Построение разверток из листового металла
Обновлено: 16.05.2024
Развёртка листового металла
Листовой металл является самым распространенным материалом для производства различных металлоконструкций. Из него можно вырезать различные фигуры, гнуть, вальцевать и таким образом получать всевозможные формы детали, которые трудно получить из других сортаментов. Изготовление изделий путем гибки и сварки листового металла является каждодневной работой предприятий, занимающихся изготовлением металлоконструкций.
Прежде, чем приступить к изготовлению гнутой детали необходимо создание ее заготовки. Заготовкой здесь является развертка листового металла. Вырезав по её размерам лист металла и загнув в размеченных местах получаем деталь необходимой нам конфигурации.
Построение таких разверток является частой задачей конструкторов и технологов на производстве металлоконструкций. Строить их вручную довольно трудоемко, данный процесс занимает много времени и к тому же обладает некоторым риском появления ошибок в силу большого объёма ручного расчета размеров развертки, то есть человеческого фактора.
Уже давно этот процесс удачно автоматизирован, и современные CAD-системы обладают специальными модулями «Листовой металл» для проектирования гнутых деталей из листового металла и автоматического получения их разверток.
1. Построить 3d-модель, преобразовать в листовой металл и получить развертку.
2. Построить базовую плиту и гнуть ее, добавляя новые стенки под разными углами и радиусами.
Больше про гибку листового металла можно посмотреть здесь, а вот на чем я хотел бы акцентировать Ваше внимание в данной статье, так это на коэффициенте нейтрального слоя.
При автоматизированном проектировании развертки листового металла в CAD-системе всегда необходимо учитывать по какой кромке (наружной, внешней или средней линии) строится развертка. Другими словами учитывать коэффициент нейтрального слоя (К). Например, если коэффициент нейтрального слоя примем 0,5, что соответствует середине толщины листового металла, то длина развертки составит 113,635 мм, а если K=0.1, то Lразвертки=110,4934 мм. Разница очевидна, во втором случае полностью бракованная деталь, так как из 110 мм 113 уже никак не сделать, если конечно не сплющить ее в толщине, но это уже другая история).
Развернутая длина гиба равна длине этого нейтрального слоя элемента. Нейтральный слой не растягивается и не сжимается при сгибе детали. И положение этого нейтрального слоя как раз и определяет коэффициент К. При увеличении коэффициента нейтральный слой смещается к внешней стороне сгиба. Этот коэффициент зависит от множества факторов, таких как физические характеристики материала, толщина листа, радиус сгиба. Его рассчитывают по специальным формулам.
Таблица коэффициента К в зависимости от толщины листа (S) и радиуса гибки (r) можно выбрать из следующей таблицы.
Часто про этот коэффициент забывают, всегда учитывайте этот фактор, так как именно из-за этого вроде бы незначительного значения, может быть полностью зарезана деталь без возможности доработки. Каждый случай индивидуален и необходимо менять коэффициент, поэтому корректируйте его исходя из своей ситуации.
Построение разверток осуществляется не только для листового металла, её также с успехом используют при создании шаблонов для отрезки труб, например, с уклоном на торце для создания угла поворота трубопровода. Но это уже немного другая тема, поэтому подробнее об этом можно узнать здесь…
Освоив такой метод проектирования деталей из листового металла можно легко делать подобные развертки одним кликом. Это здорово экономит время проектирования и конструкторско-технологической подготовки производства к выпуску продукции, а также значительно снижает человеческий фактор и вероятность получения брака. Что всё вместе позитивно влияет на эффективность предприятия и конечно же на экономические показатели и прибыли в целом.
Развертка листового металла
Автор:
Для создания производственных чертежей используйте развертку в форме детали из листового металла, прежде чем она будет сформирована.
Развертка показывает линии сгиба, области сгиба, места высечки и форму всей детали со всеми сгибами с учетом всех развернутых сгибов и коэффициентов сгибания.
