SolidWorks由系数折弯扣除K因子值的计算方法和原理
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SolidWorks由系数折弯扣除K因子值的计算方法和原理
为使读者在-般意义上更好地理解在钣金设计的计算过程中的-些基本概念，同时也介绍SolidWorks中的具体实现方法，本文将在以下几方面予以概括与阐述：
1、 折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义，它们各自与实际钣金几何体的对应关系
2、 折弯扣除如何与折弯补偿相对应，采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换到折弯补偿算法
3、 K因子的定义，实际中如何利用K因子，包括用于不同材料类型时K因子值的适用范围
二、折弯补偿法
为更好地理解折弯补偿，请参照图1中表示的是在-个钣金零件中的单-折弯。图2是该零件的展开状态。
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折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区域的长度。展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值(BA)。因此整个零件的长度就表示为方程(1)：
LT = D1 + D2 + BA(1)
折弯区域（图中表示为淡黄色的区域）就是理论上在折弯过程中发生变形的区域。简而言之，为确定展开零件的几何尺寸，让我们按以下步骤思考：
1、 将折弯区域从折弯零件上切割出来
2、 将剩余两段平坦部分平铺到一个桌子上
3、 计算出折弯区域在其展平后的长度
4、 将展平后的弯曲区域粘接到两段平坦部分之间，结果就是我们需要的展开后的零件
稍有难度的部分就是如何确定展平的弯曲区域的长度，即图中由BA 表示的值。很显然，BA 的值会随不同的情形如材料类型、材料厚度、折弯半径与角度等而不同。其它可能影响BA 值的因素还有加工过程、机床类型、机床速度等等。
BA 值到底从何而来？实际上通常有以下几种来源：钣金材料供应商，实验数据，经验以及一些工程手册等。在SolidWorks 中，我们即可以直接输入BA 值，提供一个或多个带BA 值的表，也可以使用另外的方法如K 因子（后面将会深入探讨）来计算BA 值。对所有这些方法，根据需要我们既可以为零件中的所有折弯输入相同的信息，也可以为每个折弯单独输入不同的信息。
对于不同的厚度、折弯半径和折弯角度的各种情况，折弯表方法是最为准确的让我们指定不同折弯补偿值的方法。一般来说，对每种材料或每种材料/加工的组合会有一个表。初始表的形成可能会花些时间，但是一旦形成，今后我们就可以不断地重复利用其中的某个部分了。
三、折弯扣除法
折弯扣除，通常是指回退量，也是一种不同的简单算法来描述钣金折弯的过程。还是参照图1和图2，折弯扣除法是指零件的展平长度LT 等于理论上的两段平坦部分延伸至“尖点”（两平坦部分的虚拟交点）的长度之和减去折弯扣除(BD)。因此，零件的总长度可以表示为方程(2)：
LT = L1 + L2 - BD(2)
折弯扣除同样也是通过以下各种途径确定或提供的：钣金材料供应商、试验数据、经验、带方程或表格的针对不同材料的手册等。
四、折弯补偿与折弯扣除之间的关系
由于SolidWorks 通常采用折弯补偿法，对熟悉折弯扣除法的用户来说了解两种算法的关系就很重要了。实际上利用零件的折弯和展开的两种几何形状是很容易推导出两个值之间的关系方程的。回顾一下，我们已有两个方程式：
LT = D1 + D2 + BA
LT = L1 + L2 – BD
以上两个方程右边相等可以变化成方程(3)：
D1 + D2 + BA = L1 + L2 – BD
在图1的几何形状部分做几条辅助线，形成两个直角三角形，变为如图3所示。
角度A 代表弯曲角，或者说是零件在折弯过程中扫过的角度。此角也描述了表示折弯区域形成的圆弧的角度，在图3中显示为两半组成。如果内侧弯曲半径用R 表示，
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SolidWorks钣金设计（二）――褶边、绘制折弯、闭合角与转折
17:50&&by:SolidWorks&&来源:广州有道有限元
SolidWorks钣金设计（二）――褶边、绘制折弯、闭合角与转折
褶边工具可将褶边添加到钣金零件的所选边线上。如果要生成褶边特征，其操作步骤如下：
&&&&&& 注意：在使用该工具时，所选边线必须为直线，而斜接边角被自动添加到交叉褶边上，如果选择多个要添加褶边的边线，则这些边线必须在同一个面上。
（1）在打开的钣金零件中，单击“钣金”工具栏中的（褶边）按钮，或选择菜单栏中的“插入”|“钣金”|“褶边”命令，会出现如图11所示显示的“褶边”PropertyManager设计树。
& 图11　“褶边”设计树
（2）在图形区域中，选择想加褶边的边线，则所选边线出现在“边线”面板的列表框中。
（3）在“边线”面板中，单击（材料在内）或（折弯在外）按钮，也可以单击图标选择褶边在相反的方向。
（4）在如图12所示“类型和大小”面板中：
& 图12　“类型和大小”面板
&&&&&&&&若选择裾边类型为（闭环）按钮，则在其下方中显示（长度）图标及对应文本框；
