CATIA钣金模块教程.ppt

第5章 钣金件设计,钣金设计是机械设计重要组成部分之一，Catia V5R18提供3个钣金设计模块，分别是钣金设计、自发性钣金设计和钣金制造设计。本章详细介绍自发性钣金设计模块，在掌握本章的基础上，读者很容易自学其它钣金设计模块。,5.1 自发性钣金设计模块的介绍,自发性钣金设计也被称作创成式钣金设计，它在基于特征的造型方法提供了高效和直观的设计环境，它允许在零件的折弯表示和展开表示之间实现并行工程。该模块可以与其它应用模块（如零件设计、装配设计和工程图生成模块等）结合使用。自发性钣金设计可能从草图或已有实体模型开始。,5.1.1 进入自发性钣金设计工作台,选择下拉菜单【开始】（Start）|【机械设计】（Mechinical Design）|【自发性钣金设计】（Generative Sheet Metal Design）命令，系统弹出【零部件号】对话框，在对话框中键入所要创建零件的编号，单击对话框的【确定】按钮进入自发性钣金设计平台，如图所示。,5.1.2 自发性钣金设计工具栏介绍,Catia V5提供了7个钣金设计工具栏，可以完成钣金件参数设置、钣金件创建、折弯、钣金件冲压特征的创建等。,5.2 钣金件的参数设置,在进行钣金件设计之前，必须进行钣金件参数设置，否则钣金件设计工具不可用。钣金件参数设置包括钣金件厚度、折弯半径、折弯端口类型以及折弯系数K因子。单击【钣金件】工具栏上的【钣金参数】工具按钮，系统弹出钣金件参数设置对话框，如图所示。,5.3 创建钣金件,自发性钣金件设计模块提供了【墙】、【边线上墙】、【拉伸】和【扫掠墙】4个创建钣金件工具。钣金件可以使用草图直接创建，还可以使用边线进行创建，下面介绍各工具的使用方法。,5.3.1 创建钣金壁,【墙】工具，是通过对草图轮廓进行加厚生成壁的工具。单击该工具按钮，系统弹出墙定义对话框，该对话框的内容如下所述：【轮廓】（Profile）文本框用于指定所创建壁的轮廓线，该轮廓可以是草图中创建、也可以是三维实体零部件的轮廓线；【草图】按钮，是用于进入草图设计平台，进行草图绘制和修改；【单面加厚】按钮，表示草图位于钣金件一侧；【双面加厚】按钮，表示草图位于钣金件中间；【相切】（Tangent）文本框，是用于指定创建的钣金件与参考相切；【逆转材料边】按钮用于调整钣金件添加材料的方向。,5.3.2 创建边上的墙,【边线上墙】工具，是通过对草图轮廓加厚创建附着在墙上的边墙的工具。单击该工具按钮，系统弹出边线墙定义对话框，在【型式】下拉列表框选择边墙的生成方式：自动和草图基础。下面详细介绍各种的使用方法。（1）在【型式】下拉列表框中，选择自动，此时对话框如图5.21所示，对话框的内容如下所述；（2）在【型式】下拉列表框中，选择草图基础，此时对话框如图所示，对话框的内容如下所述；,5.3.3 创建拉伸钣金件,【拉伸】工具，是从开发性轮廓线包含线条、直线、圆弧等轮廓线拉伸生成相切连续的钣金件的工具。单击该工具按钮，系统弹出挤出定义对话框，该对话框的内容如下所述：【断面】文本框用于定义拉伸件的草图；【固定几何】文本框用于定义拉伸过程中不变的几何元素；在限制下拉列表框选择拉伸方式，分别为：限制尺寸、至平面的限制和至曲面的限制：【镜像延伸】复选框用于设置是否沿两个方向拉伸相同长度，仅适用于两个方向进行限制尺寸拉伸；【自动顺接】复选框用于设置是否拉伸过程自动进行顺接；【炸开模式】复选框用于设置是否拉伸后，以拐点炸开生成多个拉伸件；【应用局部K因子】选项组用于设置局部K因子参数；,5.3.4 创建扫掠壁,单击【轮缘】工具按钮右下黑色三角，展开【扫掠墙】工具栏，如图所示，该工具栏包含【轮缘】、【预弯刀】、【泪滴】（Tear Drop）和【自定义轮缘】4个工具，这些工具的使用方法相同，只是生成的结果不同而已。1创建轮缘2创建摺边3创建泪滴（Tear Drop）4自定义轮缘,5.3.5 创建卷墙,卷墙是钣金设计中很特殊，也很常见的一种钣金件。