Важное замечание: Команда "Развертка" отключена в файле мультидетали. Используйте команду "Создать компоненты" или "Создать деталь", чтобы создать уникальный файл детали для каждого из тел, а затем открыть производную деталь для развертки.
Команда "Создать развертку" создает развертку в обозревателе элементов деталей из листового металла. Команды редактирования развертки становятся активными, когда модель отображается в состоянии развертки, включая:
- Общие команды моделирования (недоступно в Inventor LT)
- Пояснение порядка сгибов
- Вспомогательная осевая линия (недоступно в Inventor LT)
Хотя создать деталь из листового металла невозможно в Inventor LT, можно создать и задокументировать развертку листового металла. При открытии детали из листового металла вкладка "Листовой металл" на ленте отображается команду создания развертки.
При преобразовании детали из листового металла в стандартную деталь происходит автоматическое удаление развертки детали из листового металла. Каждый раз при удалении развертки в детали из листового металла также происходит удаление всех видов развертки на связанных чертежах.
Команда "Создание развертки" выполняет расчеты по материалу и подбирает компоновку, необходимую для преобразования 3D модели из листового металла в плоскую модель. (Недоступно в Inventor LT)
В обозревателе детали отображается узел "Развертка". Когда этот узел активен, отображается плоский вид модели. После создания развертки можно переключаться между видом согнутой детали и видом развертки.
При редактировании 3D-модели развертка автоматически обновляется. Если в результате изменения модели получится некорректная развертка, то отобразится диалоговое окно со всеми ошибками в развертке. Можно продолжать работу, но предупреждения об ошибках будут появляться до тех пор, пока они не будут исправлены (недоступно в Inventor LT).
Невозможно выровнять элементы, требующие деформации материала, такие как штампованные клейма или углубления. Если данные элементы были размещены на гранях листового металла с помощью команды "Инструмент высечки", то на развертке они будут представлены как 3D-элементы. Кроме того, они могут быть представлены с помощью выбранного эскиза или маркера центра. Применение эскизных и типовых элементов может дать непредсказуемые результаты, поэтому для добавления этих форм в деталь из листового металла следует использовать высечной инструмент. (недоступно в Inventor LT)
Если развертка модели не может быть создана (например, элементы фланца на развертке отображаются с нахлестом), диалоговое окно предупреждения указывает на пересекающиеся элементы. В диалоговом окне можно нажать кнопку "Редактировать" либо "Отмена" или можно принять ошибки пересечения, выбрав параметр "Принять". Если ошибки приняты, развертка создается с пересекающимися элементами. Во время последующего создания различных элементов в модели после гибки это диалоговое окно будет отображаться до тех пор, пока элементы, пересекающиеся в развертке, не будут отредактированы.
Физические свойства в чертежах разверток
Физические свойства Inventor (включая среди прочего массу и объем), рассчитываются по-разному, в зависимости от состояния модели (после гибки или развертка). Другие представления высечки в развертке влияют на физические свойства Inventor аналогично последнему рассчитанному состоянию модели (состояние после гибки или развертка с изменениями).
Экспорт разверток
Можно экспортировать развертки в файл SAT или в файлы AutoCAD форматов DWG и DXF. Для разверток, сохраненных в формате DWG или DXF, обеспечивается поддержка на всех уровнях (цвет, тип линий и все линий).
Ориентация разверток
При создании развертки можно использовать команду "Определение главной стороны" на ленте, чтобы пометить любую грань детали из листового металла как верхнюю. Главная стороны выделяется для указания направления высечки. Если при создании развертки главная сторона не указывается, то программа сама создает главную сторону и добавляет запись в обозреватель
Можно удалить сторону А пока развертки не существует. Изменение ориентации развертки влияет на главную сторону, которая выделяется при выборе узла обозревателя. Если изменение приводит к тому, что расчет главной стороны происходит с ошибкой, можно щелкнуть правой кнопкой мыши узел обозревателя главной стороны и указать новую главную сторону, в результате чего в обозревателе появится новый узел главной стороны.
