钣金展开实用技术手册（SolidWorks 2017版）

1.1 钣金展开概述

进行钣金加工时，通常是要利用金属本身所拥有的塑造性能，即针对那种自带一定自身厚度的金属薄片，借助裁切、冲压成形、折弯这些工艺手段步骤，从而加工制造出单个独立的零件，紧接着又会运用焊接、铆接等方式办法加以组装，最终所完成的就是组件。其具备的特征特性是，针对同一零件而言，其厚度始终保持完全一致。鉴于钣金件持有重量较轻、强度较高、具备导电性能、成本较为低、大规模量产时性能表现很不错这样那样等多种特点特性，所以当前钣金件在石油化工、冶金、电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等众多领域范围之中，都已经获得了广泛普遍的应用使用情况，比如说在计算机机箱、手机这类日常使用的产品当中，钣金已然成为了一种缺少不得必不可少的加工工艺手段。钣金应用愈发广泛，在此情形下，钣金件设计成了产品开发进程里颇为关键的环节。对此，机械工程师务必要娴熟掌握钣金件设计技巧。如此一来，所设计的钣金件在满足产品功能、外观等方面要求的同时，还得要满足生产加工便利、成本经济等诸多要求。

在钣金件设计进程里，除要用工程图展现零件形状尺寸外，还得用钣金展开图呈现钣金件生产加工前板料轮廓形状尺寸，以此指导钣金件生产时的下料、排样以及生产。这种依据零件立体形状要求去绘制展平形态轮廓的进程便是钣金件展开放样。把控正确有效的钣金件展开放样方法，既能确保钣金件精度，又可提升加工效率，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，这是传统的钣金展开方法，把立体的钣金件展平至一个平面之上，进而创建展开图样。构成钣金的表面形状能够分成两大类，分别是理论可展表面与不可展表面。可展表面意思是指平面、柱面以及锥面，又或者是被这些曲面分割出来的表面。不可展表面指的是球面、环面以及其他异形曲面。可展曲面于理论层面能够精准地展开，立体投影图跟展开图里的对应素线长度是相等的，展开前后的零件表面积同样相等，不可展曲面在理论上没办法于平面展开，仅仅能把展开对象近似划分成多个可展曲面片，之后再展开，传统的钣金展开放样的方法有着模板计算法，投影图解法以及展开软件辅助法等。

1.投影图解法

借助画法几何与手工作图来实现钣金件展开的投影图解法，其具体可用的方法包含平行线法、放射线法以及三角线法。其中，用于柱面展开的是平行线法，用于锥面展开的是放射线法，用于不可展曲面近似展开的则是三角线法。

分成若干等分（点 a～e），这是将圆柱表面进行的操作，其目的是为了后续确定等分处各素线的长度（a1～e5），而确定这些长度是斜截正圆柱面平行 线法展开作图要做的事，把柱面底面圆周展开为直线，这也是该作图过程的一部分，在直线的各等分点处画出素线的实际长度，这同样是其中步骤，最后用曲线连接各素线的端点（A～E），便完成了图 1.1.1 使用平行线法展开斜截正圆柱面的作图过程。

图1.1.1 用平行线法展开斜截正圆柱面

2.模板计算法

模板计算法借助解析几何原理来计算钣金件展开，其具体方法包含实长计算法、坐标计算法等，实长计算法于展开时运用解析几何计算线段也就是素线的长度，接着借助长度数据绘制展开图，此方法用较为准确的数据替换了投影作图法里以图线当作长度参考的方法，所获结果更为精确，然而最后展开图样的轮廓依旧得通过作图来完成，换句话讲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，运用坐标计算法进行计算之际，直接计算展开轮廓里各参考点相对于某个坐标系的坐标数值，接着在该坐标系当中绘制钣金展开轮廓。

3.展开软件辅助法

软件辅助法的展开，是基于模板计算法的原理，借助软件自动生成展开图样，所获图样为DXF/DWG格式，能直接导入进去进行编辑与修改。然而，所得到的图样是在理想状态下生成的，并未将实际生产中板厚的因素予以考虑，所以无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，是基于理论上零厚度的理想曲面，然而实际当中的钣金件，是具有一定厚度的。当钣金件厚度较小，并且精度要求不高时，钣金的厚度因素能够忽略，可一旦钣金件的设计要求一定精度，在钣金展开的计算里就必须考虑板厚因素。所以，传统钣金展开方法只适用于精度要求不 Gao 的手工下料生产。

近些年，伴随数控压力机、激光、等离子、水射流切割机以及数控折弯机广泛被普及且应用，钣金件的生产效率大幅提升，钣金件的加工效率更是如此，与此同时，对钣金件的设计提出了更新的要求，对钣金件的展开放样也提出了更高的要求，其中运用三维CAD/CAM技术开展钣金件设计已成为其中的主流。那种借助三维CAD软件来开展钣金件展开放样的思路是，先于三维这一环境里头开展钣金件或者钣金装配体的设计、建模工作，后续呢，在该软件里自动把钣金件予以展开，并且能够直接生成钣金件的三视图以及展开图，而且相应的数据能够直接导入到各类先进加工设备中以便为生产加工提供数据参考。

在当下流行的三维 CAD 软件当中，存在着 CATIA、UG、Creo、Solid Edge 等软件，这些软件均具备钣金件设计模块。并且，该软件凭借其界面友好、易学易用以及操作简单方便等特性，获得了广袤的钣金件设计人员的喜爱之情。运用其进行钣金展开放样呈现出如下特点。

三维建模具备直观、方便的特性，绝大多数的钣金件能够借助其开展建模，并且大多数钣金装配体也能够运用它来进行建模，通过这种方式所获取的三维模型能够对整个产品的电子样机予以完善。

使用软件建模时，方法多样且丰富，其中的特征建模法可供运用，依据展开状态进行设计的方法也能采用，实体与曲面相互转化的办法同样存在，还有放样折弯等方式，借助这些，能够轻松创建出各种各样的钣金模型。

展开3D状态着手钣金设计，具备直观特性，处于该状态时，钣金件各部分结构清晰呈现毫无遮掩，修改便利，且能够快捷导出二维图以实施自动标注。

展开方便，系统自动展开三维模型并能导出平面展开图。

具备完全关联特性的三维模型与图样数据，当在三维模型里面对钣金件的尺寸作出修改时，其三视图会自动更新，并且展开图也会自动更新。