1.2 UG钣金展开放样流程

本节将介绍UG NX 12.0软件钣金件设计界面以及使用UG NX 12.0软件进行钣金件展开放样的完整流程，其中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 设置界面主题

启动软件后，一般情况下系统默认显示的是图1.2.1所示的“浅色（推荐）”界面主题，由于在该界面主题下软件中的部分字体显示较小，显示得不够清晰，本书的写作界面将采用“经典，使用系统字体”界面主题，读者可以按照以下方法进行界面主题设置。

Step1. 单击软件界面左上角的 按钮。

Step2. 选择 命令，系统弹出图1.2.2所示的“用户界面首选项”对话框。

Step3. 在“用户界面首选项”对话框中单击 选项组，在右侧 下拉列表中选择 选项。

Step4. 在“用户界面首选项”对话框中单击 按钮，完成界面设置，如图1.2.3所示。

说明： 如果要在“经典”界面中修改用户界面，可以选择 命令，即可在“用户界面首选项”对话框中进行设置。

1.2.2 UG钣金设计界面

在学习本节时，请先打开钣金件模型文件D:\ug12.15\work\ch01.02.02\up_level_down_bevel_conestand.prt。UG NX 12.0的“经典，使用系统字体”用户界面包括标题栏、下拉菜单区、快速访问工具条、功能区、消息区、图形区、部件导航器区及资源工具条（图1.2.4）。

1．功能区

功能区中包含“文件”下拉菜单和命令选项卡。命令选项卡显示了UG中的所有功能按钮，并以选项卡的形式进行分类。用户可以根据需要自己定义各功能选项卡中的按钮，也可以自己创建新的选项卡，将常用的命令按钮放在自定义的功能选项卡中。

2．下拉菜单区

下拉菜单中包含新建、保存、插入和设置UG NX 12.0环境等一些命令。

3．资源工具条区

资源工具条区包括“装配导航器”“约束导航器”“部件导航器”“重用库”“视图管理器导航器”“历史记录”等导航工具。用户通过该工具条可以方便地进行一些操作。对于每一种导航器，都可以直接在其相应的项目上右击，快速地进行各种操作。

资源工具条区主要选项的功能说明如下：

● “装配导航器”显示装配的层次关系。

● “约束导航器”显示装配的约束关系。

● “部件导航器”显示建模的先后顺序和父子关系。父对象（活动零件或组件）显示在模型树的顶部，其子对象（零件或特征）位于父对象之下。在“部件导航器”中右击，从弹出的快捷菜单中选择 命令，则按“模型历史”显示。“模型历史树”中列出了活动文件中的所有零件及特征，并按建模的先后顺序显示模型结构。若打开多个UG NX 12.0模型，则“部件导航器”只反映活动模型的内容。

● “重用库”中可以直接从库中调用标准零件。

● “历史记录”中可以显示曾经打开过的部件。

4．消息区

执行有关操作时，与该操作有关的系统提示信息会显示在消息区。消息区中间有一条可见的边线，左侧是提示栏，用来提示用户如何操作；右侧是状态栏，用来显示系统或图形当前的状态，例如显示选取结果信息等。执行每个操作时，系统都会在提示栏中显示用户必须执行的操作，或者提示下一步操作。对于大多数的命令，用户都可以利用提示栏的提示来完成操作。

5．图形区

图形区是UG NX 12.0用户主要的工作区域，建模的主要过程、绘制前后的零件图形、分析结果和模拟仿真过程等都在这个区域内显示。用户在进行操作时，可以直接在图形区中选取相关对象进行操作。

同时还可以选择多种视图操作方式。

方法一： 右击图形区，弹出快捷菜单，如图1.2.5所示。

方法二： 按住右键，弹出挤出式菜单，如图1.2.6所示。

6．“全屏”按钮

在UG NX 12.0中单击“全屏”按钮 ，允许用户将可用图形窗口最大化。在最大化窗口模式下再次单击“全屏”按钮 ，即可切换到普通模式。

1.2.3 UG钣金设计模块首选项设置

为了提高设计钣金件的效率以及使钣金件在设计完成后能顺利地加工及精确地展开，UG NX 12.0提供了一些对钣金零件属性的设置及其平面展开图处理的相关设置。对首选项的设置极大地提高了钣金设计速度。这些参数设置包括对材料厚度、折弯半径、止裂口深度、止裂口宽度和折弯许用半径公式的设置，下面详细讲解这些参数的作用。

