1.2 SolidWorks钣金展开放样流程

本节将介绍SolidWorks钣金件设计界面，以及使用SolidWorks进行钣金件展开放样的完整流程，具体内容涉及三维钣金件模型的基本创建方法、自动展开的方法、参数的测量与修正、展开图样的创建等。读者在学习时，要注意各种参数的设置和修改以及展开图样的创建方法。

1.2.1 SolidWorks钣金件设计界面

在学习本节时，请先打开钣金件模型文件D:\sw17.15\work\ch01.02.01\下平上斜正圆锥台管.SLDPRT。SolidWorks钣金设计的工作界面包括设计树、下拉菜单区、工具栏按钮区、任务窗格、状态栏、图形区等（图1.2.1）。

1.设计树

设计树中列出了活动文件中的所有零件、特征以及基准和坐标系统等，并以树的形式显示模型结构，通过设计树可以很方便地查看及修改模型。

通过设计树可以使以下操作更为简洁快速。

● 通过双击特征的名称来显示特征的尺寸。

● 通过右击某特征，然后选择命令来更改特征的名称。

● 通过右击某特征，然后选择命令来查看特征的父子关系。

● 通过右击某特征，然后选择命令来修改特征要素。

● 重排序特征。可以在设计树中拖动及放置来重新调整特征的生成顺序。

2.下拉菜单区

下拉菜单中包含创建、保存、修改模型和设置SolidWorks环境的一些命令。钣金设计的命令主要分布在子菜单中。

3.工具栏按钮区

工具栏中的命令按钮为快速进入命令及设置工作环境提供了极大的方便，用户可以根据具体情况定制工具栏。在工具栏处右击，在系统弹出的快捷菜单中确认选项被激活（前的按钮被按下），“钣金（H）”工具栏（图1.2.2）显示在工具栏按钮区。

注意：用户会看到有些菜单命令和按钮处于非激活状态（呈灰色，即暗色），这是因为它们目前还没有处在发挥功能的环境中，一旦它们进入有关的环境，便会自动激活。

4.状态栏

在用户操作软件的过程中，状态栏会实时地显示当前操作、当前状态以及与当前操作相关的提示信息等，以引导用户操作。

5.图形区

SolidWorks界面中的图形区用于显示各种模型的图像。

6.任务窗格

SolidWorks的任务窗格包括以下内容。

●（SolidWorks资源）：包括“开始”“社区”“在线资源”区域等。使用该工具可以登录Internet访问SolidWorks官方网站。

●（设计库）：用于保存可重复使用的零件、装配体和其他实体，包括库特征。用户可以将常用的零件及特征储存到设计库中，以方便下次调用，也可以在整个团队间共享自己的设计库。

●（文件探索器）：相当于Windows资源管理器，以树状分支结构显示当前文件夹中的所有文件，可以方便地查看和打开模型。

●（视图调色板）：用于插入工程视图，包括要拖动到工程图图样上的标准视图、注解视图和剖面视图等。

●（外观、布景和贴图）：包括外观、布景和贴图等。对模型设置外观颜色、材质纹理以及展示布景，使模型与真实产品外观更接近。

●（自定义属性）：用于自定义属性标签编制程序。自定义属性常用于设置模型的零件号、附件说明等参数，以便能自动编制符合公司标准的零件清单。

●（SolidWorks Forum）：SolidWorks论坛，可以与其他SolidWorks用户在线交流。

1.2.2 创建钣金零件

使用SolidWorks创建钣金件时，应根据不同钣金件的形状选择对应的方法。对于圆柱或椭圆柱类的钣金，应采用钣金特征中的“基体-法兰/薄片”进行创建；对于圆锥及方圆过渡类的钣金，应采用“放样折弯”的方法进行创建；对于多节弯头、三通及多通类的钣金件，由于实际生产是采用焊接的方法，应采用创建单个分支然后进行装配的方法进行创建。