Catia V5提供了专用于设计卷起的工具，下面就介绍该工具的使用方法。1创建类锥面钣金2创建管形壁,5.4 折弯设计,折弯是钣金设计中最常见的一种特征。前面已经介绍了钣金件的创建，创建的钣金件不一定能够能够满足实际需求。有时候需要在平坦壁上进行钣金特征设计，需要将平坦壁折弯成弯曲壁，需要弯曲壁添加折弯圆角，就用到本节介绍的折弯设计功能。,5.4.1 创建等半径折弯圆角,【弯曲】工具，是在两面没有折弯圆角的钣金壁之间创建等半径圆角的工具。下面以如图所示图形添加折弯圆角为例，讲解【弯曲】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示：（1）使用【墙】工具或【拉伸】工具创建如图所示图形；（2）单击【弯曲】工具按钮，系统弹出弯曲定义对话框；（3）选择两壁，单击【确定】按钮，折弯圆角创建完成。,5.4.2 创建变半径折弯圆角,【圆锥弯曲】工具，是在两面没有折弯圆角的钣金壁之间创建不等半径圆角的工具。,5.4.3 创建折弯,【由平坦弯曲】工具，是从草绘的折弯线处进行折弯的工具。单击该工具按钮，系统弹出平坦至弯曲对话框，定义该对话框的内容如下所述：【截面】文本框用于定义折弯线所在的草图；【线】下拉列表用于选择折弯线，在右侧黑色三角定义折弯线相对于折弯的位置，分别是折弯轴、相切起始线、折弯内角线和折弯外角线；【固定点】文本框用于定义壁上一点。该点所在的面在折弯时不会移动，即为一固定面；【半径】微调框用于定义折弯半径，默认为钣金参数设置半径；【角度【微调框用于定义折弯角度；【K因子】微调框用于设置折弯K因子，默认为钣金参数设置K因子。,5.4.4 展开,【展开】工具，是将具有折弯特征的钣金件展开成壁的工具。单击该工具按钮，系统弹出展开定义对话框，该对话框的内容如下所述：【参考修剪面】文本框用于定义参考固定面，即该面在展开中相对于坐标系不会发生变化；【展开修剪面】文本框用于定义要展开的折弯面，即折弯圆角；【角度】微调框定义展开面与参考面之间的夹角，该值为系统根据选择自动计算；【角度型式】微调框定义展开的角度型式；【选择全部】按钮用于选择当前视图中所有修剪面；【取消选取】按钮用于取消当前的选取操作。,5.4.5 收合,【收合】工具，是将展开的折弯折叠起来的工具。单击该工具按钮，系统弹出收合定义对话框，该对话框内容如下所述：【参考修剪面】文本框用于定义参考固定面，即该面在收合中相对于坐标系不会发生变化；【收合修剪面】文本框用于定义要收合的折弯面，即折弯圆角；【角度】微调框用于设置收合过程中用到的角度，如自定义、变形回弹；【角度类型】下拉列表框用于定义收合的角度类型，为自然、自定义和变形回弹；【选择全部】按钮用于选择当前视图中所有修剪面；【取消选取】按钮用于取消当前的选取操作。,5.4.6 映射点或曲线,【点或曲线对应】工具，是将草绘的点、曲线（或已存在的点、线）映射到壁上的工具。如果当前钣金状态为折叠状态，选中的点、线将被映射到展开后的相应的支撑壁位置处。反之，钣金在展开状态，选中的点、线将被映射到折叠后的相应的支撑壁位置处。常用于生成印刷标示，或磨平（或进行化学处理）的区域的定义。,5.5 钣金件的修饰,前面讲解了钣金件的创建工具。实际中钣金件需要开槽、打孔、倒角等特征。本节中将介绍钣金件的特征修饰，包括创建凹槽、创建孔、创建止裂槽、特征转换和创建倒角等特征修饰操作。,5.5.1 创建凹槽（CutOUT）,【切除】工具，是在钣金件上创建减重槽或标准凹槽的工具。