进入NX钣金设计模块后，选择下拉菜单 命令，系统弹出“钣金首选项”对话框。在图1.2.7所示的“钣金首选项”对话框（一）中有 、 、 、 、 、 和 七个选项卡，下面将分别对它们进行介绍。

在图1.2.7所示的“钣金首选项”对话框（一）中，单击 选项卡，显示 选项卡的各选项；该选项卡用于设置钣金的全局参数，包括材料厚度、折弯半径等。

图1.2.7所示的“钣金首选项”对话框（一）中 选项卡中各选项的说明如下。

● 区域：包含 、 和 选项，可用于确定钣金折弯的定义方式。

：当选择该选项时，可直接以数值的方式在 区域中输入钣金折弯参数。

：当选择该选项时，单击 按钮，系统弹出图1.2.8所示的“选择材料”对话框，可在该对话框中选择一种材料来定义钣金折弯参数。

：当选择该选项时，可通过选择钣金标准工具，以定义钣金的折弯参数。

● 区域：在该区域中可设置以下参数。

文本框：可以在该文本框中输入数值以定义钣金零件的全局厚度。

文本框：可以在该文本框中输入数值以定义钣金件折弯时默认的折弯半径值。

文本框：可以在该文本框中输入数值以定义钣金件默认的让位槽的深度。

文本框：可以在该文本框中输入数值以定义钣金件默认的让位槽的宽度。

● 区域：用于定义折弯定义方法，包含 下拉列表和 文本框。在 下拉列表中包含 、 和 三个选项。

：选择该选项时，可采用中性因子定义折弯方法，且可在其后的文本框中输入数值以定义折弯的中性因子。

：选择该选项时，可使用半径公式来确定折弯参数。

：选择该选项时，可在创建钣金折弯时使用折弯表来定义折弯参数。

在“钣金首选项”对话框中单击 选项卡，此时“钣金首选项”对话框（二）如图1.2.9所示。

图1.2.9所示的“钣金首选项”对话框（二）中 选项卡中各选项的说明如下。

● 区域：在该区域中可以设置展开钣金后，内、外拐角的处理方式。

下拉列表：该下拉列表中有 、 和 三个选项，用于设置钣金展开后外拐角的处理方式。

◆ 选项：选择该选项时，不对内、外拐角做任何处理。

◆ 选项：选择该选项时，对内、外拐角添加一个倒斜角，倒斜角的大小在其后的文本框中进行设置。

◆ 选项：选择该选项时，对内、外拐角添加一个圆角，圆角的大小在后面的文本框中进行设置。

下拉列表：该下拉列表中有 、 和 三个选项，用于设置钣金展开后外拐角的处理方式。

● 区域：该区域用于在对圆柱表面或折弯处有裁剪特征的钣金零件进行展开时，设置是否生成B样条。当选中 复选框后，可通过 及 两个文本框对简化B样条的最大圆弧和偏差公差进行设置。

● 复选框：选中该复选框后，钣金零件展开时将自动移除系统生成的缺口。

● 复选框：选中该复选框时，在平面展开图中保持折弯曲面上的孔为圆形。

在“钣金首选项”对话框中单击 选项卡，此时“钣金首选项”对话框如图1.2.10所示。在该选项卡中可设置展平图样各曲线的颜色以及默认选项的新标注属性。

在“钣金首选项”对话框中单击 选项卡，弹出图1.2.11所示的“钣金首选项”对话框（四），在该选项卡中可设置钣金件验证的参数。

在“钣金首选项”对话框中单击 选项卡，此时“钣金首选项”对话框（五）如图1.2.12所示，在该选项卡中显示钣金中标注的一些类型。

1.2.4 创建钣金件

使用UG NX 12.0软件创建钣金件时，应根据不同钣金件的外形结构选择对应的方法。对于圆柱或椭圆柱类的钣金，应采用钣金特征中的“轮廓弯边”进行创建；对于圆锥及方圆过渡类的钣金，应采用“放样弯边”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，故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“放样弯边”的方法创建钣金件

图1.2.13所示的上平下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底部形成的，其创建思路是先绘制两个不封闭的圆弧，采用“放样弯边”的方法创建钣金整体模型，再通过拉伸切除的方法切除多余的部分，图1.2.13所示的分别是其钣金件及展开图，下面介绍该类钣金件在UG中的创建及展开过程。

2．创建上平下斜正圆锥台管钣金件

Step1. 新建文件。选择下拉菜单 命令，系统弹出“新建”对话框；在 列表区域中选择 模板，在 区域的 文本框中输入文件名称up_level_down_bevel_conestand，设置钣金模型的单位为“毫米”；单击 按钮，进入“NX钣金”设计环境。