1.使用“放样折弯”的方法创建钣金件

图1.2.3所示的“下平上斜正圆锥台管”是由一与圆锥轴线成一角度的正垂直截面截断正圆锥顶部形成的。其创建思路是：先绘制两个不封闭的圆弧，采用“放样折弯”的方法创建钣金整体模型，再通过“拉伸切除”切除多余的部分。图1.2.3所示的分别是其钣金件及展开图。下面介绍该零件在SolidWorks中的创建过程。

Step1.选择下拉菜单命令（或在“标准”工具栏中单击按钮），此时系统弹出“新建SOLIDWORKS文件”对话框。在该对话框中选择文件类型为“零件”，然后单击按钮。

Step2.创建图1.2.4所示的草图1。选择下拉菜单命令，选取前视基准面作为草图基准面，在草绘环境中绘制图1.2.4所示的草图1。

Step3.创建图1.2.5所示的基准面1。选择下拉菜单命令，系统弹出“基准面”对话框，选取上视基准面和图1.2.5所示的点为参考实体，单击按钮，完成基准面1的创建。

Step4.创建草图2。选取上视基准面作为草图基准面，绘制图1.2.6所示的草图2（圆弧经过草图1中底部直线的两个端点）。

Step5.创建草图3。选取基准面1为草图基准面，绘制图1.2.7所示的草图3（圆弧经过图1.2.6所示的草图点）。

说明：两个草图必须是不封闭的，开口同向对齐；草图必须是相切连续的，如果是有尖角的草图要进行圆角处理。

Step6.创建图1.2.8所示的放样折弯钣金。

（1）选择命令。选择下拉菜单命令，系统弹出“放样折弯”对话框。

（2）定义放样轮廓。依次选取图1.2.9所示的草图2和草图3作为放样折弯特征的轮廓。（3）查看路径预览。单击“上移”按钮调整轮廓的顺序。

（4）定义放样的厚度值。在“放样折弯”对话框的区域中选择单选项，在文本框中输入数值1.0，并单击“反向”按钮调整材料方向使其向内。

（5）单击“放样折弯”对话框中的按钮，完成放样折弯特征的创建。

Step7.创建图1.2.10所示的切除-拉伸。选择下拉菜单命令；选取前视基准面为草绘基准面，绘制图1.2.11所示的横断面草图（草图直线与草图1中角度为60°的直线重合）；在对话框区域的下拉列表中选择选项，取消选中复选框；选中复选框，在该区域的下拉列表中选择选项；单击按钮。

Step8.选择下拉菜单命令，将模型命名为“下平上斜正圆锥台管”，保存钣金模型。

2.钣金特征

当完成放样折弯的创建后，系统将自动在设计树中生成和两个特征，如图1.2.12所示。这些特征用来管理该零件并定义零件的默认设置。

在图1.2.12所示的设计树中右击特征，在系统弹出的快捷菜单（图1.2.13）中选择命令，系统弹出“钣金”对话框；选中复选框后的对话框如图1.2.14所示，在该对话框中可以设定并修改“钣金规格”“折弯参数”“折弯系数”和“释放槽”等参数，这些参数将对整个零件起作用。

图1.2.14所示的“钣金”对话框中各选项的功能说明如下。

●区域：用于设定钣金零件的规格表。

☑复选框：用于定义是否使用钣金规格表。钣金规格表是Excel文件，其扩展名为xls。可以在钣金规格表中为钣金零件选择一个规格，以设定钣金厚度和限定折弯半径。SolidWorks 2017软件自带铝和钢的钣金规格表样本。默认情况下，钣金规格表样本在SolidWorks 2017安装目录下的Program Files\SOLIDWORKSCorp\SolidWorks\lang\chinese-simplified\SheetMetalGauge Tables文件夹中。可以用Excel软件将其打开进行编辑，也可以根据实际需要创建自定义的钣金规格表。

