣金零件的方法。
（1）包络钣金设计，创建或引入一个实体零件，然后为其包络钣金件—— 可称为“基于实体造型的包络钣金设计”。
（2）箱式钣金件设计，依据钣金的特点直接生成钣金零件，具体包括钣金设计中的板料添加、折弯添加及编辑、添加各种型孔、添加自定义轮廓、切割钣金件等。
以上两种方法都有各自的使用范围，第一种方法适用于针对实体的包络零件，可在实体的基础上做进一步的细化、美化等设计；第二种方法从最初设计阶段开始生成的就是钣金零件，主要适用于箱体等非包络件，使钣金零件的模型生成更加高效和快捷。
2 CAXA电源机箱钣金件的三维建模过程
根据上面的分析，我们采用第二种方法—— 使用箱式钣金设计。具体过程如下。
2.1 设置钣金材料
打开CAXA设计软件，选择“工具”下拉菜单，在其中选择“选项”，并激活该对话框，在对话框中选择“板料”，从板料列表中选择一个缺省板料作为新钣金零件材料。
2.2 拖放板料到设计环境中
在设计元素库中选中“板料”，把它拖入设计环境。双击“板料图素”，然后编辑设计板料形状。
2.3 添加折弯
使用“视向”工具调整零件显示的大小、方向和位置。然后从设计元素库中选择“折弯”图素，将图素拖放到板料下边沿上。这时会在原板料上添加一个向下的“折弯”图素。
2.4 添加孔
从设计元素库中选中“圆孔”，拖放到图中的适当位置，将鼠标指针放到冲孔尺寸调节按钮处，按钮呈高亮状态指针也变为手指形指针。单击鼠标右键激活“添加加工属性”菜单，点击进入“冲孔属性”对话框，在自定义栏中填入冲孔的直径尺寸，单击确定。完成电源机箱的设计，如图1所示。
3 钣金件展开图
早期，计算机辅助设计技术还不够成熟，钣金设计也没有引入CAD技术，钣金的下料尺寸常主要使用“等分投影法”，也即根据中性层长度不变的原理通过手工方法进行计算，但是手工计算形状复杂且边缘有孔的钣金件时，其展开尺寸和孔位尺寸不仅计算困难，计算精度也无法得到有效保障。
使用CAXA钣金功能中的展开命令，使这一工作变得非常简单而精确。现在我们只要在完成钣金零件三维建模后，点击“展开”命令即可得到该钣金件的三维展开图，如图2所示。得到钣金件三维展开图后，我们就能够便捷地得到下料尺寸，并且可以根据钣金成形工艺设计知识来判定毛坯形状是否合理，对可能引起变形沿毛坯分布不均匀的结构进行修改，进而提高产品的质量。
4 结语
通过使用CAXA实体设计软件设计钣金件，我们总结出如下几点。
（1）通过相互装配主要元件来创建组件。可以包括简单的支撑结构或此时尚未完全定义的钣金零件。
（2）用内部元件作为参照在组件模式中创建或修改钣金零件。此过程有助于创建支撑壁、成形特征以加固面板，或创建冲孔和凹槽以坚固元件。
（3）相对于内部元件和通过相互关系定义箱体和支撑结构后，增加所有其余元件和特征。
（4）创建或选取一个折弯表，从而在展开零件时提供材料的裕量、折弯表数据用于确保钣金零件flat pattern几何的精确性。
（5）在钣金模式下，创建一个折弯顺序表以定义各零件的折弯序列。
（6）添加flat pattern特征。这将在已设计的钣金模型中创建一个自动展平特征。
（7）使用多模型绘图来记录此设计。可同时包括flat state和as designed实例。显示依照设计零件的特征尺寸，并创建平整状态零件的尺寸。作为注释增加折弯顺序表。
CAXA实体设计软件中的造型特征和特定的钣金特征都能协助完成钣金件的设计工作，并能非常方便地得到钣金件的三维展开图以及下料的尺寸、面积和质量等，通过计算结果可对设计产品进行优化与改进，从而非常方便地完成钣金件的设计工作。
参考文献
[1] 吕志杰.CAXA实体设计实例教程[M].北京：机械工业出版社，2012，1.
[2] 郑刚.汽车覆盖件冲压成形中的拉延筋模型及其参数反演研究[D].湖南大学，2009，7.