单击该工具按钮，系统弹出切除（CutOUT）定义对话框，如图5.57所示，该对话框的内容如下所述：【型式】下拉列表用于选择切除型式：钣金标准、钣金减重槽；【端点限制】选项组用于设置端点限制，在【型式】下拉列表框选择限制型式：尺寸、至下一个和至最后，该选项仅适用于钣金标准，【在深度】微调框设置限制深度，仅适用于钣金减重槽选项和钣金标准选项下的尺寸选项；【断面】选项组用于定义切除的截面，可以选择草图，或者标准形状切口，选择标准形状切口是通过单击右侧【开启目录】按钮，选择路径，【依附在组合面上】复选框用于定义切除只对草图所依附的壁；【逆转边】按钮用于定义切除草图外的部分；【逆转方向】按钮用于调整垂直于切除面上的切除方向；【开始限制】选项组用于定义与端点限制相反方向的切除；【方向】选项组用于定义切除的方向，默认值为垂直与截面，取消【垂直截面】复选框，在【参考】文本框定义切除方法，【影响组合面】选项组用于定义切除开始位置。,5.5.2 创建孔,单击【切除/印记】工具栏上【孔】工具按钮右下黑色三角，展开【孔】工具栏，如图所示，该工具栏包含【孔】和【圆弧切除】2个工具，【孔】工具的使用方法与4.2.5小节中【孔】工具的使用方法相同，下面介绍【圆弧切除】工具。【圆弧切除】工具，是通过点和半径在指点的面上创建圆或圆弧的工具。,5.5.3 创建止裂槽,【转角逸出】工具，是在一组支持面上定义防裂槽的工具，单击该工具，系统弹出圆角逸出定义对话框，如图5.62所示，该对话框内容如下所述：【型式】下拉列表框用于选择生成防裂槽的型式：自定义截面、圆形和方形；中间列表框用于显示创建防裂槽的支持面；【截面】文本框用于定义防裂槽轮廓草图。【半径】微调框用于设置圆形防裂槽的半径；【长度】微调框用于设置方形防裂槽的边长。,5.5.4 特征转换,在第四章中，介绍了对实体零件进行平移、阵列和镜像转特征转换。对于钣金特征同样适用，使用方法也相同。1。平移（Isometries）2。镜像3。阵列,5.5.5 创建倒角,倒角分为倒圆角和到角两种，下面详细介绍各自的使用方法。1。倒圆角2。倒角,5.6 创建冲压特征,本小节主要讲解在钣金件上创建各种冲压特征。冲压特征仅可在壁、边缘壁上（在折弯处生成的筋除外），如果冲压创建覆盖在多个特征上（如壁、折弯等），冲压特征在钣金展开视图中将不可视，且冲压特征不能创建在展开的钣金件上，在展开视图中仅较大的冲压印痕保留在壁上。,5.6.1 创建曲面印记,【曲面印记】工具，是通过草图创建曲面凸起特征的工具。单击该工具按钮，系统弹出曲面印记定义对话框，如图所示，在【参数选择】下拉列表框中选择不同的定义型式，设置不同参数进行曲面印记的创建。,5.6.2 创建凸起特征,【填料】工具，是使用开放性轮廓线创建冲压突起的工具。单击该工具按钮，系统弹出滴面定义对话框，如图所示，该对话框的内容如下所述：【切面半径R1】、【结束半径R2】、【高度H】和【半径R】微调框分别设置凸起的不同参数，如图5.74所示图中R1、R2、H和R所表示的值；【截面】文本框用于定义凸起的轮廓，轮廓线为开放性。,5.6.3 创建曲线印记,【曲线印记】工具，是使用开放性或封闭性轮廓线创建冲压突起的工具。,5.6.4 创建轮缘切除,【轮缘切除】工具，是通过对草图轮廓进行切除的工具。下面以在壁上创建轮缘切除为例，讲解【轮缘切除】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示：（1）使用【墙】工具创建一面壁；（2）单击【印记】工具栏上的【轮缘切除】工具按钮，系统弹出轮缘切除定义对话框。（3）在【高度H】微调框键入10mm，【角度A】微调框键入60deg；（4）右键单击【断面】文本框，在上下文菜单中选择【创建草图】命令，选择壁上表面，进入草图绘制平台；（5）绘制一个圆，退出草图平台；（6）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，完成轮缘切除。,5.6.5 创建气栅,【气栅】工具，是选取封闭草绘及开放的直线（与其他段不存在相切连续）生成印记的工具。下面以在壁上创建气栅为例，讲解【气栅】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示：（1）使用【墙】工具创建一面壁；（2）单击【印记】工具栏上的【气栅】工具按钮，系统弹出天窗定义对话框。