&&&&&&&&若选择褶边类型为（开环）按钮，则显示（长度）和（间隙距离）图标及对应的文本框：
&&&&&&&&若选择褶边类型为（撕裂型）按钮，则显示（角度）和（半径）图标及对应的文本框；
&&&&&&&&若选择褶边类型为（滚轧型）按钮，则也显示（角度）和（半径）图标及对应的文本框。
选择不同的类型后，下方显示的图标也不相同：长度（只对于闭合和开环褶边）、间隙距离（只对于开环褶边）、角度（只对于撕裂形和滚轧褶边）、半径（只对于撕裂形和滚轧褶边）。
不同的褶边类型生成的钣金如图13所示。
& 图13　不同的褶边生成的钣金
（5）在斜接缝隙下，如果有交叉褶边，需要设定切口缝隙，斜接边角被自动添加到交叉褶边上，用户可以设定这些褶边之间的缝隙。
（6）如要使用默认折弯系数以外的其他项目，选择自定义折弯系数，然后设定一折弯系数类型和数值。
（7）单击（确定）按钮，如图14所示为生成的褶边特征。
图14　生成褶边特征
5　绘制折弯
使用绘制折弯特征在钣金零件处于折叠状态时将折弯线添加到零件中，可将折弯线的尺寸标注到其他折叠的几何体中。
&&&&&& 注意：绘制折弯特征时，草图中只允许是直线，在每个草图中可添加一条以上的直线，但折弯线长度不一定非得与正折弯的面的长度相同。
生成绘制折弯特征的操作步骤如下：
（1）在钣金零件的平面上绘制一直线。此外还可在生成草图前（但在选择基准面后）选择绘制的折弯特征，当选择绘制的折弯特征时，一草图在基准面上打开。
（2）单击“钣金”工具栏中的（绘制的折弯）按钮，或单击“插入”|“钣金”|“绘制折弯”命令，会出现如图15所示的“绘制的折弯”PropertyManager设计树。
& 图15　“绘制的折弯”设计树
（3）选择一个不因折弯而移动的面作为固定面。
（4）单击（折弯中心线）、（材料在内）、（材料在外）或（折弯在外）图标选择折弯位置。
（5）设定折弯角度，如有必要，可单击反向按钮。
（6）如果使用默认折弯半径以外的选择，可取消选择“使用默认半径”设定所需的折弯半径。
（7）如要使用默认折弯系数以外的其他项目，选择自定义折弯系数，然后设定一折弯系数类型和数值。
（8）单击（确定）按钮，生成如图16所示的折弯特征。
图16　生成折弯特征
用户可以在钣金法兰之间添加闭合角。闭合角特征在钣金特征之间添加材料。包括以下功能：
&&&&&&&&通过为想闭合的所有边角选择面来同时闭合多个边角。
&&&&&&&&关闭非垂直边角。
&&&&&&&&将闭合边角应用到带有&90°以外折弯的法兰。
&&&&&&&&调整缝隙距离。由边界角特征所添加的两个材料截面之间的距离。
&&&&&&&&调整重叠/欠重叠比率。重叠的材料与欠重叠材料之间的比率。数值&1&表示重叠和欠重叠相等。
&&&&&&&&闭合或打开折弯区域。
如果要闭合一个角，其操作步骤如下：
（1）用基体法兰和斜接法兰生成一钣金零件。
（2）单击“钣金”工具栏中的（闭合角）按钮，或单击“插入”|“钣金”|“闭合角”命令会出现如图17所示的“闭合角”PropertyManager设计树。
& 图17　“闭合角”设计树
（3）选择角上的一个平面，作为要延伸的面。
（4）选择（对接）、（重叠）或（重叠在下）等边角类型。
（5）单击（确定）按钮，则面被延伸以闭合角，如图18所示为钣金零件生成的闭合角。
图18　闭合角
转折特征是通过从草图线生成两个折弯而将材料添加到钣金零件上。
&&&&&& 注意：草图必须只包含一根直线；直线不需要是水平和垂直直线；折弯线长度不一定非得与正在折弯的面的长度相同。
如果要在钣金零件上生成转折特征，其操作步骤如下：
（1）在想生成转折的钣金零件的面上绘制一直线。此外可以在生成草图前（但在选择基准面后）选择转折特征。当选择转折特征时，一草图便可在基准面上打开。
（2）单击“钣金”工具栏中的（转折）按钮，或单击“插入”|“钣金”|“转折”命令会出现如图19所示的“转折”PropertyManager设计树。
& 图19　“转折”设计树
（3）在图形区域中，为固定面选择一个面。
（4）在如图20所示“选择”面板下，如要编辑折弯半径，取消选择“使用默认半径”复选框，然后为&（折弯半径）键新的值。
（5）在如图21所示的“转折等距”面板下的终止条件中选择一项目，并为等距距离设定一数值。
&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 图20　“选择”面板&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&图21　“转折等距”面板
（6）选择尺寸位置：外部等距、内部等距、或总尺寸。如果想使转折的面保持相同长度，选择固定投影长度。
（7）在转折位置下，选择折弯中心线、材料在内、材料在外或折弯向外。为转折角度设定一数值。
（8）如要使用默认折弯系数以外的其它项目，选择自定义折弯系数，然后设定一折弯系数类型和数值。
（9）单击（确定）按钮，即可生成转折，如图22所示为钣金零件生成的转折。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 原始零件&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&不定投影长度被取消
图22　固定投影长度复选示例
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