[3] 靳长泉，邰金华，韦乐余.SolidWorks在钣金件设计中的应用[D].机电产品开发与创新，2007，7.endprint
摘 要：加工形状较为复杂的结构件的主要方法是钣金加工。目前，在钣金件的设计过程中，三维辅助设计已广泛应用，这既提高了设计质量，同时设计效率也有了较为明显的提高。本文以电源机箱的钣金件设计为例，介绍CAXA实体设计软件在钣金件设计中的应用。
关键词：钣金件 三维设计 CAXA实体设计
中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0011-02
目前，在钣金件的设计中，三维辅助设计已得到广泛应用，不少软件还提供了钣金设计向导/模板，如CAXA、Pro/E、 SolidWorks等，利用这些模块能快速完成钣金设计并能够自动获取下料展开图。使用这种方法不仅提高了设计的效率与质量，而且设计过程“所见即所得”，能够直观的观察与监控整个设计过程，可以减少设计的错误且便于修改，能更好地设计产品。
本文将以电源机箱钣金件设计为例，介绍CAXA实体设计软件在钣金设计中的应用。
1 CAXA钣金件的三维建模方法
CAXA实体设计软件提供了两种生成钣金零件的方法。
（1）包络钣金设计，创建或引入一个实体零件，然后为其包络钣金件—— 可称为“基于实体造型的包络钣金设计”。
（2）箱式钣金件设计，依据钣金的特点直接生成钣金零件，具体包括钣金设计中的板料添加、折弯添加及编辑、添加各种型孔、添加自定义轮廓、切割钣金件等。
以上两种方法都有各自的使用范围，第一种方法适用于针对实体的包络零件，可在实体的基础上做进一步的细化、美化等设计；第二种方法从最初设计阶段开始生成的就是钣金零件，主要适用于箱体等非包络件，使钣金零件的模型生成更加高效和快捷。
2 CAXA电源机箱钣金件的三维建模过程
根据上面的分析，我们采用第二种方法—— 使用箱式钣金设计。具体过程如下。
2.1 设置钣金材料
打开CAXA设计软件，选择“工具”下拉菜单，在其中选择“选项”，并激活该对话框，在对话框中选择“板料”，从板料列表中选择一个缺省板料作为新钣金零件材料。
2.2 拖放板料到设计环境中
在设计元素库中选中“板料”，把它拖入设计环境。双击“板料图素”，然后编辑设计板料形状。
2.3 添加折弯
使用“视向”工具调整零件显示的大小、方向和位置。然后从设计元素库中选择“折弯”图素，将图素拖放到板料下边沿上。这时会在原板料上添加一个向下的“折弯”图素。
2.4 添加孔
从设计元素库中选中“圆孔”，拖放到图中的适当位置，将鼠标指针放到冲孔尺寸调节按钮处，按钮呈高亮状态指针也变为手指形指针。单击鼠标右键激活“添加加工属性”菜单，点击进入“冲孔属性”对话框，在自定义栏中填入冲孔的直径尺寸，单击确定。完成电源机箱的设计，如图1所示。
3 钣金件展开图
早期，计算机辅助设计技术还不够成熟，钣金设计也没有引入CAD技术，钣金的下料尺寸常主要使用“等分投影法”，也即根据中性层长度不变的原理通过手工方法进行计算，但是手工计算形状复杂且边缘有孔的钣金件时，其展开尺寸和孔位尺寸不仅计算困难，计算精度也无法得到有效保障。
使用CAXA钣金功能中的展开命令，使这一工作变得非常简单而精确。现在我们只要在完成钣金零件三维建模后，点击“展开”命令即可得到该钣金件的三维展开图，如图2所示。得到钣金件三维展开图后，我们就能够便捷地得到下料尺寸，并且可以根据钣金成形工艺设计知识来判定毛坯形状是否合理，对可能引起变形沿毛坯分布不均匀的结构进行修改，进而提高产品的质量。
4 结语
通过使用CAXA实体设计软件设计钣金件，我们总结出如下几点。
（1）通过相互装配主要元件来创建组件。可以包括简单的支撑结构或此时尚未完全定义的钣金零件。
（2）用内部元件作为参照在组件模式中创建或修改钣金零件。此过程有助于创建支撑壁、成形特征以加固面板，或创建冲孔和凹槽以坚固元件。
（3）相对于内部元件和通过相互关系定义箱体和支撑结构后，增加所有其余元件和特征。
（4）创建或选取一个折弯表，从而在展开零件时提供材料的裕量、折弯表数据用于确保钣金零件flat pattern几何的精确性。
（5）在钣金模式下，创建一个折弯顺序表以定义各零件的折弯序列。
（6）添加flat pattern特征。这将在已设计的钣金模型中创建一个自动展平特征。
（7）使用多模型绘图来记录此设计。可同时包括flat state和as designed实例。显示依照设计零件的特征尺寸，并创建平整状态零件的尺寸。作为注释增加折弯顺序表。
CAXA实体设计软件中的造型特征和特定的钣金特征都能协助完成钣金件的设计工作，并能非常方便地得到钣金件的三维展开图以及下料的尺寸、面积和质量等，通过计算结果可对设计产品进行优化与改进，从而非常方便地完成钣金件的设计工作。
参考文献
[1] 吕志杰.CAXA实体设计实例教程[M].北京：机械工业出版社，2012，1.
[2] 郑刚.汽车覆盖件冲压成形中的拉延筋模型及其参数反演研究[D].湖南大学，2009，7.
[3] 靳长泉，邰金华，韦乐余.SolidWorks在钣金件设计中的应用[D].机电产品开发与创新，2007，7.endprint