Для выделения главной стороны, настройки ориентации, представления высечки и измерения угла сгиба можно использовать параметры контекстного меню. При выборе команды "Показать главную сторону" все грани главной стороны размещаются в предварительном наборе документа.
Иногда требуется индивидуально задавать ориентацию разверток для файлов различных элементов параметрической детали листового металла. Следует сохранить индивидуально именованные ориентации разверток для задания ориентации в таблице параметрических рядов.
Прим.: Позаботьтесь об этом при создании чертежей разверток. В примечаниях к сгибам и высечкам направление указывается относительно используемой по умолчанию фронтальной проекции, которая формируется при создании вида. Этот вид базируется на передней грани, видной в состоянии развертки модели.
Отображение 3D-элементов в развертках (недоступно в Inventor LT)
- 3D элемент
- Дополнительное представление эскиза
- Эскиз с маркером центра
- Только маркер центра
Эти параметры отображения недоступны для элементов высечки, добавленных в развертку. 3D-элементы, размещенные в модели после гибки с помощью параметрических элементов, отображаются так, как они были смоделированы. Если эти элементы удаляют материал (например, вырез), развернутый на плоскость лист в развертке будет представлен правильно. Если эти элементы добавляют материал, они отображаются в развертке так, как были смоделированы
Прим.: Детали, преобразованные в детали из листового металла, могут содержать 3D-элементы, которые невозможно сформировать с помощью однородной толщины листа. Эти элементы отображаются в развертке так, как они были смоделированы.
- Вырезка элемента под углом на грани, к которой он применен.
- На ребра элемента вырезки добавлены фаски или скругления.
Изменение развертки
С помощью команд на вкладке "Листовой металл" ленты можно добавлять элементы к развертке, способствующие успешному изготовлению изделия. При добавлении элементов в то время, когда модель отображается в виде развертки, элементы не становятся частью модели детали. Когда модель возвращается к состоянию модели после гибки, эти элементы не отображаются в дереве журнала элементов деталей.
Прим.: Если требуется добавить элементы модели, когда модель находится в состоянии развертки, следует сначала добавить в модель элемент в состоянии Развертка. Если эти элементы пересекают зону сгиба, то при возвращении модели в состояние после гибки с помощью функции Повторная гибка они сгибаются как нужно (недоступно в Inventor LT).
Чертежи разверток
С помощью Диспетчера чертежей можно создать вид развертки детали из листового металла. При удалении развертки теряется и вид.
При создании чертежей разверток следует помнить, что в примечаниях к сгибам и высечкам направление указывается относительно вида развертки, показанного в модели. Вверх означает направление к смотрящему по отношению к показанному (или именованному) виду, а Вниз означает направление от смотрящего по отношению к показанному (или именованному) виду.
Габариты развертки
Развертки требуют некоторого запаса материала листового металла. Размеры этого материала могут меняется по длине и ширине в зависимости от ориентации развертки. Эти свойства обновляются при каждом обновлении или переориентации развертки.
В Inventor длина, ширина и площадь доступны в Диспетчере чертежей (и через API) как следующие свойства листового металла: ДЛИНА ГАБАРИТОВ РАЗВЕРТКИ, ШИРИНА ГАБАРИТОВ РАЗВЕРТКИ и ПЛОЩАДЬ ГАБАРИТОВ РАЗВЕРТКИ.
- Общие команды моделирования
- Пояснение порядка сгибов
- Вспомогательная осевая линия
Команда "Создание развертки" выполняет расчеты по материалу и подбирает компоновку, необходимую для преобразования 3D модели из листового металла в плоскую модель.
При редактировании 3D-модели развертка автоматически обновляется. Если в результате изменения модели получится некорректная развертка, то отобразится диалоговое окно со всеми ошибками в развертке. Можно продолжать работу, но предупреждения об ошибках будут появляться до тех пор, пока они не будут исправлены.