☑下拉列表：用于根据实际情况，从列表中选择合适的规格表。

☑按钮：单击此按钮，系统弹出“浏览文件夹”对话框，从指定的路径中找到规格表。

●区域：用于设置折弯的参数。

☑：单击定义固定的面或边线。

☑文本框：用于设置折弯半径。

☑文本框：用于设置钣金材料的厚度。

●区域：用于设置整个钣金零件的折弯系数。

☑：折弯系数表是包含各种材料（如钢、铝等）具体参数的表格，其中包含利用材料厚度和折弯半径进行的一系列折弯计算。折弯系数表可以选择下拉菜单命令，然后选择子菜单中的或者命令，用SolidWorks 2017软件自带的示例文件来创建，也可以在“钣金”对话框中选择来创建。折弯系数表是Excel文件（图1.2.15），其扩展名为xls。SolidWorks 2017软件自带的示例文件在SolidWorks 2017安装目录下的Program Files\SOLIDWORKS Corp\SolidWorks\lang\chinese-simplified\Sheetmetal Bend Tables文件夹中。

☑：K因子是折弯计算中的一个常数，它是从内表面到中性层的距离与钣金厚度的比值。

☑：这里的折弯系数专指折弯后中性层所在位置的弧长。

☑：当在生成折弯时，可以通过输入数值来给任何一个钣金折弯指定一个明确的折弯扣除数值。定义折弯扣除数值（图1.2.16）：折弯扣除=2×OSSB-BA。折弯扣除值一般根据工厂的实际加工生产情况和用户的经验数据来设定。

●区域：用于设置释放槽的各种参数。

☑下拉列表：用于设置自动切释放槽的类型。

☑文本框：用于设置释放槽的比例。

3.K因子与板厚

实际中的钣金都有一定的板厚，在对钣金进行折弯成形时，必然会引起折弯部位的金属变形，这说明钣金在展开前后的轮廓尺寸有一定的差别。为保证展开后的钣金轮廓尺寸符合实际加工的需求，在钣金设计中需要设置折弯系数。前面简要介绍了各种钣金折弯系数的概念，本书中介绍的多是柱面、锥面以及球面的展开，在这些不规则钣金的展开放样中，以设置K因子的方法作为折弯系数最为适合。

在钣金的折弯过程中，假设有一层金属在折弯前后的长度是不变的，这个虚拟的“金属层”称为中性层或中性面，K因子用于确定中性层的位置，它是从内表面到中性层的距离与钣金厚度的比值。当选择 K因子作为折弯系数时，可以指定 K因子折弯系数表。SolidWorks 应用程序自带Microsoft Excel 格式的 K因子折弯系数表格。其文件位于SolidWorks 应用程序的安装目录下的lang\Chinese-Simplified\Sheetmetal Bend Tables文件夹的kfactor base bend table.xls文件中。也可通过使用钣金规格表来应用基于材料的默认K因子，定义K因子的含义如图1.2.17所示。

带 K因子的折弯系数使用以下计算公式：

BA=π(R+ KT)A/180

式中 BA——折弯系数；

R——内侧折弯半径（mm）；

K——K因子，K=t/T；

T——材料厚度（mm）。

图中t表示从内表面到中性层的距离（mm）；

A表示折弯角度（经过折弯材料的角度）（°）。

K因子的设置值与钣金件的板厚（T）以及内侧折弯半径（R）有关。一般情况下，当R/T≥5时，K因子的值可以取0.5，即默认中性层的位置位于板厚的中间；当R/T≤5时，K因子的值可以按表1.2.1所示的值进行选取；当R近似为0时，K因子的值也为0。

说明：本书介绍的K因子的取值是对实际工程经验数据的归纳整理，但由于不同的企业涉及的产品材料、加工工艺以及加工设备的不同，K因子的值必须经过试验的修正，才能用于生产加工。修正的具体方法是先选择理论上合适的K因子的值，然后将理论值用于试验生产，根据经验数据和实际误差不断修正并多次试验，最终得到符合当前产品、材料以及加工设备的K因子的值。

1.2.3 展开钣金

特征位于所有特征的最下方，默认情况下该特征为压缩状态，若对其进行解除压缩操作，可以将钣金展开。

下面说明用命令对模型进行压缩和解除压缩的一般操作步骤。

Step1.打开文件D:\sw17.15\work\ch01.02.03\下平上斜正圆锥台管.SLDPRT。

Step2.对模型进行解除压缩。在设计树中右击特征，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，此时钣金模型被展开（图1.2.18b）。

