根据Pro/E饭金设计模块，用实例阐述了对钣金下料的自动展开，并对钣金展开长度提供了理论依据。
引言
随着汽车、通信等行业的飞速发展，对饭金结构件的需求日趋增大，鉴于Pro/E在国内较为流行的现状，本文探讨了基于Pro/E技术辅助钣金下料的实现过程。
作为一种常用的结构件，钣金零件在通信、电子、汽车、农业机械等行业有着广泛地应用。其常用加工形式有弯曲、成形、冲压等。加工后的形状和尺寸精度互换性较好，可以满足一般的装配及使用要求。经过塑性变形后，金属内部组织得以改善，机械强度有所提高，具有重量轻、刚度好、精度高和外形光滑美观的特点，与焊接、胶接等工艺配合，可使零件结构更趋合理，加工更加方便，是制造复杂形状结构件的主要方法。国内多数企业虽然已经引入CAD技术，但对钣金下料计算大多仍采用等分投影法，与传统手工计算方法相比，过程虽有所简化，其实质并没有得到根本改变，只是将图板换成了“电子图板”。目前业界流行的SolidWorks、Solid Edge、Pro/E等三维CAD软件均具有钣金设计模块，可以便捷地完成钣金设计，获取所需下料展开图，提高设计质量和效率。本文将以Pro/E为平台，通过一个典型案例，对其设计过程加以简介。
1 钣金的设计长度和展平长度
钣金在拆弯过程中，发生着塑性变型一在钣金中性层内侧的钣金压缩，中性层外侧拉伸。中性层即折弯部分的弧长与展平后钣金长度相等的圆弧。钣金中性层并不一定在材料的正中间，而是与钣金材料、厚度和折弯角度等多个因素有关。设计者在设计时并不知道钣金的中性层在哪里，即使知道，要考虑这些因素，也会给设计带来额外的工作量。
创建一个折弯钣金后，如果设计者没有专门对钣金模块的配置文件进行设置，该展平长度是根据Pro/E默认的参数而算出来的长度。钣金设计者一般不关注钣金平后的长度，只关心钣金的设计长度，(设计长度指钣金在成形状态的尺寸和形状)。
对于钣金制造者来说，为了给钣金下料，求得成形钣金展平后的长度至关重要。通过设置钣金的“Bend Allow”(折弯许可)可以在图形上控制钣金的展平长度。“Bend Allow" 有两种方式控制钣金展平后的长度，第一种是设置K因子来计算展平长度，(或Y因子，Y因子与K因子之间可以通过公式换算，它们是由折弯中性层的位置而决定的一个常数)；第二种是通过设置折弯表(Bendtable)中的参数来计算展平长度。
在实际加工过程中，钣金工艺人员根据钣金材料的属性、厚度等特性设置“Bend Allow”中参数，从而得出钣金的展平长度。但这些设置的参数只是经验值，并不一定与实际情况完全对应。通常的做法是;首先根据Pro/E软件计算的展平长度来下料；然后通过试制几个样件，量取样件尺寸之间的差别，再对展平长度进行修正。
2 45°斜交三通管
圈1 45°斜交三通管结构图
如图1所示，本工件由管1和管2成45°斜交焊合构成。设计步骤如下:
(1)新建钣金零件，设定模板为“mmns_part_sheetmetal”。
(2)选择下拉菜单“插人/薄板伸出项/旋转”命令，在top基准面上绘制草图，设定旋转轴为Front，双侧对称旋转，预留加工余量为1°，确定旋转角度为359°，设定相应材料厚度。如图2所示。
图2 管1草图设计
(3)选择“插人/切削/旋转”命令，设定草图基准面为Front，如图3所示，绘制草图，设定45°基准轴线为旋转轴，双侧对称360°旋转除料。
图3 管1接口草图设计
(4)选择“插人/折弯操作/展开”命令，选取钣金展开固定面为359°处预留接缝，规则展开全部表面后，即可获得管1的下料展开图。如图4所示。
图4 管1下料展开图
(5)同上所述，管2下料展开图如图5所示。在本例中，采用拉伸切削或钻孔命令，均可达到相同的效果。
图5 管2下料展开图
3 展开长度设计
钣金展平的长度是指要将材料由平面折弯所需的长度，计算公式如下：
L=(0.5π×R+Y系数×T)×(θ/90)
式中：L-钣金展开长度;R-折弯处内半径;T-材料厚度;θ-折弯角度;Y系数-由折弯中线决定的常数，其默认值为0.5
4 结束语
(1) 在钣金设计实务时，钣金展平计算公式是以K系数为主要依据，此系数的范围为0-1，用以代表材料在折弯时被拉伸的抵抗程度。应根据实际情况修正Pro/E提供的缺省折弯表，以获得准确结果，其中Y系数=(π/2)×K系数。
(2) 预留加工余量(<360°)应根据零件实际尺寸加以确定。
(3) 基于Pro/E的统一数据库理念，采用Top-down方法在装配组件中完成各钣金件装配设计，从而使工程技术人员摆脱二维平面的局限性和繁琐的设计工作，提高设计的自动化程度和设计质量。