Невозможно выровнять элементы, требующие деформации материала, такие как штампованные клейма или углубления. Если данные элементы были размещены на гранях листового металла с помощью команды "Инструмент высечки", то на развертке они будут представлены как 3D-элементы. Кроме того, они могут быть представлены с помощью выбранного эскиза или маркера центра. Применение эскизных и типовых элементов может дать непредсказуемые результаты, поэтому для добавления этих форм в деталь из листового металла следует использовать высечной инструмент.
Отображение 3D-элементов в развертках
Прим.: Если требуется добавить элементы модели, когда модель находится в состоянии развертки, следует сначала добавить в модель элемент в состоянии Развертка. Если эти элементы пересекают зону сгиба, то при возвращении модели в состояние после гибки с помощью функции Повторная гибка они принимают нужную форму.
Создание развертки из листового металла
Команда "Создание развертки" выполняет расчеты по материалу и подбирает компоновку, необходимую для преобразования 3D модели из листового металла в плоскую модель. В браузере детали отображается элемент "Развертка". Когда этот элемент активен, отображается плоский вид модели. Развертка автоматически обновляется при редактировании 3D модели. Для развертки можно выполнить редакторские правки, которые упрощают последовательные технологические операции. Однако, эти редакторские правки невидимы, когда модель возвращается в состояние после гибки.
Обычно создаваемая развертка перпендикулярна первоначальному эскизному конструктивному элементу грани, однако иногда ориентацию необходимо изменить. Выберите из контекстного меню пункт "Редактировать определение развертки", когда выбран узел развертки для изменения параметров ориентации, представления высечки и измерения угла сгиба.
Конструктивные элементы, требующие деформации материала, такие как штампованные клейма или углубления, не могут быть развернуты на плоскость. Если данные элементы были размещены на гранях листового металла с помощью команды "Высечной инструмент", то на развертке они с соблюдением точности представлены как 3D элементы. Кроме того, они могут быть представлены с помощью выбранного эскиза или маркера центра. Применение эскизных и типовых элементов может дать непредсказуемые результаты, поэтому для добавления этих форм в деталь из листового металла следует использовать высечной инструмент.
С помощью Диспетчера чертежей можно создать вид развертки детали из листового металла. Развертка должна быть создана в детали до того, как формировать вид. При удалении развертки соответствующий ей вид чертежа также удаляется.
Прим.: В случае создания модели, которая не может быть развернута (например, созданные элементы фланца на развертке расположены с нахлестом), отобразится диалоговое окно с предупреждением о том, что элементы пересекаются. В диалоговом окне можно нажать кнопку "Редактировать" или "Отмена" или можно принять ошибки пересечения, нажав кнопку "Принять". Если ошибки приняты, развертка создается с пересекающимися элементами. Во время последовательного создания в модели после гибки различных элементов это диалоговое окно будет отображаться до тех пор, пока элементы, пересекающиеся в плоском состоянии, не будут отредактированы.
Как отображается развертка?
После создания развертки можно переключаться между видом согнутой детали и видом развертки.
Просмотр существующей развертки:
- Дважды щелкните по узлу развертки в браузере или
- Выберите на ленте вкладку "Листовой металл" панель "Развертка" "Перейти к развертке" .
Для просмотра модели после гибки выполните следующие действия.
- Дважды щелкните по узлу модели после гибки в браузере или
- Выберите на ленте вкладку "Развертка" панель "Согнутая деталь" "Перейти к согнутой детали" .
Прим.: при работе со сборкой дважды щелкните значок детали из листового металла в браузере для ее активации, затем дважды щелкните узел развертки. В ходе данного рабочего процесса деталь из листового металла откроется в новом окне с видом развертки. Чтобы вернуться в среду сборки, выберите "Сохранить" и "Закрыть".
При изменении модели детали ее развертка автоматически обновляется. Если в результате изменения модели получится отдельная развертка, отобразится диалоговое окно. Можно принять ошибки, существующие в развертке, и продолжать работу. Однако предупреждения об ошибке будут отображаться до тех пор, пока ошибки не будут исправлены.
Что случится, если развертка сориентирована неправильно?