Step2. 创建草图1。选择下拉菜单 命令，选取YZ平面为草图平面；单击 按钮，系统进入草图环境，绘制图1.2.14所示的草图1。

Step3. 创建图1.2.15所示的基准平面1。选择下拉菜单 命令；在 区域的下拉列表中选择 选项，在 区域的下拉列表中选择 选项；选取图1.2.15所示的点和XY平面为参考平面；单击 按钮，完成基准平面1的创建。

Step4. 创建草图2。选择下拉菜单 命令，选取XY平面为草图平面；单击 按钮，系统进入草图环境，绘制图1.2.16所示的草图2（圆弧经过草图1中底部直线的端点）。

Step5. 创建草图3。选择下拉菜单 命令，选取基准平面1为草图平面，绘制图1.2.17所示的草图3（圆弧经过图1.2.17所示的直线端点）。

Step6. 创建图1.2.18所示的放样弯边特征1。选择下拉菜单 命令，系统弹出图1.2.19所示的“放样弯边”对话框；选取草图2作为起始截面轮廓折弯线，单击中键确认；选取草图3作为终止截面轮廓折弯线，单击中键确认；单击 文本框右侧的 按钮，在系统弹出的快捷菜单中选择 选项，然后在 文本框中输入数值1.0；加厚方向确认为向内侧，单击 按钮，完成放样弯边特征1的创建。

说明： 用户在选择曲线时可靠近起始点一端进行选取，那么系统就会默认选取靠近的那端为起点，此时就无需再定义起点。

Step7. 创建图1.2.20所示的拉伸特征1。选择下拉菜单 命令；单击 按钮，选取YZ平面为草图平面，绘制图1.2.21所示的截面草图（草图中直线与草图1中角度为20°的直线重合）；在“拉伸”对话框的 下拉列表中选择 选项，在 下拉列表中选择 选项；在 区域的 下拉列表中选择 选项；单击 按钮，完成拉伸特征1的创建。

Step8. 保存钣金模型。选择下拉菜单 命令，保存模型文件。

3． K 因子与板厚

实际中的钣金件都有一定的板厚，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。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”叫作中性层或中性面， K 因子用于确定中性层的位置（图1.2.22），它是内表面到中性层的距离与钣金厚度的比值。

带 K 因子的折弯系数使用如下计算公式：

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）；

t ——内表面到中性层的距离（mm）；

A ——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。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。

1.2.5 展开钣金件

使用 命令可以将创建的钣金件进行展开，得到钣金的展开图。下面详细介绍展开钣金件的一般操作步骤。

Step1. 打开模型文件D:\ug12.15\work\ch01.02.05\up_level_down_bevel_conestand.prt。

Step2. 创建图1.2.23所示的展平实体。选择下拉菜单 命令；选取图1.2.24所示的面为固定面；单击 按钮，完成展平实体的创建。

说明： 为了便于观察展开钣金件，此处隐藏钣金特征，下同。

Step3. 保存展开钣金模型。选择下拉菜单 命令，将模型命名为up_level_down_bevel_conestand_unfold。

1.2.6 测量钣金数据

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，轮廓周长以及轮廓曲线长度等。

下面以图1.2.25所示的模型为例，说明测量钣金数据的一般操作步骤。

Task1. 测量面积及周长

Step1. 打开模型文件D:\ug12.15\work\ch01.02.06\up_level_down_bevel_conestand_unfold.prt。

Step2. 选择下拉菜单 命令，系统弹出图1.2.26所示的“测量面”对话框。

Step3. 在“上边框条”工具条的下拉列表中选择 选项。

Step4. 测量模型表面面积。选取图1.2.25所示的模型表面为要测量的面，系统显示这个曲面的面积结果（图1.2.27）。

Step5. 测量模型表面周长。在图1.2.27所示的结果中，选择 下拉列表中的 选项，测量周长的结果如图1.2.28所示。

Step6. 单击 按钮，完成面积和周长的测量。

Task2. 测量轮廓长度

Step1. 选择下拉菜单 命令，系统弹出图1.2.29所示的“测量长度”对话框。

Step2. 测量曲线的长度。选取图1.2.30所示的轮廓作为测量对象，系统显示选定轮廓曲线长度的测量结果（图1.2.31）。

1.2.7 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。下面以图1.2.32所示的工程图为例，来说明创建钣金工程图的一般过程。