Step3.对模型进行压缩。再次右击，在系统弹出的快捷菜单中选择命令，也可以直接单击图形区右上角的图标，此时钣金模型又恢复到压缩状态（图1.2.18a）。

Step4.选择下拉菜单命令，将模型命名为“下平上斜正圆锥台管展开”，保存钣金模型。

1.2.4 钣金的数据测量

使用特征将钣金展开后，可以测量展开状态下的钣金件的相关参数，如展开表面积、轮廓周长以及折弯误差等。

下面以图1.2.19所示的模型为例，说明测量数据的一般操作步骤。

Task1.测量面积及周长

Step1.打开文件D:\sw17.15\work\ch01.02.04\下平上斜正圆锥台管展开.SLDPRT。

Step2.选择命令。选择下拉菜单命令（或单击“工具”工具栏中的按钮），系统弹出“测量”对话框。

Step3.定义要测量的面。选取图1.2.19所示的模型表面作为要测量的面。

Step4.查看测量结果。完成上步操作后，在图形区和图1.2.20所示的“测量”对话框1中均会显示测量的结果。

Task2.测量轮廓长度

Step1.在图形区空白处单击，结束上一步的测量操作。

Step2.测量曲线的长度。选取图1.2.21所示的边线作为要测量的对象。完成选取后，在图形区和图1.2.22所示的“测量”对话框2中均可以看到测量的结果。

Task3.测量自由形折弯误差

Step1.关闭“测量”对话框。

Step2.选择命令。在设计树中展开图1.2.23所示的节点，然后右击其中的选项，在系统弹出的图1.2.24所示的快捷菜单中选择命令，系统弹出“折弯误差”对话框并显示测量结果，如图1.2.25所示；同时图形区中也显示测量结果，如图1.2.26所示。

图1.2.25所示的“折弯误差”对话框中部分选项的说明如下。

●文本框：用于选取要测量的折弯特征。

●：用于显示折弯曲面的表面积参数。

●：显示未展开状态时的放样折弯曲面区域的表面积。

●：显示展开状态时的放样折弯曲面区域的表面积。

●：表面积数值与表面积数值的差。

●：值与表面积数值的百分比。

●：当选中其中的复选框时，图形区中只显示曲线的最大误差。

说明：图形区的标注为每条边线的折弯误差值。折弯曲面区域的折弯误差基准面是草图所处的基准面或面。例如，如果材料向模型的内部拉伸，折弯误差则从外部面测量。

1.2.5 生成钣金工程图

钣金件创建完成并经过展开验证后，可以根据三维模型和展开图样创建钣金工程图。创建钣金工程图时，系统会自动创建一个平板形式的配置，该配置可以用于创建零件展开状态的视图。所以，在用SolidWorks创建带折弯特征的钣金工程图时，不需要展开钣金件。

下面以图1.2.27所示的工程图为例来说明创建钣金工程图的一般过程。

Task1.新建工程图

下面介绍新建工程图的一般操作步骤。

Step1.选择下拉菜单命令，系统弹出“新建SOLIDWORKS文件”对话框（一）。

Step2.在“新建SOLIDWORKS文件”对话框（一）中选择“工程图”模板，单击按钮，系统弹出“新建SOLIDWORKS文件”对话框（二）。

Step3.在“新建SOLIDWORKS文件”对话框（二）中选择“gb_a2”模板，单击按钮，完成工程图的创建。

Task2.创建主视图

下面以图1.2.28所示的主视图为例，介绍主视图的一般创建过程。

Step1.选择零件模型。在“模型视图”对话框中的系统提示下，单击区域中的按钮，系统弹出“打开”对话框；在下拉列表中选择目录D:\sw17.15\work\ch01.02.05，然后选择模型文件“下平上斜正圆锥台管.SLDPRT”，单击按钮。

说明：可选择下拉菜单命令，进入“模型视图”对话框。

Step2.定义视图参数。在区域中单击“前视”按钮（图1.2.29）；在“模型视图”对话框的区域中取消选中复选框；在区域（图1.2.30）中选中单选项，在其下方的下拉列表中选择选项。