Развертки не всегда могут быть созданы и сориентированы так, чтобы наилучшим образом отвечать производственным целям. Чтобы изменить ориентацию существующей развертки, вызовите контекстное меню узла развертки в момент, когда она отображается, а затем выберите "Редактировать описание развертки". Откроется диалоговое окно, в котором можно расположить кромки горизонтально или вертикально, а также перевернуть весь лист нужным образом.
Вы можете определить, что различные файлы, являющиеся членами параметрического ряда деталей из листового металла, лучше всего обрабатываются, используя уникальные ориентации их развертки. Путем сохранения уникально именованных ориентаций развертки возможно задавать ориентацию в таблице параметрического ряда.
Прим.: Позаботьтесь об этом при создании чертежей разверток. Примечания к сгибам и высечкам, которые указывают направление, делают это относительно используемой по умолчанию фронтальной проекции, которая формируется при создании вида. Этот вид базируется на передней грани, видной в состоянии развертки модели.
Как в развертке отображаются 3D конструктивные элементы?
3D элементы, добавленные в модель после гибки с помощью инструмента высечки, обеспечивают максимальную гибкость в работе с развертками. Эти элементы могут отображаться следующим образом.
Прим.: Для элементов высечки, добавленных в развертку, описанные выше параметры отображения недоступны.
3D элементы, размещенные в модели после гибки с помощью параметрических элементов, отображаются так, как они были смоделированы. Если эти элементы удаляют материал (например, вырез), развернутый на плоскость лист в развертке будет представлен правильно. Если эти элементы добавляют материал, они отображаются в развертке так, как были смоделированы.
Прим.: детали, преобразованные в детали из листового металла, могут содержать 3D элементы, которые невозможно сформировать с помощью однородной толщины листа. Эти элементы отображаются в развертке так, как были смоделированы.
В каких случаях вырезы в деталях отображаются в виде отрезков или дуг?
В некоторых случаях вырезы в деталях из листового металла на развертках могут отображаться только в виде отрезков или дуг. Как правило, это происходит из-за того, что вырезы сделаны под углом к грани, или на кромках вырезов добавлены фаски или скругления.
Можно ли редактировать развертку?
В режиме отображения развертки в Autodesk Inventor доступна вкладка "Развертка" с панелями команд, которые можно использовать при работе с разверткой. В развертку можно добавлять элементы, способствующие успешному изготовлению изделия. Элементы, добавленные во время отображения модели в виде развертки, не становятся частью модели детали и не отображаются в дереве конструктивного элемента, когда модель становится моделью после гибки.
Прим.: Элементы модели, которые проще создавать, когда модель находится в плоском состоянии, следует добавлять после добавления в модель элемента развертывания. Если такие элементы пересекают область сгиба, они деформируются соответствующим образом после возврата модели в свернутое состояние с помощью элемента повторного сворачивания.
Прим.: Несмотря на то, что во время отображения модели в плоском виде можно добавлять элементы высечки, эти элементы не будут отображаться после гибки модели, и также невозможно будет воспользоваться преимуществами альтернативных представлений в плоском виде или в чертежах плоского вида. Рассмотрите вариант добавления таких элементов после создания элемента развертывания.
Как развертки используются на видах чертежа?
Можно ли экспортировать развертку?
Развертки могут быть экспортированы в файлы SAT или в файлы AutoCAD форматов DWG и DXF. Любой из файлов этих типов можно открыть некоторыми программными продуктами, включая Autodesk Inventor . Во время отображения развертки откройте контекстное меню узла развертки и выберите "Сохранить копию как". Для разверток, сохраненных в формате DWG или DXF, обеспечивается поддержка на всех уровнях (цвет, тип линий и все линий).
Развертки требуют некоторого количества материала на стопе плоских листов. Эта “площадь основания” материала изменяется по длине и ширине в зависимости от ориентации развертки. Длина, ширина и площадь будут доступны в Диспетчере чертежей (и через программный интерфейс приложения) как Свойства листового металла: ДЛИНА ГРАНИЦ РАЗВЕРТКИ, ШИРИНА ГРАНИЦ РАЗВЕРТКИ и ПЛОЩАДЬ В ГРАНИЦАХ РАЗВЕРТКИ. Эти свойства обновляются при каждом обновлении или переориентации развертки.
