在實際工作中，鈑金件的展開計算對于工藝人員來說是一項很重要的工作。工藝人員在計算時，要根據(jù)不同的情況，如：在折彎時是否有壓板，折彎內經(jīng)與板材厚度比的大小等來查表確定中性折彎線的位移系數(shù)，然后根據(jù)位移系數(shù)確定中性折彎線半徑，最后將中性折彎線半徑代人公式計算出折彎處的展開長度。整個計算過程繁瑣、效率低且容易出錯。

　　以基于特征、參數(shù)化和全相關而著稱的Pro/ENGINEER(簡稱Pro/E)軟件，它不僅擁有靈活多變的鈑金件特征構建方法，也提供了2種計算鈑金件折彎處展平長度的方法，同時還為用戶進行二次開發(fā)提供了用戶化工具箱——Pro/TOOLKIT。該工具箱為用戶程序、軟件及第三方程序提供了與Pro/E的無縫連接。選擇Pro/E作為鈑金件的設計和展開計算的平臺，可以大大提高工作效率、簡化計算過程、提高計算的準確度。

　　1 基本方法

　　1.1 Pro/E中折彎處展平尺寸的計算方法

　　方法一：Y因子和K因子法

　　Y因子和K因子是由鈑金件材料的中性折彎線(相對于厚度而言)的位置所定義的常數(shù)。中性層的位置取決于設計中所用的鈑金件材料類型、板材厚度等，其數(shù)字范圍從0到1，數(shù)字越小代表材料越軟。

　　K因子是折彎內半徑與鈑金件厚度的距離比，如圖1所示。K因子的計算公式：k因子=δ/T。

　　Y因子可通過K因子來計算，其計算公式：Y因子=K因子×(II/2)。Y因子的缺省值為0.50。

　　圖1 鈑金件展平示意圖

　　其中：

　　δ——折彎內半徑與鈑金件邊之間的距離;

　　T——鈑金件厚度;

　　L——在正方形之間的展開長度;

　　R——折彎半徑;

　　N——中性折彎線。

　　使用Y因子或K因子計算鈑金件展平長度，其計算公式：

　　L=(0.57π×R+Y×T)×(θ/90)

　　在同一鈑金件中，如果應用K因子或Y因子計算展平長度，軟件將按照某一特定的值對各個折彎處進行展平長度計算，而不考慮因為折彎內徑與板厚比值不同導致的中性折彎線的偏移量不同，從而導致下料時的尺寸存在較大的誤差。在實際應用中，此方法存在一定的局限性。

　　方法二：折彎表(Bend Table)法

　　當折彎處是90°時，Pro/E可以根據(jù)折彎內徑R和板厚T的不同查找當前應用的折彎表中對應的展平長度。如果R或T處在表中兩個特定的數(shù)值之間時，Pro/E系統(tǒng)會自動利用線形的方式來預估;如果R或T的值超出表的范圍，Pro/E系統(tǒng)將利用表中定義好的計算公式來求出展平長度。如果折彎處的角度不是90°時，Pro/E系統(tǒng)會搜索到相應的在90°折彎時的值，然后這些值乘以θ/90，其中θ為實際的折彎角度，θ以度為單位。折彎表如圖2所示。用戶可以根據(jù)自己的需要定義自己的折彎表。

　　圖2 折彎表

　　折彎表也有自身的局限性，僅適用于常數(shù)半徑的折彎。對于可變半徑的折彎，如圓錐、掃描壁、折邊或圓柱，要用Y因子或K因子計算展開長度。

　　2.1 Pro/E二次開發(fā)的方法

　　Pro/T00LKIT提供了一個C的函數(shù)庫，該函數(shù)庫能夠使用戶或第三方的應用程序以一種可控制的、安全的方式訪問Pro/E的數(shù)據(jù)庫。從某種程序上來說Pro/T00LKIT是Pro/E應用程序開發(fā)者的API(Application Programming Interface應用編程接口)。

　　圖3 通過程序完成自定義折彎表的應用過程

　　以編程調用Pro/T00LKIT函數(shù)庫的方法來實現(xiàn)自定義折彎表的應用。首先，根據(jù)實際需要定義折彎表，保存為后綴為.BND的文件。其次，創(chuàng)建菜單欄菜單并定義菜單的動作，將選擇的菜單與折彎表相對應，并將折彎表應用于當前的鈑金件。

　　這種方式在已有的三維鈑金模型的基礎上，通過修改或藿新定義折彎表來重新計算折彎處的展平長度。其實現(xiàn)的過程如圖3所示。

　　此方法可以使技術人員在建模時先不考慮鈑金件材料類型、板材厚度等因素對展平時的影響，在設計完成后，根據(jù)加工的情況選擇一下自己創(chuàng)建的菜單，程序就會自動調用不同的折彎表，完成精確的展平計算，從而大大提高了工作效率。