Task1. 创建展平图样

Step1. 打开模型文件D:\ug12.15\work\ch01.02.07\up_level_down_bevel_conestand.prt。

Step2. 创建展开图样。选择下拉菜单 命令，系统弹出“展平图样”对话框；选取图1.2.33所示的模型表面为向上面，其他参数采用系统默认设置值；单击 按钮，完成展平图样的创建。

Task2. 创建平面展开图样视图

Step1. 打开模型文件D:\ug12.15\work\ch01.02.07\up_level_down_bevel_conestand.prt。

Step2. 创建展开图样。选择下拉菜单 命令，系统弹出“展平图样”对话框；选取图1.2.33所示的模型表面为向上面，其他参数采用系统默认设置值；单击 按钮，完成展平图样的创建。

Step3. 进入工程图环境。在 功能选项卡 区域单击 按钮，进入工程图环境。

Step4. 新建图纸页。选择下拉菜单 命令，在系统弹出的“工作表”对话框中设置图1.2.34所示的参数；单击 按钮，新建空白图纸页。

Step5. 设置视图显示。选择下拉菜单 命令，系统弹出“制图首选项”对话框，在该对话框的 节点下展开 选项，在 选项卡中设置隐藏线为不可见；在 选项卡中取消选中 复选框；在 选项卡中取消选中 复选框；在该对话框 节点下展开 选项，在 选项卡中取消选中 区域的全部复选框，单击 按钮。

Step6. 创建平面展开图样视图。

（1）选择命令。选择下拉菜单 命令，系统弹出“基本视图”对话框。

（2）定义要创建的模型视图。在“基本视图”对话框 区域的 下拉列表中选择 选项。

（3）定义视图方向。单击 后的 按钮，在“定向视图”窗口中调整视图位置如图1.2.35所示；单击 按钮，关闭“定向视图”对话框。

（4）定义视图比例。在“基本视图”对话框 区域的 下拉列表中选择 选项。

（5）放置视图。选取合适的位置并单击以放置视图，结果如图1.2.36所示。

Step7. 创建主视图。选择下拉菜单 命令，系统弹出“基本视图”对话框；在“基本视图”对话框 区域的 下拉列表中选择 选项，并在 区域的 下拉列表中选择 选项；在图形区的合适位置单击以放置主视图，结果如图1.2.37所示。

Step8. 创建俯视图。在主视图下方合适位置单击以放置俯视图，结果如图1.2.38所示。

Step9. 创建左视图。以同样的方式在主视图右侧合适位置单击以放置左视图，结果如图1.2.38所示。

Step10. 创建正等测视图。选择下拉菜单 命令，在“基本视图”对话框 区域的 下拉列表中选择 选项；在 区域的 下拉列表中选择 选项；在图形区合适位置单击以放置正等测视图，结果如图1.2.38所示。

Step11. 定义尺寸标注。选择下拉菜单 命令，标注相关尺寸，标注完成后的效果如图1.2.39所示。

Step12. 定义注释。

（1）选择命令。选择下拉菜单 命令，系统弹出图1.2.40所示的“注释”对话框。

（2）文本输入。在 区域下的文本框中输入图1.2.40所示的内容并选中该内容；然后在 区域下单击“设置”按钮 ，系统弹出图1.2.41所示的“注释设置”对话框；在“注释设置”对话框中选择 选项卡，然后将文字设置为 。

（3）放置注释。单击“注释”对话框中 区域下的 按钮，参数采用系统默认设置值；首先在图1.2.42所示的位置1处单击作为注释起始位置，然后在位置2处单击放置注释。

Step13. 保存钣金工程图。选择下拉菜单 命令，即可保存工程图文件。

1.2.8 导出展开图样

当钣金件被展开后，除了创建工程图之外，还需要将展开图样导出为DXF格式，以便导入到激光切割机等先进加工系统中，为生产加工提供数据支持。下面介绍导出DXF文件的一般操作过程。

Step1. 打开模型文件D:\ug12.15\work\ch01.02.08\up_level_down_bevel_conestand.prt。

Step2. 创建展开图样。选择下拉菜单 命令，系统弹出“展平图样”对话框。选取图1.2.43所示的模型表面为向上面。其他参数采用系统默认设置值；单击 按钮，完成展开图样的创建。

Step3. 导出展开图样。选择下拉菜单 命令，系统弹出图1.2.44所示的“导出展平图样”对话框。在模型树中选择Step2中创建的展开图样为导出对象，其他参数采用系统默认设置值；单击 按钮，完成导出展开图样。