Прим.: Детали из листового металла, перенесенные в версию R2010, обладают этими свойствами, но для них требуется выполнение обновления вручную.
Создание детали из листового металла в SolidWorks
Приветствую всех! В этом уроке мы выполним деталь в SolidWorks из листового металла, которая послужит нам сиденьем для сборки металлоконструкции созданной ранее.
Металлоконструкция создавалась в следующих уроках:
Приступим к созданию листовой детали!
Создание базовой кромки.
Начинаем построение с базовой кромки. Для этого на вкладке листового металла в режиме проектирования деталей в SolidWorks кликаем по иконке «Базовая кромка/выступ» и строим эскиз как на картинке ниже.
Эскиз базовой кромки листовой детали в SolidWorks
Затем в параметрах инструмента в настройках листового металла устанавливаем толщину 1,5мм, остальные настройки оставляем без изменения и подтверждаем построение.
Настройки параметров базовой кромки листового металла в SolidWorks
И получаем данную базовую кромку.
Базовая кромка для листового металла в SolidWorks
Далее построим отбортовки для базовой кромки.
Кромка под углом
Отбортовка выполняется с помощью команды «Кромка под углом». Нажимаем на нее.
Иконка инструмента кромка под углом в SolidWorks.
И выбираем грань базовой кромки для создания эскиза. Рисуем его как на картинке ниже.
Эскиз для инструмента кромка под углом в SolidWorks
Если возникают проблемы с построением эскиза, то всегда можно посмотреть урок по нужной теме: Список урок здесь!
Далее выходим из эскиза и в параметрах инструмента устанавливаем следующие настройки.
Параметры инструмента кромка под углом в SolidWorks
Если мы сейчас подтвердим построение, то у нас получится вот такая кромка под углом, поэтому выбираем оставшиеся три кромки базовой кромки.
В предварительном просмотре должно получится как на картинке, затем подтверждаем построение.
Кромка под углом для 4-х граней в SolidWorks.
Пока получилась данная деталь. Сейчас в кромки под углом добавим отверстия для закрепления на сборке 3ДДД.001.01.000 СБ Рама.
Отверстия для крепления листовой детали
Для добавления отверстий выбираем любую кромку под углом и кликаем по инструменту вытянутый вырез. Затем разворачиваем ее перпендикулярно для создания эскиза отверстия. Далее рисуем эскиз как на картинки ниже
Эскиз отверстия на кромке под углом в SolidWorks
Выполняем вырез в глубине выреза выбираем параметр до следующей и получаем одно сквозное отверстие в кромке.
Далее с помощью инструмента линейный массив делаем 7 отверстий диаметром 3,3мм в кромке.
7 отв. Диаметром 3,3мм в кромке в SolidWorks
Далее уже с помощью кругового массива добавим отверстия в оставшиеся 3 кромки детали. Только для этого нужно выполнить вспомогательный эскиз осевой линии с начальной точки детали.
Вспомогательный эскиз осевой линии
Вокруг этой осевой линии и создадим круговой массив.
Созданием массива отверстий в SolidWorks
Подтверждаем построение массива. Затем назначим материал для детали: 12Х18Н9 ГОСТ 5632-72 (подробнее про назначение материала в SolidWorks по ГОСТ) и сохраним деталь под наименованием: 3ДДД.001.00.001 Сиденье.
В итоге мы получили данную листовую деталь.
Листовая деталь сиденье в SolidWorks
Если все сделано правильно, то мы сможем посмотреть развёртку данной детали, для это в дереве конструирования открываем соответствующею строку, далее нажимаем на открывшеюся развертку и выбираем иконку «Высветить».
Включение отображения развертки в SolidWorks
А вот и сама развёртка детали.
Развертка листовой детали в SolidWorks
В следующих уроках мы выполним чертеж данной детали, а также добавим ее в сборку.
Читайте также: