高低壓配電柜柜體負責人針對機箱機柜鈑金零件設計說明

    眾所周知，機箱機柜鈑金零件是一種被普遍應用于機電、輕工、汽車等行業的零件，過去傳統的生產方法，由于周期長、效率低、質量差等缺點已經越來越不適應現代的設計要求。因此，在微機上開發 機箱機柜鈑金件CAD系統是萬分有意義的?！　?nbsp;

　　 機箱機柜鈑金零件是一種被普遍應用于機電、輕工、汽車等行業的零件，過去傳統的生產方法，由于周期長、效率低、質量差等缺點已經越來越不適應現代的設計要求，為了克服這些弊病，人們開發出一些先進的CAD系統，如Parametric Technolog公司的Pro/SHEETMETAL、Integraph公司FlatPatternand Nesting等，這些專門的機箱機柜鈑金零件設計系統，雖然功能十分強大，但是由于大多運行在職業站上，無論軟件還是硬件都顯得很貴重，因此，在微機上開發機箱機柜鈑金件CAD系統是萬分有意義的。 　　 

　　1 機箱機柜鈑金件特點和造型要求

　　1.1 機箱機柜鈑金零件的特點鈑金零件一般可分為三類： 　　 

　?。?font face="Times New Roman">1）平板類指一般的平面沖裁件。（2）拳曲類由拳曲或拳曲加簡單成形構成的零件。（３）成形類由拉伸等成形方法加工而成的規則曲面類或自由曲面類零件。這些零件都是由平板毛坯經沖切及變形等沖壓方式而加工出來的，它們與一般機加工方式加工出來的零件存留著很大差別。在沖壓加工方式中，拳曲變形是使鈑金零件產生復雜空間位置關聯的主要加工方式。而其它加工方法一般只是在平板上產生凸起或凹陷以及缺口、孔和邊緣等形狀。這一特點是在建立鈑金零件造型系統時所必須注意的。 　　 

　　1.2 機箱機柜鈑金零件產品造型要求在模具設計過程中， 機箱機柜鈑金零件的形狀是模具設計的主要依據，它決定了模具的總體結構和形狀。而機箱機柜鈑金零件的尺寸公差則影響著模具職業部分（如凸凹模等）形狀的尺寸及公差。另外， 機箱機柜鈑金零件的材料、形位公差及技術要求等對模具的職業部件有較大的影響。因此，機箱機柜鈑金零件模型除應包含形狀信息外，還必須包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技術要求等信息，這樣才能保證模具設計結果的準確性。 機箱機柜鈑金零件模型是后續模具設計應用程序所需各種信息的載體，這就要求零件模型能夠反映出鈑金零件的特點，具體地說就是要反映出鈑金零件的工程語義，使模具設計應用程序可以理解方便地提取出所需要的信息。另一方面，３維鈑金零件一般具有復雜的空間位置關聯，只有根據機箱機柜鈑金零件的形狀特點進行構造，才可能簡化用戶操作。 　　 

2 機箱機柜鈑金件特征設計 　　

2.1現有機箱機柜鈑金造型方法 　　 

　　現在，已有針對機箱機柜鈑金零件特點而提出來的幾何造型方法，主要有2D鈑金零件的幾何造型和３D鈑金零件的幾何造型。前者包括編碼法、面素拼湊法和交互尺寸輸入法等；后者有拳曲變換拼湊法、體素拼湊法等方法。上述所有造型方法存留的共同缺點是當定義出錯時，修改萬分棘手，甚至可能需要重新輸入。所建立的零件模型，包含的信息也不完備，特別是缺少有關工程語義信息。當零件復雜時，造型過程也萬分繁瑣。 　 

　　2.2機箱機柜鈑金件特征描述 　 

經過以上對鈑金零件特點以及零件模型要求的分析，以及對現有的幾種機箱機柜鈑金零件的幾何造型方法的介紹，可以看到，要建立一個既反映機箱機柜鈑金零件特點又能滿足CAD燉CAM系統要求的鈑金零件模型，采用特征造型技術是一個有效的辦法。它除非能提供鈑金零件的完整的信息模型外，而且還可以較好地解決現有一些幾何造型方法所存留的問題?，F在一些商用的造型系統如Pro/ Engineering等都是采用特征造型方法來建立模型進行零件的表白。 　　

　　特征是產品描述信息的集合，它不僅具有按定然拓撲關聯形成的特定形狀，而且反映特定的工程語義，適宜在設計、分析和制造中使用。特征是實現CAD/CAPP/CAM集成的關鍵。特征可以分為：形狀特征、精度特征、材料特征等，中間形狀特征是關鍵，是其它特征的載體或基體，也是實現參數化特征造型的核心，它可以定義為具有定然工程意義的幾何形體或實體。零件的結構與形狀是產品定義的主要內容之一，如何用形狀特征及其相互關聯來描述一個產品的結構與形狀，是特征建模的首要問題，每個機箱機柜鈑金零件都可以分解為一個或多個形狀特征，顯而易見，從特征構型的角度來看，鈑金件是由一系列特征構成，它們之間的相互牽扯便構成一個完整的零件。根據鈑金件特點，可以綜合出如下特征： 　 