（3）在【高度H】微调框键入10mm，【角度A1】微调框键入10deg；（4）右键单击【断面】文本框，在上下文菜单中选择【创建草图】命令，选择壁上表面，进入草图绘制平台；（5）绘制一条封闭曲线，退出草图平台；（6）单击【开放性】文本框，草图中一条直线；（7）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，完成轮缘切除。,5.6.6 创建桥特征,【桥】工具，是选取点定位桥的位置，设置参数生成印记的工具。下面以在壁上创建桥为例，讲解【桥】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示：（1）使用【墙】工具创建一面壁；（2）单击【印记】工具栏上的【桥】工具按钮，系统弹出桥接定义对话框。（3）在【高度H】微调框键入20mm，【长度L】微调框键入50mm，【宽度W】微调框键入30mm，【角度A】微调框键入80deg；（4）在逸出选项组中，选中圆形单选按钮；（5）在壁上单击一点来确定桥的位置；（5）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，完成轮缘切除的创建。,5.6.7 创建轮缘孔,【轮缘孔】工具，是选取点定位桥的位置，设置参数生成印记的工具。下面以在壁上创建轮缘孔为例，讲解【轮缘孔】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示：（1）使用【墙】工具创建一面壁；（2）单击【印记】工具栏上的【轮缘孔】工具按钮，系统弹出桥接定义对话框。（3）在【参数选择】下拉列表框中选择上模和下模选项，选中【含圆锥】单选按钮；（4）在【高度H】微调框键入15mm，【直接d】微调框键入20mm，【直径D】微调框键入50mm；（4）在壁上单击一点来确定轮缘孔的位置；（5）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，完成轮缘孔的创建。,5.6.8 创建圆形印记,【圆形印记】工具，是通过在钣金件表面点击确定位置，然后进行参数设置来创建圆形印记的工具。下面以在一面壁上创建圆形印记为例，讲解【圆形印记】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示：（1）使用【墙】工具创建一面壁；（2）单击【印记】工具栏上的【圆形印记】工具按钮，系统弹出圆形印记定义对话框。（3）在【参数选择】下拉列表框中选择两直径选项；（4）分别在【高度H】、【直径D】和【直径d】微调框键入20mm、50mm、10mm；（5）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，圆形印记创建完成。,5.6.9 创建加强肋,【加强肋】工具，是通过在折弯圆角外侧点击确定加强肋的位置，然后进行参数设置创建加强肋的工具。下面以直角壁创建加强肋为例，讲解【加强肋】工具的使用方法，具体操作步骤如下所示：（1）使用【拉伸】工具创建一面拉伸直角壁；（2）单击【印记】工具栏上的【加强肋】工具按钮，系统弹出加强肋定义对话框。（3）在对话框中【长度L】微调框中键入50mm；（4）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，加强肋创建完成。,5.6.10 创建暗扣特征,【暗扣】工具，是通过草图定义圆心，在对话框中设置直径创建暗扣的工具。下面以一面壁上创建按扣为例，讲解【暗扣】工具的使用方法，具体操作如下所示：（1）使用【墙】工具创建一面壁；（2）单击【印记】工具栏上的【暗扣】工具按钮，在壁上单击一点，系统弹出暗扣定义对话框，如图5.90所示。