L'arte della piegatura delle lamiere spiegata

Le parti in lamiera si riferiscono generalmente all'utilizzo della plasticità del metallo per produrre singoli pezzi con un certo spessore di lamiera attraverso processi come la cesoiatura, lo stampaggio, la piegatura, ecc. e poi assemblarli in parti complete attraverso la saldatura, la rivettatura e altri metodi. La caratteristica è lo spessore uniforme dei pezzi.

Grazie alla leggerezza, all'elevata resistenza, alla conduttività, al basso costo e alle buone prestazioni nella produzione di massa, le parti in lamiera sono state ampiamente utilizzate in settori quali la petrolchimica, la metallurgia, l'elettronica, le comunicazioni, l'industria automobilistica e i dispositivi medici. Ad esempio, nei prodotti di uso quotidiano come le custodie dei computer, i telefoni cellulari e i lettori MP3, le parti in lamiera sono componenti essenziali.

Con la crescente diffusione della lamiera, la progettazione di parti in lamiera è diventata una parte importante del processo di sviluppo del prodotto. Gli ingegneri meccanici devono essere esperti nelle tecniche di progettazione delle parti in lamiera, assicurando che le parti in lamiera progettate soddisfino i requisiti di funzionalità e aspetto del prodotto, nonché di praticità di produzione e lavorazione e di economicità.

Nel processo di progettazione delle parti in lamiera, oltre a esprimere la forma e le dimensioni delle parti utilizzando disegni ingegneristici, è anche necessario utilizzare il disegno non piegato della lamiera per rappresentare la forma e le dimensioni del profilo delle parti in lamiera prima della produzione e della lavorazione. Questo serve a guidare il taglio, il layout e la produzione delle parti in lamiera.

Questo processo di disegno del contorno appiattito, basato sui requisiti di forma tridimensionale del pezzo, è noto come "disegno a mano". dispiegamento e la disposizione dei pezzi di lamiera. La padronanza di un metodo corretto ed efficace per lo svolgimento e la disposizione dei pezzi di lamiera può garantire l'accuratezza dei pezzi e migliorare l'efficienza della lavorazione, con un conseguente risparmio sui costi.

I. Metodi tradizionali di piegatura della lamiera

Il metodo tradizionale di piegatura della lamiera prevede l'utilizzo dei principi della geometria descrittiva e analitica per appiattire la parte tridimensionale della lamiera su un piano e creare un disegno piegato. Le forme superficiali della lamiera possono essere suddivise in due categorie principali: superfici sviluppabili teoricamente e superfici non sviluppabili.

Le superfici sviluppabili si riferiscono a piani, superfici cilindriche, superfici coniche o superfici segmentate da queste curve.

Le superfici non sviluppabili si riferiscono a superfici sferiche, toroidali e altre superfici irregolari. Le superfici sviluppabili possono essere teoricamente dispiegate con precisione, dove le lunghezze degli elementi corrispondenti nella vista tridimensionale proiettata e nella vista dispiegata sono uguali e l'area della superficie del pezzo rimane coerente prima e dopo il dispiegamento.

In teoria, le superfici non sviluppabili non possono essere dispiegate direttamente su un piano; possono solo essere approssimate dividendo l'oggetto in più patch di superficie sviluppabile e poi dispiegandole. I metodi tradizionali di lo svolgimento della lamiera include il calcolo della sagoma, disegno in proiezione e metodi assistiti da software.

1. Metodo del disegno in proiezione

Il metodo del disegno in proiezione prevede l'uso della geometria descrittiva e del disegno manuale per dispiegare la parte in lamiera. I metodi specifici includono il metodo delle linee parallele, il metodo delle linee radiali e il metodo delle linee triangolari.

Il metodo delle linee parallele viene generalmente utilizzato per lo svolgimento di superfici cilindriche, il metodo delle linee radiali per lo svolgimento di superfici coniche e il metodo delle linee triangolari per lo svolgimento approssimativo di superfici non sviluppabili.

2. Metodo di calcolo dei modelli

Il metodo di calcolo delle sagome prevede l'utilizzo dei principi della geometria analitica per calcolare lo svolgimento delle parti in lamiera. I metodi specifici includono il metodo di calcolo della lunghezza effettiva e il metodo di calcolo delle coordinate. Il metodo di calcolo della lunghezza effettiva calcola la lunghezza delle linee (linee elementari) utilizzando la geometria analitica durante il dispiegamento e poi utilizza questi dati per disegnare la vista dispiegata.

Questo metodo sostituisce il riferimento alla lunghezza basato sulle linee grafiche nel metodo del disegno in proiezione con dati più accurati, ottenendo un risultato più preciso. Tuttavia, il contorno finale del disegno dispiegato deve ancora essere completato con il disegno, che può ancora presentare errori significativi. Il metodo di calcolo delle coordinate è simile in linea di principio al metodo di calcolo della lunghezza effettiva.

Quando si utilizza il metodo di calcolo delle coordinate, le coordinate dei vari punti di riferimento del contorno non piegato vengono calcolate direttamente rispetto a un determinato sistema di coordinate e quindi il contorno non piegato della lamiera viene disegnato in questo sistema di coordinate.

3. Metodo di dispiegamento assistito da software

Il metodo di dispiegamento assistito da software si basa sul principio del calcolo del modello e utilizza un software per generare automaticamente il disegno dispiegato, ottenendo un disegno in formato DXF/DWG che può essere importato direttamente in AutoCAD per l'editing e la modifica.

Tuttavia, il disegno risultante è generato in uno stato ideale e non considera lo spessore effettivo del materiale di produzione, e non si ottiene un modello tridimensionale completo.

II. Eseguire la piegatura della lamiera nel software

I metodi tradizionali di piegatura delle lamiere si basano sulla superficie ideale teorica a spessore zero. Nella pratica progettazione di lamiereTuttavia, il materiale ha un certo spessore.

Quando lo spessore della lamiera è ridotto e i requisiti di precisione non sono elevati, il fattore spessore può essere ignorato. Tuttavia, quando la precisione è richiesta, il calcolo dello svolgimento della lamiera deve considerare lo spessore del materiale. Pertanto, i metodi tradizionali di piegatura della lamiera sono adatti solo per la produzione con taglio a mano e con requisiti di precisione bassi.

Negli ultimi anni, con la diffusione delle punzonatrici CNC, laser, macchine da taglio al plasma e a getto d'acqua e Presse piegatrici CNCL'efficienza di produzione e lavorazione delle parti in lamiera è notevolmente migliorata. Questo ha portato a requisiti aggiornati e più elevati per la progettazione e lo svolgimento delle parti in lamiera.

L'approccio più diffuso per la progettazione della lamiera prevede l'utilizzo della tecnologia CAD/CAM 3D. L'idea è quella di progettare e modellare direttamente le parti o gli assiemi di lamiera in un ambiente 3D, per poi dispiegare automaticamente la lamiera nel software.

Questo processo può generare direttamente le viste ortografiche e le viste non piegate delle parti in lamiera e i dati corrispondenti possono essere importati direttamente in varie apparecchiature di lavorazione avanzate, fornendo riferimenti di dati per la produzione e la lavorazione.

Nei software CAD 3D più diffusi, come CATIA, SolidWorks, UG, CREO e SolidEdge, esistono moduli specifici per la progettazione di lamiere.