采用Pro/ENGINEER软件二次开发的钣金件自定义折弯表的应用

　　在实际工作中，钣金件的展开计算对于工艺人员来说是一项很重要的工作。工艺人员在计算时，要根据不同的情况，如：在折弯时是否有压板，折弯内经与板材厚度比的大小等来查表确定中性折弯线的位移系数，然后根据位移系数确定中性折弯线半径，最后将中性折弯线半径代人公式计算出折弯处的展开长度。整个计算过程繁琐、效率低且容易出错。

　　以基于特征、参数化和全相关而著称的Pro/ENGINEER(简称Pro/E)软件，它不仅拥有灵活多变的钣金件特征构建方法，也提供了2种计算钣金件折弯处展平长度的方法，同时还为用户进行二次开发提供了用户化工具箱——Pro/TOOLKIT。该工具箱为用户程序、软件及第三方程序提供了与Pro/E的无缝连接。选择Pro/E作为钣金件的设计和展开计算的平台，可以大大提高工作效率、简化计算过程、提高计算的准确度。

　　1 基本方法

　　1.1 Pro/E中折弯处展平尺寸的计算方法

　　方法一：Y因子和K因子法

　　Y因子和K因子是由钣金件材料的中性折弯线(相对于厚度而言)的位置所定义的常数。中性层的位置取决于设计中所用的钣金件材料类型、板材厚度等，其数字范围从0到1，数字越小代表材料越软。

　　K因子是折弯内半径与钣金件厚度的距离比，如图1所示。K因子的计算公式：k因子=δ/T。

　　Y因子可通过K因子来计算，其计算公式：Y因子=K因子×(II/2)。Y因子的缺省值为0.50。

　　图1 钣金件展平示意图

　　其中：

　　δ——折弯内半径与钣金件边之间的距离;

　　T——钣金件厚度;

　　L——在正方形之间的展开长度;

　　R——折弯半径;

　　N——中性折弯线。

　　使用Y因子或K因子计算钣金件展平长度，其计算公式：

　　L=(0.57π×R+Y×T)×(θ/90)

　　在同一钣金件中，如果应用K因子或Y因子计算展平长度，软件将按照某一特定的值对各个折弯处进行展平长度计算，而不考虑因为折弯内径与板厚比值不同导致的中性折弯线的偏移量不同，从而导致下料时的尺寸存在较大的误差。在实际应用中，此方法存在一定的局限性。

　　方法二：折弯表(Bend Table)法

　　当折弯处是90°时，Pro/E可以根据折弯内径R和板厚T的不同查找当前应用的折弯表中对应的展平长度。如果R或T处在表中两个特定的数值之间时，Pro/E系统会自动利用线形的方式来预估;如果R或T的值超出表的范围，Pro/E系统将利用表中定义好的计算公式来求出展平长度。如果折弯处的角度不是90°时，Pro/E系统会搜索到相应的在90°折弯时的值，然后这些值乘以θ/90，其中θ为实际的折弯角度，θ以度为单位。折弯表如图2所示。用户可以根据自己的需要定义自己的折弯表。

　　图2 折弯表

　　折弯表也有自身的局限性，仅适用于常数半径的折弯。对于可变半径的折弯，如圆锥、扫描壁、折边或圆柱，要用Y因子或K因子计算展开长度。

　　2.1 Pro/E二次开发的方法

　　Pro/T00LKIT提供了一个C的函数库，该函数库能够使用户或第三方的应用程序以一种可控制的、安全的方式访问Pro/E的数据库。从某种程序上来说Pro/T00LKIT是Pro/E应用程序开发者的API(Application Programming Interface应用编程接口)。

　　图3 通过程序完成自定义折弯表的应用过程

　　以编程调用Pro/T00LKIT函数库的方法来实现自定义折弯表的应用。首先，根据实际需要定义折弯表，保存为后缀为.BND的文件。其次，创建菜单栏菜单并定义菜单的动作，将选择的菜单与折弯表相对应，并将折弯表应用于当前的钣金件。

　　这种方式在已有的三维钣金模型的基础上，通过修改或藿新定义折弯表来重新计算折弯处的展平长度。其实现的过程如图3所示。

　　此方法可以使技术人员在建模时先不考虑钣金件材料类型、板材厚度等因素对展平时的影响，在设计完成后，根据加工的情况选择一下自己创建的菜单，程序就会自动调用不同的折弯表，完成精确的展平计算，从而大大提高了工作效率。