（3）在【直径D】微调框中键入50mm，单击【草图定位】按钮，进入草图，精确定位中心位置为壁中心；（4）其它选项为默认值，单击【确定】按钮，暗扣创建完成。,5.6.11 创建自定义印记,【自定义印记】工具，是通过自定义冲头和压模来创建自定义印记的工具。单击该工具按钮，在欲创建印记的壁上单击，系统弹出自定义印记对话框，该对话框的内容如下所述：【型式】选项组用于定义冲压类型；【压模】文本框定义冲压压模；【模】文本框用于定义冲压凹模；【要开启的修剪面】文本框用于定义开口面；【圆角】选项组用于设置冲压是否圆角化，圆角化半径R1的数值；【在墙上定位】选项组用于定位印记在墙上的位置。,5.7 钣金件识别,【辨识】工具，是对于薄壳类零件几何体（壁后均匀）识别为钣金件的工具。单击该工具按钮，系统弹出辨识定义对话框，该对话框的内容如下所述：【参考修剪面】文本框用于定义展开/折叠时的参考面，即固定不变的面；【完整辨识】复选框表示是否完全辨识；【墙】选项卡用于定义零部件辨识为墙的设置，包括辨识模式、保留的修剪面、移除的修剪面和忽略的修剪面；【顺接】选项卡用于零部件辨识为顺接（折弯）的设置，包括辨识模式、保留的修剪面、移除的修剪面、忽略的修剪面和颜色；【戳记】选项卡用于零部件辨识为戳记的设置，包括辨识模式、保留的修剪面、移除的修剪面、忽略的修剪面和颜色；【顺接允许】选项卡用于设置顺接的参数。,5.8 钣金件视图和加工准备,钣金件设计过程中，有时需要3D视图，有时需要展开图，Catia V5提供了钣金件3D与展开视图转换工具，以及展开图生产可以用了生产的DXF文件。下面介绍各工具的使用方法。,5.8.1 视图,Catia V5提供了多种视图操作工具，下面介绍各视图工具的使用方法：（1）【收合或展开】工具，是对当前视图中的钣金件进行展开或收合切换的工具。单击该工具按钮，当前视图中钣金件根据参考平面或网格展开；再次单击该工具按钮，重新折叠该零部件。注意：在钣金设计中，在展开视图中显示折弯和冲压。但是，不显示冲压上创建的剪口。在装配模块中设计时，如果 CATProduct 文档包含多个钣金零部件，每次只能在展开视图中可视化一个零部件。（2）【多重检视器】工具，是在两个窗口中显示钣金零部件的工具。单击该按钮，选择【窗口】|【水平平铺】命令，钣金件将在一个窗口显示折叠视图，一个窗口显示展开视图，在一个窗口中所做的任何修改都将显示在另一个窗口中。（3）【视图管理】工具，是对视图进行设置为3D视图或展开视图，以便仅计算折叠视图或平面视图。单击该工具按钮，系统弹出视图定义对话框。,5.8.2 加工准备,加工前准备包括加工前对钣金件进行重叠面检查和DXF文件的生成。单击【重叠面检查】工具按钮，系统自动检查重叠区域，并弹出提示对话框，为4个重叠面。检查完没有重叠区域，单击【存成DEF】工具按钮，弹出DEF存储对话框，选择存储的位置，在【文件名】文本框中键入文件名，单击【保存】按钮，DEF文件保存完成。,5.9 光驱盒体的建模,光驱是电脑的输入设备，它是有线路板、金属盒体、塑料拖架和附属小件等组成。金属盒体就是钣金件，不同类型的光驱盒体是不同，这里介绍一个简单光驱盒体的设计，如图所示。该盒体由盖板和框架两部分组成，下面详细介绍盖板和框架两部分的设计过程。,5.9.1 创建光驱盒体盖板,光驱盒体盖板是由一面壁经过折弯、冲压等工序完成制造。钣金件的设计就是通过墙、折弯、冲压等特征设计完成的。下面按照这种思路详细介绍盖板的设计过程。1创建盒体2修饰盒体3创建冲压特征,5.9.2 创建光驱盒体框架,光驱盒体框架是通过拉伸生成墙，然后通过特征修饰对其进行安装孔和卡板的设计。具体操作步骤如下所述：1创建框架2修饰框架,5.10 总结,本章按照钣金件参数设置、钣金件创建、钣金件修饰和钣金件的加工前的准备四大设计步骤进行介绍了钣金件的设计全过程，并讲解了各种工具的使用方法。在了解了各工具的功能和使用方法以后，不断地实践，可以增加对各工具的熟悉程度和个人经验，才可以提高设计效率和水平。,