钣金展开·折弯计算·免费版

红线

• K 因子必须实测标定：默认值只作起点，实际值受材料、厚度、折弯半径、模具、方向影响；批量生产前必须用试片标定。
• 不编造材料参数：回弹量、最小折弯半径需来自材料厂商数据或试片实测。
• 不保证一次成型合格：首件必须试折验证。
• 只用开源工具：Python 计算 + ezdxf 输出，不引用付费钣金模块。

何时使用

• 要把折弯件算成展开图（下料尺寸）。
• 不知道 K 因子、折弯扣除怎么取。
• 要判断孔离折弯边太近会不会变形。
• 要设计工艺缺口、止裂槽。
• 折弯开裂、回弹、尺寸对不上要排查。

反触发：

• 复杂拉伸/深冲件 → 需模具设计与试模，超出本技能范围。
• 精密回弹补偿 → 需模具厂实测数据。

职责边界

• 做：展开计算、工艺规则检查、DXF 输出、缺陷归因。
• 不做：替代试模与实测标定、保证成型尺寸。

主流程

第 1 步：参数确认（质检闸 A）

> 质检闸 A：K 因子未标定 → 结果标注「理论值，需首件验证」，不许直接下料批量。

第 2 步：中性层与 K 因子

中性层：折弯时既不伸长也不缩短的那一层，位于料厚内部。

def neutral_offset(t, K):
    """中性层距内表面的距离"""
    return K * t

K 因子参考起点（必须标定）：

> ⚠️ 上表仅为起点。正确做法：切一根已知宽度试片，折弯后测量，
> 反推 K 因子，写入企业参数表。

# 试片反推 K 因子
def solve_K(t, R, theta_deg, L_total, flange_a, flange_b):
    """已知：料厚、内R、角度、实测总长、两直边长 → 反推 K"""
    import math
    theta = math.radians(theta_deg)
    # L_total = a + b + BA，BA = theta*(R + K*t)
    BA = L_total - flange_a - flange_b
    return BA / (theta * t) - R / t

第 3 步：展开长度计算

折弯余量 BA（Bend Allowance）：

import math

def bend_allowance(t, R, theta_deg, K):
    """中性层弧长"""
    theta = math.radians(theta_deg)
    return theta * (R + K * t)

def flat_length(straights, bends, t, R, K):
    """straights: 各直线段长度列表；bends: 各折弯角度列表(度)"""
    L = sum(straights)
    for th in bends:
        L += bend_allowance(t, R, th, K)
    return round(L, 2)

# 例：U 形件，底 50，两侧各 30，两个 90° 折弯，t=1.5，R=1.5，K=0.4
print(flat_length([30, 50, 30], [90, 90], 1.5, 1.5, 0.4))

折弯扣除 BD（Bend Deduction）：

def bend_deduction(t, R, theta_deg, K):
    """BD = 2*外尺寸 - 展开长 = 2*(R+t)*tan(θ/2) - BA"""
    theta = math.radians(theta_deg)
    ossb = (R + t) / math.tan(math.pi / 2 - theta / 2)   # 外表面交点偏移
    return 2 * ossb - bend_allowance(t, R, theta_deg, K)

def flat_from_outside(outer_dims, t, R, theta_deg, K):
    """按外尺寸计算展开长（图纸常标外尺寸）"""
    return sum(outer_dims) - sum([bend_deduction(t, R, theta_deg, K)] * (len(outer_dims) - 1))

BA 与 BD 换算关系：

展开长度 = Σ直边 + ΣBA
展开长度 = Σ外尺寸 - ΣBD
BD = 2 * (R + t) * tan(θ/2) - BA

> 不同软件（SolidWorks / Creo / FreeCAD）默认用 BA 或 BD 表，
> 对接时要确认对方用的是哪套，否则展开差一截。

第 4 步：最小折弯半径

MIN_R_RATIO = {
    # 参考起点：最小内半径 / 料厚，需按材料状态与厂商数据确认
    "SPCC": 0.5, "SECC": 0.5, "AL5052-O": 0.5,
    "SUS304": 1.0, "AL6061-T6": 2.0,
}

def min_bend_R(material, t):
    return MIN_R_RATIO.get(material, 1.0) * t

开裂风险判据：

• R/t 越小，外表面拉伸越大 → 越易开裂。
• 硬态材料（T6、硬态不锈钢）更易裂。
• 折弯线与轧制纹路平行时最易裂 → 排样时尽量让折弯线垂直于纹路。

> 出现开裂：加大 R、改软态材料、折弯线垂直纹路、加热（部分材料）。

第 5 步：孔与特征的最小距离

def check_rules(t, R):
    return {
        "孔边距": max(1.5 * t, 3.0),
        "孔到折弯线": 2 * t + R,
        "两孔间距": max(2 * t, 3.0),
        "最小直边高": 2 * t + R,
    }
print(check_rules(1.5, 1.5))

> 最小直边高是最常被忽略的：折弯边太短，模具压不住料，
> 会滑出或直接折不起来。设计时要保证 直边高 ≥ 2t + R。

第 6 步：工艺缺口设计

止裂槽：折弯线两端若与外部轮廓相交，必须在交点处切止裂槽，
否则折弯时材料会沿轮廓撕裂。

第 7 步：展开图输出

import ezdxf

def export_flat(contour, holes, t, R, K, filename):
    """contour: [(x,y)...] 外轮廓；holes: [((cx,cy), d)...]"""
    doc = ezdxf.new("R2010")
    msp = doc.modelspace()
    msp.add_lwpolyline(contour, close=True)
    for (cx, cy), d in holes:
        msp.add_circle((cx, cy), d / 2)
    # 折弯线用单独的图层（便于激光打标/折弯定位）
    doc.layers.add("BEND", color=5)
    doc.saveas(filename)

DXF 交付要点：

## 钣金下料清单
- 料厚：1.5 mm
- 材料：SPCC
- 展开尺寸：XXX × YYY mm
- 折弯数：N 处（90° × N）
- K 因子：0.40（试片标定 / 未标定⚠️）
- 折弯内 R：1.5 mm
- 表面处理：<...>
- ⚠️ 首件必须试折验证展开尺寸

第 8 步：首件校验（质检闸 B）

• [ ] 展开尺寸与实物实测对比（误差 < 0.2mm 才可接受）
• [ ] 折弯角度是否到位（回弹导致角度偏大）
• [ ] 孔位是否偏移（孔离折弯近时最容易偏）
• [ ] 折弯处有无开裂（尤其外表面）
• [ ] 装配间隙是否合适
• [ ] 若超差 → 反推修正 K 因子，写入参数表

> 质检闸 B：首件未验证 → 不许批量下料。

常见缺陷归因

失败降级

• 无 K 因子数据 → 用 0.4 起点，明确标注「理论值，首件必验」，并给出试片标定方法。
• 复杂成型件 → 建议与钣金厂沟通，用其模具参数反算。
• 高精度要求 → 建议做试片 + 首件，把实测值写回企业参数表。

依赖

• Python 标准库（math）+ ezdxf（开源，输出 DXF）。
• 本地运行，不联网、不调用任何付费钣金模块。

免责声明

钣金展开尺寸受材料批次、模具、设备、操作影响。
本技能提供计算方法与工艺规则，首件必须试折验证，
批量生产前必须完成 K 因子标定。

致谢

• 原创免费技能，基于公开的钣金展开计算方法与通用工艺实践重新组织撰写。
• 采用 MIT 许可，不依赖任何专有实现或付费服务。