　　2 折弯表的创建

　　2.1 折弯表的格式

　　折弯表有其特有的格式，在创建时要严格按照其格式来编写。一般的折弯表格式可以分为4个字段，各自段的内容和数据输入方式如下：

　　2.1.1 计算公式(Formula)字段

　　此字段用来输入钣金件展平长度的计算公式。当创建的饭金件模型中的折弯内径及板厚没有在表格数据段所列的范围之内时，Pro/E系统就以计算公式所求得的长度值L作为折弯处的展平长度。

　　计算公式的格式有两种，分别为：

　　只有一个计算公式。这时，只需直接输入公式，格式如下所示：

　　FORMULAL=(0.55*T)+(PI*R)/2.0

　　此格式下关键字FORMULA必须与公式在同一行中。

　　多个计算公式。有时用户需要依据不同的情况来选择不同的计算公式来计算展平长度，此时需要使用IF ELSE END IF语句，此语句允许嵌套，格式为：

　　IF ELSE IF ELSE ENDIF ENDIF

　　此格式下以关键字FORMULA开头，且其独占一行;以END FORMULA结束，也独占一行。

　　2.1.2 换算公式(Conversion)字段

　　此字段用来输人钣金件展开长度的换算公式，关键字为CONVERSI0M。

　　当没有转换公式时，则系统自动以折弯许可值作为折弯处的展平长度，但当折弯处的内径R或板材厚度T不在表格数据范围之内时，Pro/E系统就以计算公式所求得的长度值L作为折弯处的展平长度;当折弯处的内径R或板材厚度T在表格数据范围之内，但介于两个特定的R值或T值之间时，Pro/E系统就利用线形的方式来预估折弯许可值A。

　　当折弯表中有转换公式时，当折弯处的内径R或板材厚度T不在表格数据范围之内时，Pro/E系统就以换算公式所求得的长度值L作为折弯处的展平长度。

　　换算公式也有两种格式，如同计算公式。在多个计算公式格式中，以独占一行的CONVERSIOM关键字开头，以独占一行的END VCONVERSIOM结束。

　　2.1.3 材料类型(Material)字段

　　用户在此字段以大写输入折弯表所适合的材料。格式为START MATERIALS END MATERIAL。关键字START MATERIALS和ENDMATERIAL各占一行。

　　2.1.4 表格数据(Table data)字段

　　表格数据字段用来指定特定的折弯内径R及板材厚度T之下的折弯许可值A。此字段的数据常与转换公式搭配使用，如果没有转换公式时，介于两个特定的R值和T值之间的A值利用线性的方式来预估。

　　图4 自定义折弯表

　　2.2 自定义折弯表

　　根据实际加工生产的情况，有的折弯需要压板，有的折弯不需要压板。有压板和没有压板的折弯在展平下料时其长度的计算不同，反映在折弯表上就是同一组R值和T值对应的折弯许可值A不同，所以分别建立了两个折弯表table1-metric和table2-metric。tablel-metric应用于没有压板的情况，table2-metric应用于有压板的情况。折弯表可以用写字板来创建，在用写字板编辑、创建折弯表时应注意两点：显示的内容要加双引号;注释的内容必须在前面加一感叹号，且要放在双引号内。创建的折弯表tablel—metric如图4所示。

　　3 应用实例

　　建立如图5所示钣金件，展开并计算其展平长度。第一是应用K因子，忽略折弯内径对中性折弯线的位移系数的影响，设K为0.5，计算得到的展平长度为661.429mm;第二是应用自定义折弯表，当应用适合没有压板情况下的折弯表时，计算得到的展平长度为660.500mm;当应用适合有压板情况下的折弯表时，计算得到的展平长度为660.408mm。

　　图5 钣金件

　　在实际展平计算中要考虑折弯内径与板厚的关系，所以按照自定折弯表，不同R值处的折弯选择应用不同的计算公式来计算，使展平计算出来的结果更加精确。

　　4 结论

　　通过创建折弯表，然后利用VC++6.0调用Pro/TOOLKIT函数，将创建的折弯表应用于当前钣金件模型，使钣金件模型再生、重新计算折弯处的展平长度，这有效的提高了钣金件折弯展平长度计算的精确度，使工艺人员在展平下料计算的工作不再繁琐、复杂，大大提高了工作效率。