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/ENGINEER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/ENGINEER为平台，通过两个典型案例，对其设计过程加以简介。

    1、45°斜交三通管

    如图1所示，本工件由管1和管2成45°斜交焊合构成。

（1）斜交三通管 （2）管1 （3）管2

图1 45°斜交三通管结构图

    其中管1下料计算步骤如下。

    （1） 新建钣金零件，设定模板为“mmns_part_sheetmetal”。

    （2） 选择下拉菜单“插入/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。

    （3）选择“插入/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。

    （4）选择“插入/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。

    （5）同上所述，管2下料展开图如图5所示。在本例中，用户采用拉伸切削或钻孔命令，均可达到相同的效果。

                          
图2 设置草图

图3 绘制草图

图4 管1下料展开图

图5 管2下料展开图

2、圆锥台－圆管90°弯头

    参见图6，弯头由斜切圆锥台管与斜切圆柱管焊合构成。本例中我们将采用Top-down设计方法，在装配设计中完成两斜切管下料计算。 

（1)弯头  （2)斜切圆锥台管  （3)斜切圆柱管

图6 圆锥台－圆管弯头结构图

    2.1 新建设计组件

    设定模板为mmns_asm_design。

    2.2 斜切圆锥台管的设计

    （1）选择“元件/创建/零件/钣金件”命令，创建第一特征，如图7所示。

    （2）选择“钣金件/薄壁/旋转”命令，设定asm_front为草图平面，asm_right为旋转轴，双侧对称旋转，确定旋转角度为359°，设定相应材料厚度。

    （3）插入草绘基准曲线，选取asm_front为草绘平面，绘制45°分割线如图8所示。

    （4）选择“插入特征/钣金件/切割/实体”命令，使用前述45°分割线切除圆锥台管多余部分。

    2.3 斜切圆柱管的设计

    （1）创建新钣金零件，定义asm_def_csys坐标系为缺省定位基准。

    （2）选择“钣金件/薄壁/拉伸”命令，单侧拉伸，以偏距asm_right基准面方式，设定右侧圆柱管端面为临时草图平面，以斜切圆锥台管外侧椭圆正投影为草图进行拉伸，如图9、图10所示。

    
图7 创建第一特征

图8 绘制分割线

图9 设定临时草图平面

图10 拉伸草图

    （3）选择“插入特征/钣金件/切割/实体”命令，使用45°分割线切除圆柱管多余部分。

    2.4 下料展开设计

    在进程中分别打开相应零件，选择“插入/折弯操作/展开”命令，选取钣金展开固定面为预留接缝处，规则展开全部表面后，即可获得所需下料展开图。参见图11、图12。

                    
    图11 斜切圆锥台管下料展开图

    图12 斜切圆柱管下料展开图

    3、结束语

    （1）在钣金设计时，应根据实际情况修正Pro/ENGINEER提供的缺省折弯表，其中Y系数＝（π/2）×K系数，以获得正确结果。

    （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/ENGINEER的统一数据库理念，推荐采用Top-down方法在装配组件中完成各钣金件配合设计，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。