3. 钣金壁特征建模
钣金件的几何本质是“一张等厚薄板 + 若干折弯过渡”。CATIA 的钣金模块（Generative Sheetmetal Design）把这一物理事实抽象成两个层次：壁（Wall）决定板料在空间中的走向与展开形状，折弯（Bend）决定两块壁之间的过渡。因此，壁特征建模的核心不是“画一个形状”，而是“定义板料如何铺展、厚度朝哪一侧生长、折弯以多大半径过渡”。本节围绕五类壁特征展开，并说明厚度方向、折弯半径与材料参数的控制逻辑。
一、五类壁特征的定位与创建方法
第一壁（Wall）是钣金件的基准壁，也是整个钣金特征的父级。它通常由草图轮廓沿法向拉伸一个厚度得到，草图轮廓即板料的中性面轮廓（CATIA 默认以草图平面为参考，厚度按参数向一侧或对称生长）。创建时选择“Wall”命令，选取封闭草图，系统按 Sheet Metal Parameters 中设定的厚度生成第一壁。第一壁一旦生成，钣金件的厚度、折弯半径默认值即被“锁定”为该零件的基准参数，后续壁特征继承这些参数。
附加壁（Wall on Edge）是在已有壁的边线上“长”出新壁，是最常用的翻边手段。操作时选取一条边，指定新壁的高度、角度（90° 为直角翻边，也可做带角度的斜翻边）以及是否自动生成折弯。附加壁的关键在于：新壁的厚度方向由原壁的厚度方向继承，折弯半径取参数默认值或单独覆盖。它适合做法兰边、加强翻边、安装耳片。
拉伸壁（Extruded Wall）与第一壁命令相似，但用于在已有钣金件上追加一段沿草图法向拉伸的壁。区别在于拉伸壁必须依附于已有壁并与之形成折弯或对接关系，常用于在翻边末端再接一段直壁，形成“Z”形或“U”形截面。
扫掠壁（Swept Wall）沿一条引导曲线扫掠草图截面生成壁，适合做圆弧过渡段、卷边、异形包边。创建时需定义扫掠轮廓（截面）与引导线，并指定厚度生长方向。扫掠壁的折弯半径由引导线曲率与参数共同决定，曲率半径小于折弯半径时会出现几何冲突，需要调整引导线或改用更大折弯半径。
旋转壁（Rolled Wall）绕一条轴线旋转草图截面生成壁，典型用途是卷圆、铰链卷边、圆筒包边。创建时定义旋转轴、旋转角度与截面轮廓，厚度沿截面法向生长。旋转壁的展开长度等于截面中性层弧长，是卷圆件下料尺寸计算的依据。
二、厚度方向的控制
厚度方向决定了板料相对草图平面“往哪边长”。CATIA 提供三种模式：向内（Inside）、向外（Outside）、对称（Symmetric）。这里的“内/外”是相对草图轮廓所在的中性面而言：向内表示厚度朝轮廓内侧生长，向外表示朝外侧生长，对称表示以草图平面为中面两侧各生长 t/2。
厚度方向的选择直接影响折弯半径的测量基准。工程上通常约定：折弯内半径 R 指板料内侧的圆角半径，中性层半径 Rn = R + k·t，其中 k 为中性层系数（K 因子），与材料、R/t 比值有关。若厚度方向选错，展开长度会整体偏移一个厚度量，导致下料尺寸偏差。因此建议：以零件外表面为设计基准时选“向外”，以内腔为基准时选“向内”，需要两侧对称时选“对称”。
三、折弯半径与材料参数
折弯半径不是随意给定的，它受材料延展性限制。R/t 比值过小会导致外侧纤维拉裂，过大则回弹严重、定位不稳。常见经验范围：软钢 R ≥ 0.5t，不锈钢 R ≥ 1.0t，铝合金 R ≥ 1.0～2.0t。CATIA 的 Sheet Metal Parameters 对话框中可设置默认折弯半径、默认 K 因子、折弯端头释放（Relief）形式与尺寸。
K 因子决定中性层位置，是展开长度计算的核心参数。展开长度通用公式为：
L_展开 = L1 + L2 + BA
BA（折弯补偿） = θ · (R + K · t)
其中：θ 为折弯角（弧度），R 为内半径，t 为厚度，K 为中性层系数
示例：t = 2 mm，R = 2 mm，θ = 90° = π/2，K = 0.44
BA = (π/2) × (2 + 0.44 × 2) = 1.5708 × 2.88 ≈ 4.52 mm
若两直段 L1 = 30 mm、L2 = 20 mm，则 L_展开 ≈ 54.52 mm上述数值为教学示例，实际 K 因子应由材料供应商数据或折弯试验确定。CATIA 中可在参数表中为不同材料建立 K 因子与折弯半径的对应关系，建模时按材料自动调用。
四、建模顺序与常见问题
合理的建模顺序是：先建第一壁并确认厚度方向与基准参数，再依次添加附加壁、拉伸壁，最后处理扫掠壁与旋转壁等异形段。折弯半径尽量统一，减少展开计算与模具切换成本。若出现“折弯半径小于板厚导致特征失败”，应检查 R/t 是否低于材料允许值，或改用大半径折弯加整形工序。若展开长度与预期不符，优先核对厚度方向与 K 因子，而非反复修改草图。
掌握五类壁特征的适用场景与参数继承关系，是钣金建模从“能画出来”走向“能展开、能制造”的关键一步。厚度方向、折弯半径与 K 因子三者共同决定展开尺寸，建模时必须与工艺参数保持一致。