　?。?font face="Times New Roman">1）平面特征構成零件的平面形狀，是零件的基本部分，是連接拳曲的部分，也是局部成形和沖孔的母體。平面特征的幾何形狀由一個圖形元素（直線、圓弧等）鏈loop來表示。  

　?。?font face="Times New Roman">2）拳曲特征它是由拳曲加工工序產生的形狀，這里以簡單拳曲特征為例，即由圓柱面表示的拳曲區。拳曲特征由形成該特征的幾何元素和拳曲屬性來表示。其數據結構為：  

　?。?font face="Times New Roman">3）孔特征它作為一般子特征而依附于其它特征，如在平面或拳曲特征上沖孔?？椎臄祿Y構與平面特征基本等同。  

　?。?font face="Times New Roman">4）局部成形特征由局部成形工序在沖壓件上產生的形狀。通常它的形狀固定，尺寸不同，因此可以用參數來表白。  

　?。?font face="Times New Roman">5）用戶自定義特征由于鈑金件種類繁多，往往會用到一些新的特征，因此特征建模系統有必要為用戶提供自定義的手法。 

　　中間，機箱機柜鈑金件是以平面和拳曲面為主特征，而沖孔和局部成形特征作為主特征的附屬特征來描述。每個平面特征可以與多個拳曲特征相連，而每個拳曲特征只能在兩端與兩個平面特征相連，根據特征在機箱機柜鈑金件展開中的作用，每個鈑金件都定義了一個基準特征，經過主特征之間的關聯，可將零件按多*特征樹方式分解（圖1a），該特征樹的根就是基準形狀特征，由于多*樹（圖1b）的操作處理衡量棘手，因而以二*樹（圖1c）的方式表白和處理多*樹。 　 

　　2.3機箱機柜特征信息描述 　　 

　　現狀特征不僅是低層次設計信息的抽象，而且是其它非幾何特征信息的載體，因此是產品信息模型中最重要的部分?，F在，還沒有一種關于特征的廣為人們接受的定義及其描述方法。人工輔助特征識別是將特征的識別和映射任務交給人來完成，自動化程度低；特征自動識別算法復雜，至今只對簡單形狀的識別衡量有效。更科學的方法是使設計人能夠按形狀來建立模型并積存其信息，而不是事后識別形狀特征。因此，本文進行基于特征設計方法的研究，提出特征描述方法，該方法根據集成化制造系統的要求，統一規劃產品描述的多級抽象結構，以提高系統的時間效率和空間效率。 　　 

　　形狀特征的描述分為三層。頂層是特征關聯樹，它描述產品的總體形狀如何由各特征元素形成，特征間的關聯用連接來表白，如鄰接關聯反應了特征間的連接關聯，父子關聯反應了特征的從屬關聯。特征關聯樹將物體分解成低級元素，并顯現表白特征間的相互關聯和相互作用，這種分解給產品模型添補定然程度的智能，給用戶提供了符合人們思維方式的高檔環境。第二層是每個形狀特征的定義，包括工程關鍵詞和有關參數，各基本特征的參數表描述了各特征元素的屬性參數，如拳曲角的特征參數是拳曲角度和半徑，這是一種隱式表白數據實體的方法，它將形狀信息參數化地而不是幾何地組織進數據結構中，相對來說，隱式表白更易為應用操作所控制和利用。第三層是簡化對稱邊界圖，它描述形成物體的面、邊、點及其相互關聯，面的存留為精度特征的描述提供了依據，而且在計算機繪圖等應用中，也需要產品的拓撲和幾何數據。 　　 

　　由于形狀特征的建模既具備高層次的形狀特征信息，又具備對形狀特征進行分解產生的低層次幾何要素信息。因此，精度特征和材料特征表白所依據的形狀信息是完備的，可以分別精度特征和材料特征的描述框架，然后經過指針與形狀特征聯成網絡。 　　 

　　2.4特征造型的實現 　　 

　　在本文中，選用AutoCAD作為特征造型建立機箱機柜鈑金零件產品模型的設計平臺，并且引進參數化技術，特征具有參數化的性質，其屬性以參數的方式來表白。設計師預先建立特征庫，中間包含常用機箱機柜鈑金零件的特征，如平板、孔以及各種方式的槽等，設計是首先輸入零件的總體信息，挑選特征庫中基體類特征，生成基體特征，以此為基礎，進行特征裝配造型。然后循環從特征庫中挑選所需要的特征，經過特征參數表和定位參數表給出特征參數和定位參數，并進行特征裝配，建立形狀特征模型。最后輸入其它特征信息，建立產品特征模型。 　　 

　　3機箱機柜結論 　　 

利用這種思想建立的特征零件模型具有以下特點：（1）集成性特征造型系統為下游應用的各步驟提供了一個具有幾何、屬性和知識的信息完備的產品模型，從而為CAD、CAPP和CAM各應用模塊的集成提供了實現的基礎。（2）表白信息的豐富性相對于幾何造型軟件，基于特征建模提供了一種更自然方便表白設計者意圖的方法，許可設計者直接用工程術語描述零件。（3）信息描述的多層次性產品模型既有高層次的特征參數和特征關聯，又有低層次的幾何拓撲元素，一方面為后續的特征評價提供了高層次的語義信息，另一方面為尺寸和精度特征的表示提供了依據實體。

文章來源：高低壓配電柜柜體 http://www.beiword.cn/products-detail.asp?cpid=38