Wyjaśnienie sztuki rozkładania blachy

Części z blachy ogólnie odnoszą się do wykorzystania plastyczności metalu do produkcji pojedynczych części o określonej grubości blachy w procesach takich jak ścinanie, tłoczenie, gięcie itp., a następnie łączenie ich w kompletne części za pomocą spawania, nitowania i innych metod. Cechą charakterystyczną jest jednolita grubość części.

Ze względu na niewielką wagę, wysoką wytrzymałość, przewodność, niski koszt i dobrą wydajność w produkcji masowej, części z blachy są szeroko stosowane w takich dziedzinach, jak petrochemia, metalurgia, elektronika, komunikacja, przemysł motoryzacyjny i urządzenia medyczne. Na przykład w produktach codziennego użytku, takich jak obudowy komputerów, telefony komórkowe, odtwarzacze MP3, części z blachy są niezbędnymi komponentami.

Wraz z coraz powszechniejszym stosowaniem blachy, projektowanie części blaszanych stało się ważną częścią procesu rozwoju produktu. Inżynierowie mechanicy muszą być biegli w technikach projektowania części blaszanych, zapewniając, że zaprojektowane części blaszane spełniają wymagania dotyczące funkcji produktu, wyglądu, a także wygody produkcji i przetwarzania oraz opłacalności.

W procesie projektowania części blaszanych, oprócz wyrażania kształtu i rozmiaru części za pomocą rysunków technicznych, konieczne jest również użycie rozłożonego rysunku blachy do przedstawienia kształtu profilu i rozmiaru części blaszanych przed produkcją i obróbką. Służy to do kierowania cięciem, układem i produkcją części blaszanych.

Ten proces rysowania spłaszczonego konturu w oparciu o trójwymiarowe wymagania dotyczące kształtu części jest znany jako rozwijanie i układania części blaszanych. Opanowanie prawidłowej i skutecznej metody rozkładania i układania części blaszanych może zapewnić dokładność części i poprawić wydajność przetwarzania, oszczędzając w ten sposób koszty.

I. Tradycyjne metody rozkładania blachy

Tradycyjna metoda rozwijania blachy polega na wykorzystaniu zasad geometrii opisowej i analitycznej do spłaszczenia trójwymiarowej części z blachy na płaszczyźnie i utworzenia rozwiniętego rysunku. Kształty powierzchni blachy można podzielić na dwie główne kategorie: powierzchnie rozwijane teoretycznie i powierzchnie nierozwijane.

Rozwijalne powierzchnie odnoszą się do płaszczyzn, powierzchni cylindrycznych, powierzchni stożkowych lub powierzchni podzielonych przez te krzywe.

Powierzchnie nierozwijalne odnoszą się do powierzchni sferycznych, toroidalnych i innych nieregularnych powierzchni. Rozwijane powierzchnie mogą być teoretycznie dokładnie rozłożone, gdzie długości odpowiednich elementów w trójwymiarowym widoku rzutowanym i rozłożonym są równe, a pole powierzchni części pozostaje spójne przed i po rozłożeniu.

Powierzchnie nierozwijalne teoretycznie nie mogą być bezpośrednio rozłożone na płaszczyźnie; można je jedynie przybliżyć, dzieląc obiekt na wiele rozwijalnych płatów powierzchni, a następnie rozkładając je. Tradycyjne metody Rozwijanie blachy obejmuje obliczanie szablonu, rysunek rzutowy i metody wspomagane oprogramowaniem.

1. Metoda rysowania rzutów

Metoda rysowania rzutowego polega na wykorzystaniu geometrii opisowej i ręcznego rysowania w celu rozwinięcia części blaszanej. Konkretne metody obejmują metodę linii równoległych, metodę linii promieniowych i metodę linii trójkątnych.

Metoda linii równoległych jest zwykle używana do rozkładania powierzchni cylindrycznych, metoda linii promieniowych jest używana do rozkładania powierzchni stożkowych, a metoda linii trójkątnych jest używana do przybliżonego rozkładania powierzchni nierozwijalnych.

2. Metoda obliczania szablonu

Metoda obliczania szablonu polega na wykorzystaniu zasad geometrii analitycznej do obliczania rozkładania części blaszanych. Konkretne metody obejmują metodę obliczania długości rzeczywistej i metodę obliczania współrzędnych. Metoda obliczania rzeczywistej długości oblicza długość linii (linii elementarnych) przy użyciu geometrii analitycznej podczas rozkładania, a następnie wykorzystuje te dane do narysowania rozłożonego widoku.

Metoda ta zastępuje odniesienie długości oparte na liniach graficznych w metodzie rysowania rzutowego dokładniejszymi danymi, co skutkuje bardziej precyzyjnym wynikiem. Jednak ostateczny zarys rozwiniętego rysunku nadal musi być uzupełniony rysunkiem, który nadal może zawierać znaczące błędy. Metoda obliczania współrzędnych jest zasadniczo podobna do metody obliczania rzeczywistej długości.

Podczas korzystania z metody obliczania współrzędnych, współrzędne różnych punktów odniesienia w rozłożonym konturze są bezpośrednio obliczane względem określonego układu współrzędnych, a następnie rozłożony kontur blachy jest rysowany w tym układzie współrzędnych.

3. Wspomagana programowo metoda rozwijania

Metoda rozkładania wspomagana oprogramowaniem opiera się na zasadzie obliczania szablonu i wykorzystuje oprogramowanie do automatycznego generowania rozłożonego rysunku, w wyniku czego powstaje rysunek w formacie DXF/DWG, który można bezpośrednio zaimportować do programu AutoCAD w celu edycji i modyfikacji.

Jednak wynikowy rysunek jest generowany w stanie idealnym i nie uwzględnia rzeczywistej grubości materiału produkcyjnego, a kompletny trójwymiarowy model nie jest uzyskiwany.

II. Rozwijanie blachy w oprogramowaniu

Tradycyjne metody rozwijania blachy opierają się na teoretycznej idealnej powierzchni o zerowej grubości. W praktyce projektowanie blachMateriał ma jednak określoną grubość.

Gdy grubość blachy jest niewielka, a wymagania dotyczące precyzji nie są wysokie, współczynnik grubości można zignorować. Jednakże, gdy wymagana jest precyzja, obliczenia rozkładania blachy muszą uwzględniać grubość materiału. Dlatego też tradycyjne metody rozkładania blachy nadają się tylko do ręcznego cięcia przy niskich wymaganiach dotyczących precyzji.

W ostatnich latach, wraz z powszechnym wykorzystaniem wykrawarek CNC, laserplazma, maszyny do cięcia strumieniem wody i Prasy krawędziowe CNCWydajność produkcji i przetwarzania części blaszanych uległa znacznej poprawie. Doprowadziło to do zaktualizowanych i wyższych wymagań dotyczących projektowania i rozkładania części blaszanych.

Głównym nurtem w projektowaniu elementów blaszanych jest obecnie wykorzystanie technologii 3D CAD/CAM. Polega ona na bezpośrednim projektowaniu i modelowaniu części lub zespołów z blachy w środowisku 3D, a następnie automatycznym rozkładaniu blachy w oprogramowaniu.

Proces ten może bezpośrednio generować widoki ortograficzne i rozłożone widoki części blaszanych, a odpowiednie dane mogą być bezpośrednio importowane do różnych zaawansowanych urządzeń przetwarzających, zapewniając odniesienia do danych dla produkcji i przetwarzania.

W popularnym oprogramowaniu CAD 3D, takim jak CATIA, SolidWorks, UG, CREO i SolidEdge, istnieją moduły zaprojektowane specjalnie do projektowania blach.