1.1 钣金展开概述

1.1 钣金展开概述

钣金件通常是指借助金属的可塑性，针对有着一定厚度的金属薄板，经由剪切工艺处理，再通过冲压完成成形，接着进行折弯等工艺，从而制造出单个的零件，随后凭借焊接、铆接等方式组装得以完成的组件。它的特点是同一零件的厚度全都保持一致。鉴于钣金件具备重量轻、强度高、能导电、成本低、大规模量产性能良好等特定特点，当下在石油化工、冶金、电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等诸多领域都获得了广泛应用，比如在计算机机箱、手机等日常使用的产品当中，钣金是绝对不可或缺的加工工艺。钣金应用愈发广泛，在此情形下，钣金件设计于产品开发进程里，成为关键重要的一环。机械工程师务必要熟练掌握钣金件设计技巧，借此让所设计的钣金件，既能够满足产品功能、外观等需求，又能够满足生产加工便利、成本经济等需求。

于钣金件设计进程里，除要用工程图去展现零件的形形种种尺寸外，还得借钣金展开图来呈现钣金件于生产加工之前的板料轮廓形状以及尺寸，以此来引导钣金件生产之际的下料、排样以及生产。这般依据零件的立体形状要求，而后绘制展平形状轮廓的行径便是钣金件的展开放样。把控正确且有效的钣金件展开放样之方法，既能够确保钣金件的精度，又能够提升加工效率，进而节省成本。

1.1.1 传统钣金展开方法

采用画法几何以及解析几何原理的，是传统的钣金展开方法，此法会把立体的钣金件展平于一个平面上，进而创建展开图样。钣金所构成的表面形状，能够划分成两大类，其一为理论可展表面，其二为不可展表面。平面、柱面以及锥面，又或者是被这些曲面分割而成的表面，被称作可展表面。球面、环面以及其他异形曲面，则被叫做不可展表面。展得精确之可展曲面，于理论层面能够精准展开，其立体投影图与展开图里对应素线长度等同，展开前后零件表面积亦相等；不可展曲面于理论上无法在平面展开，仅能将展开对象近似划分成多个可展曲面片，之后再展开。传统钣金展开放样方法存在模板计算法、投影图解法和展开软件辅助法等。

1.投影图解法

把钣金件展开借助的是利用画法几何以及手工作图来达成的投影图解法，其具体的方法存在着叫作平行线法的一种，还有叫作放射线法的一种，另外还有叫作三角线法的一种。其中，被称作平行线法的那种一般是用于柱面展开的，把被称作放射线法的那种用于锥面展开，将被称作三角线法的那种用于不可展曲面的近似展开。

使用平行线法将斜截正圆柱面展开的作图过程，呈现于图1,其思路为，把圆柱表面划分成若干等份，这些等份用点心a～e表示， 分别确定各等份处素线的长度，这些长度用a1～e5表示，绘制通过把所提到之柱面底面圆周展开成直线，在该些直线的各等份点处，描绘出素线的实际长度，最终，以曲线连接各素线的端点，端点命名为A～E，如此便可完成。

图1.1.1 用平行线法展开斜截正圆柱面

2.模板计算法

钣金件展开利用解析几何原理的是模板计算法，其具体方法包含实长计算法、坐标计算法等。展开时利用解析几何计算线段（素线）长度的是实长计算法，接着利用长度数据绘制展开图。该方法以较准确的数据替换了投影作图法中以图线作为长度参考的那种方法，所获结果更精确，然而最后展开图样的轮廓依旧需要通过作图来完成，也就是说最终描线得出的轮廓仍存在较大误差。坐标计算法跟实长计算法的原理大体相似，将坐标计算法用于计算之时，径直去计算展开轮廓里各参考点针对某坐标系的坐标数值，之后在该坐标系当中绘制钣金展开轮廓。

3.展开软件辅助法

展开软件辅助法，其原理是基于模板计算法，借助软件能自动生成展开图样，所得到的图样呈现为DXF/DWG格式，这种格式的图样能够直接导入进去用于编辑以及修改。然而，所获取到的图样是在理想状态情况之下生成的，且并没有将实际生产过程中板厚这一因素考虑在内，因此没办法得到完整的三维模型。

1.1.2 使用进行钣金展开放样

传统的钣金展开放样计算方法，是依托理论上零厚度的理想曲面，然而实际当中的钣金件，有着一定的厚度。当钣金件厚度小且精度要求低时，钣金的厚度因素能够忽略，一旦钣金件设计有一定精度要求，在钣金展开计算里就得考虑板厚因素。所以，传统钣金展开方法仅适用于精度要求不高的手工下料生产。

近年以来，伴随着数控压力机、激光、等离子、水射流切割机以及数控折弯机的广泛普及运用，钣金件得以在生产以及加工效率方面大幅提升，与此同时，针对钣金件的设计以及展开放样提出了更新且更高的要求，其中借助三维CAD/CAM技术来开展钣金件设计业已成为主流趋势。钣金件展开放样借助三维CAD软件，其思路是，先在三维环境以内，去做钣金件或者钣金装配体的设计与建模，接着在软件里，自动把钣金件做展开动作，并且能够直接生成钣金件的三视图以及展开图，对应的相关数据，能够直接导入到各类先进加工设备当中，可以去为生产加工提供数据参考。

现今当下流行的三维CAD软件当中，CATIA、UG、Creo、Solid Edge等这类软件均具备钣金件设计模块，其中该软件凭借其界面友善亲和、容易学习使用、操作简便快捷等特性，获得了众多大部分钣金件设计人员的青睐喜爱。运用其进行钣金展开放样具备以下这般特点。

三维建模具备直观、方便的特性，多数钣金件能够运用其进行建模，钣金装配体同样能够借助它来建模，通过这种方式所得的三维模型，能够让整个产品的电子样机得以完善。

创造各类钣金模型轻松可行，借助软件里的特征建模法，还有在展开状态下的设计法，以及实体与曲面转化法、放样折弯等方法，建模方法丰富多样。

处于3D情形里开展钣金设计，极为直观，钣金件各个部分的结构清晰可见，修改便捷；并且能够快速导出二维图，还能进行自动标注。

展开方便，系统自动展开三维模型并能导出平面展开图。

关联完全的是三维模型跟图样数据，要是在钣金件尺寸于三维模型里被修改的情况下，那其三视图以及展开图将会自动更新。