Искусство разворачивания листового металла: объяснение

Заготовки из листового металла - это, как правило, использование пластичности металла для изготовления отдельных деталей из листового металла определенной толщины с помощью таких процессов, как резка, штамповка, гибка и т.д., а затем их сборка в целые детали с помощью сварки, клепки и других методов. Характерной особенностью является равномерная толщина деталей.

Благодаря небольшому весу, высокой прочности, электропроводности, низкой стоимости и хорошей производительности при массовом производстве, детали из листового металла широко используются в таких областях, как нефтехимия, металлургия, электроника, связь, автомобильная промышленность и медицинское оборудование. Например, в таких повседневных продуктах, как корпуса компьютеров, мобильные телефоны, MP3-плееры, детали из листового металла являются важнейшими компонентами.

С увеличением масштабов применения листового металла проектирование деталей из листового металла стало важной частью процесса разработки изделий. Инженеры-механики должны владеть методами проектирования деталей из листового металла, обеспечивая соответствие спроектированных деталей из листового металла требованиям к функциональности изделия, внешнему виду, а также удобству производства и обработки и экономичности.

В процессе проектирования деталей из листового металла, помимо выражения формы и размеров деталей с помощью инженерных чертежей, необходимо также использовать развернутый чертеж листового металла для представления формы профиля и размеров деталей из листового металла перед производством и обработкой. Это используется для руководства при раскрое, компоновке и производстве деталей из листового металла.

Этот процесс рисования плоского контура на основе требований к трехмерной форме детали известен как Развернуть и раскладки деталей из листового металла. Освоение правильного и эффективного метода раскладывания и раскладки деталей из листового металла позволяет обеспечить точность деталей и повысить эффективность обработки, тем самым экономя затраты.

I. Традиционные методы разворачивания листового металла

Традиционный метод разворачивания листового металла предполагает использование принципов начертательной и аналитической геометрии для расплющивания трехмерной детали из листового металла на плоскости и создания развернутого чертежа. Формы поверхности листового металла можно разделить на две основные категории: теоретически развиваемые поверхности и неразвиваемые поверхности.

Под развиваемыми поверхностями понимаются плоскости, цилиндрические поверхности, конические поверхности или поверхности, сегментированные этими кривыми.

К неразворачиваемым поверхностям относятся сферические, тороидальные и другие нерегулярные поверхности. Теоретически развивающиеся поверхности могут быть точно развернуты, при этом длины соответствующих элементов в трехмерном проектируемом виде и в развернутом виде равны, а площадь поверхности детали остается неизменной до и после развертывания.

Неразвивающиеся поверхности теоретически не могут быть развернуты на плоскость напрямую; их можно только аппроксимировать, разделив объект на несколько развивающихся участков поверхности и затем развернув их. Традиционные методы Развертка листового металла включает расчет шаблонаПроекционное черчение и программные методы.

1. Метод проекционного черчения

Метод проекционного черчения предполагает использование начертательной геометрии и ручного черчения для разворачивания детали из листового металла. К конкретным методам относятся метод параллельных линий, метод радиальных линий и метод треугольных линий.

Метод параллельных линий обычно используется для разворачивания цилиндрических поверхностей, метод радиальных линий - для разворачивания конических поверхностей, а метод треугольных линий - для приближенного разворачивания неразворачиваемых поверхностей.

2. Метод расчета шаблонов

Метод расчета по шаблону предполагает использование принципов аналитической геометрии для расчета разворачивания деталей из листового металла. К конкретным методам относятся метод расчета фактической длины и метод расчета координат. Метод расчета фактической длины рассчитывает длину линий (элементарных линий) с помощью аналитической геометрии во время разворачивания, а затем использует эти данные для построения развернутого вида.

Этот метод заменяет привязку к длине на основе графических линий в методе проекционного черчения более точными данными, что позволяет получить более точный результат. Однако окончательный контур развернутого чертежа все равно необходимо завершить черчением, которое может содержать значительные погрешности. Метод расчета координат в принципе аналогичен методу расчета фактической длины.

При использовании метода расчета координат координаты различных опорных точек развернутого контура вычисляются непосредственно относительно определенной системы координат, а затем развернутый контур листа вычерчивается в этой системе координат.

3. Программно-управляемый метод разворачивания

Программный метод разворачивания основан на принципе расчета шаблона и использует программное обеспечение для автоматического создания развернутого чертежа, в результате чего получается чертеж в формате DXF/DWG, который можно напрямую импортировать в AutoCAD для редактирования и внесения изменений.

Однако полученный чертеж создается в идеальном состоянии и не учитывает реальную толщину производственного материала, а полная трехмерная модель не получается.

II. Выполнение разворота листового металла в программном обеспечении

Традиционные методы разворачивания листового металла основаны на теоретической идеальной поверхности нулевой толщины. На практике конструкция из листового металлаОднако материал имеет определенную толщину.

Если толщина листового металла невелика и требования к точности не высоки, фактор толщины можно игнорировать. Однако, если требуется точность, при расчете раскладки листового металла необходимо учитывать толщину материала. Поэтому традиционные методы разворачивания листового металла подходят только для ручного раскроя с невысокими требованиями к точности.

В последние годы, с широким распространением вырубных прессов с ЧПУ, лазерМашины плазменной и гидроабразивной резки, а также Листогибочные прессы с ЧПУЭффективность производства и обработки деталей из листового металла значительно повысилась. Это привело к обновлению и повышению требований к проектированию и раскрою деталей из листового металла.

В настоящее время основным подходом к проектированию листового металла является использование технологии 3D CAD/CAM. Идея состоит в том, чтобы непосредственно проектировать и моделировать детали или узлы из листового металла в 3D-среде, а затем автоматически разворачивать листовой металл в программном обеспечении.

Этот процесс может непосредственно генерировать ортографические виды и развернутые виды деталей из листового металла, а соответствующие данные напрямую импортируются в различное современное обрабатывающее оборудование, обеспечивая справочные данные для производства и обработки.

В популярных программах 3D CAD, таких как CATIA, SolidWorks, UG, CREO и SolidEdge, есть модули, специально разработанные для проектирования листового металла.