Step3.放置视图。将鼠标指针移动至图形区，选择合适的放置位置并单击，以生成主视图（图1.2.28）。

Step4.单击“工程图视图”对话框中的按钮，完成主视图的创建。

说明：如果在生成主视图前，在区域中选中复选框（图1.2.31），则在生成一个视图后会继续生成其投影视图。

Task3.创建投影视图

投影视图包括俯视图、轴测图和左视图等。下面以图1.2.32所示的视图为例，说明创建投影视图的一般操作过程。

Step1.选择下拉菜单命令，在窗口中出现投影视图的虚线框。

Step2.系统自动选择图1.2.32所示的主视图作为投影的父视图。

说明：该视图中只有一个视图，所以系统默认选择该视图为投影的父视图。

Step3.放置视图。在主视图的右侧单击以生成左视图；在主视图的下方单击，以生成俯视图；在主视图的右下方单击，以生成轴测图。

说明：在区域中选中单选项，在其下方的下拉列表中可以选择轴测图比例。

Step4.单击“投影视图”对话框中的按钮，完成投影视图的创建。

Task4.创建图1.2.33所示的平面展开视图

Step1.单击任务窗格中的“视图调色板”按钮，打开“视图调色板”对话框。

Step2.单击“浏览”按钮，系统弹出“打开”对话框，在该对话框中选择模型文件“下平上斜正圆锥台管.SLDPRT”并打开，在“视图调色板”对话框中显示零件的视图预览。

Step3.在打开的“视图调色板”对话框中将“平板形式”的视图拖到工程图图样上，在系统弹出的SolidWorks对话框中单击按钮，然后单击按钮。

Step4.调整视图比例。单击平板视图，在系统弹出的“工程图视图”对话框的区域中选中单选项，在其下方的下拉列表中选择选项。

Step5.单击“工程图视图”对话框中的按钮，完成展开视图的创建。

Task5.创建尺寸标注

工程图中的尺寸标注是与模型相关联的，而且模型中的尺寸修改会反映到工程图中。通常用户在生成每个零件特征时就会生成尺寸，然后将这些尺寸插入到各个工程视图中。

Step1.选择下拉菜单命令，系统弹出“尺寸”对话框，为视图添加图1.2.34所示的尺寸标注。

Step2.调整尺寸。将尺寸调整到合适的位置，保证各尺寸之间的距离相等。

Step3.单击“尺寸”窗口中的按钮，完成尺寸的标注。

Task6.创建注解

在工程图中，除了尺寸标注外，还需要创建相应的注解，如图1.2.35所示。

Step1.选择下拉菜单命令，系统弹出“注释”对话框。

Step2.单击区域中的“下画线引线”按钮。

Step3.定义放置位置。选取图1.2.35所示的边线，在合适的位置处单击。

Step4.定义注解内容。在注解文本框中输入“1.0厚”，单击按钮，完成注解的创建。

Task7.保存文件

钣金工程图创建完毕，选择下拉菜单命令，将文件命名为sm_drw.SLDDRW即可保存零件模型。

1.2.6 输出DXF/DWG文件

钣金件被展开后，除了创建工程图外，还需要将展开图样输出为DXF/DWG格式，以便导入到激光切割机等先进加工设备中，为生产加工提供数据支持。下面介绍输出DXF/DWG文件的一般操作过程。

Step1.打开展开的钣金件模型。打开文件D:\sw17.15\work\ch01.02.06\下平上斜正圆锥台管展开.SLDPRT。

Step2.选择命令。在设计树中右击特征，系统弹出图1.2.36所示的快捷菜单，在该菜单中选择命令，此时系统弹出“另存为”对话框。

Step3.设置保存参数。在下拉列表中选择选项，在文本框中采用默认的名称，单击按钮。

Step4.设置输出参数。在系统弹出的“DXF/DWG输出”对话框中设置图1.2.37所示的参数，单击按钮。

Step5.此时系统弹出“DXF/DWG清理-平板形式”对话框，在该对话框中显示展开图样的DXF图形，单击按钮，保存DXF文件并关闭该对话框。