　　2 折彎表的創(chuàng)建

　　2.1 折彎表的格式

　　折彎表有其特有的格式，在創(chuàng)建時要嚴格按照其格式來編寫。一般的折彎表格式可以分為4個字段，各自段的內容和數(shù)據(jù)輸入方式如下：

　　2.1.1 計算公式(Formula)字段

　　此字段用來輸入鈑金件展平長度的計算公式。當創(chuàng)建的飯金件模型中的折彎內徑及板厚沒有在表格數(shù)據(jù)段所列的范圍之內時，Pro/E系統(tǒng)就以計算公式所求得的長度值L作為折彎處的展平長度。

　　計算公式的格式有兩種，分別為：

　　只有一個計算公式。這時，只需直接輸入公式，格式如下所示：

　　FORMULAL=(0.55*T)+(PI*R)/2.0

　　此格式下關鍵字FORMULA必須與公式在同一行中。

　　多個計算公式。有時用戶需要依據(jù)不同的情況來選擇不同的計算公式來計算展平長度，此時需要使用IF ELSE END IF語句，此語句允許嵌套，格式為：

　　IF ELSE IF ELSE ENDIF ENDIF

　　此格式下以關鍵字FORMULA開頭，且其獨占一行;以END FORMULA結束，也獨占一行。

　　2.1.2 換算公式(Conversion)字段

　　此字段用來輸人鈑金件展開長度的換算公式，關鍵字為CONVERSI0M。

　　當沒有轉換公式時，則系統(tǒng)自動以折彎許可值作為折彎處的展平長度，但當折彎處的內徑R或板材厚度T不在表格數(shù)據(jù)范圍之內時，Pro/E系統(tǒng)就以計算公式所求得的長度值L作為折彎處的展平長度;當折彎處的內徑R或板材厚度T在表格數(shù)據(jù)范圍之內，但介于兩個特定的R值或T值之間時，Pro/E系統(tǒng)就利用線形的方式來預估折彎許可值A。

　　當折彎表中有轉換公式時，當折彎處的內徑R或板材厚度T不在表格數(shù)據(jù)范圍之內時，Pro/E系統(tǒng)就以換算公式所求得的長度值L作為折彎處的展平長度。

　　換算公式也有兩種格式，如同計算公式。在多個計算公式格式中，以獨占一行的CONVERSIOM關鍵字開頭，以獨占一行的END VCONVERSIOM結束。

　　2.1.3 材料類型(Material)字段

　　用戶在此字段以大寫輸入折彎表所適合的材料。格式為START MATERIALS END MATERIAL。關鍵字START MATERIALS和ENDMATERIAL各占一行。

　　2.1.4 表格數(shù)據(jù)(Table data)字段

　　表格數(shù)據(jù)字段用來指定特定的折彎內徑R及板材厚度T之下的折彎許可值A。此字段的數(shù)據(jù)常與轉換公式搭配使用，如果沒有轉換公式時，介于兩個特定的R值和T值之間的A值利用線性的方式來預估。

　　圖4 自定義折彎表

　　2.2 自定義折彎表

　　根據(jù)實際加工生產的情況，有的折彎需要壓板，有的折彎不需要壓板。有壓板和沒有壓板的折彎在展平下料時其長度的計算不同，反映在折彎表上就是同一組R值和T值對應的折彎許可值A不同，所以分別建立了兩個折彎表table1-metric和table2-metric。tablel-metric應用于沒有壓板的情況，table2-metric應用于有壓板的情況。折彎表可以用寫字板來創(chuàng)建，在用寫字板編輯、創(chuàng)建折彎表時應注意兩點：顯示的內容要加雙引號;注釋的內容必須在前面加一感嘆號，且要放在雙引號內。創(chuàng)建的折彎表tablel—metric如圖4所示。

　　3 應用實例

　　建立如圖5所示鈑金件，展開并計算其展平長度。第一是應用K因子，忽略折彎內徑對中性折彎線的位移系數(shù)的影響，設K為0.5，計算得到的展平長度為661.429mm;第二是應用自定義折彎表，當應用適合沒有壓板情況下的折彎表時，計算得到的展平長度為660.500mm;當應用適合有壓板情況下的折彎表時，計算得到的展平長度為660.408mm。

　　圖5 鈑金件

　　在實際展平計算中要考慮折彎內徑與板厚的關系，所以按照自定折彎表，不同R值處的折彎選擇應用不同的計算公式來計算，使展平計算出來的結果更加精確。

　　4 結論

　　通過創(chuàng)建折彎表，然后利用VC++6.0調用Pro/TOOLKIT函數(shù)，將創(chuàng)建的折彎表應用于當前鈑金件模型，使鈑金件模型再生、重新計算折彎處的展平長度，這有效的提高了鈑金件折彎展平長度計算的精確度，使工藝人員在展平下料計算的工作不再繁瑣、復雜，大大提高了工作效率。