4. 钣金折弯与展开基础

支架类零件是钣金设计中最常见的一类结构：一块平板经过若干次折弯，形成带安装面、加强翻边和定位耳的立体件。CATIA 的 Sheet Metal Design 模块把这类零件的建模过程拆成两个互补的方向——折弯建模（从平板逐步折出立体形状）和展开/折叠（在平板态与折弯态之间切换）。理解折弯定义、折弯止裂槽、折弯表调用以及展开与折叠这四件事，是能否把支架做对、做准、做可制造的关键。

折弯定义：折弯半径、角度与折弯线的确定

在 CATIA 中创建折弯，本质上是给定一条折弯线（Bend Line）、一个折弯角度和一个折弯半径，让软件把折弯线一侧的材料绕中性层旋转。折弯半径不是随意取的，它受材料厚度 t 和最小折弯半径系数约束。工程上常用经验值：软钢 r ≈ 0.5t～1.0t，不锈钢 r ≈ 1.0t～2.0t，铝件 r ≈ 1.0t～1.5t。以 2 mm 冷轧钢板支架为例，取 r = 2 mm、折弯角 90°，这是最典型的组合。

折弯线的位置决定了折弯后零件的实际外形尺寸。这里必须区分两个概念：折弯内尺寸（内侧到内侧）和外尺寸（外侧到外侧）。CATIA 的折弯定义对话框中可以指定折弯定位方式，常见有“内尺寸”“外尺寸”“折弯中心线”等。若图纸标注的是外尺寸 100 mm，而建模时按内尺寸输入，成品就会短掉约 2t。因此建模前先确认图纸的尺寸基准，是避免返工的第一步。

折弯止裂槽：防止撕裂的关键细节

当折弯线终止于板料内部（而不是贯穿整个板边）时，折弯处材料会被拉伸，若没有释放结构，转角处极易撕裂或起皱。折弯止裂槽（Bend Relief）就是为解决这个问题而设的工艺缺口。CATIA 提供圆形、方形、V 形等止裂槽形式，常用参数包括槽宽和槽深。

经验取值：槽宽一般取 1.0t～1.5t，槽深取 1.0t～2.0t，且槽深应大于折弯半径 r。例如 t = 2 mm、r = 2 mm 的支架，可取槽宽 3 mm、槽深 4 mm。止裂槽的位置应让折弯线端点落在槽内，而不是紧贴槽边。若忽略止裂槽，展开后转角处会出现材料重叠或撕裂，折弯时也可能因应力集中而开裂。对于支架上常见的“L 形加强翻边”，止裂槽几乎是必设项。

折弯表调用：让展开长度自动算对

折弯展开长度的核心是折弯扣除（Bend Deduction）或折弯余量（Bend Allowance）。CATIA 通过折弯表（Bend Table）把材料厚度、折弯半径、折弯角度与扣除量关联起来，建模时自动调用。折弯表通常是一个文本或 CSV 文件，按“厚度—半径—角度—扣除值”组织。

以 2 mm 冷轧钢、r = 2 mm、90° 折弯为例，若采用 K 因子法，中性层系数 K ≈ 0.44，则折弯余量 BA = π/2 × (r + K·t) ≈ 1.5708 × (2 + 0.88) ≈ 4.52 mm；折弯扣除 BD = 2(r + t) − BA ≈ 2×4 − 4.52 = 3.48 mm。也就是说，两条外尺寸之和要减去约 3.48 mm 才是展开长度。实际项目中，折弯表应由工艺部门根据设备模具实测标定，而不是直接套用理论值。

在 CATIA 中调用折弯表的路径通常是：进入 Sheet Metal Parameters → Bend Table → 选择对应材料与厚度的表文件。调用后，每次创建折弯，软件会自动查表得到扣除量并更新展开长度。若表文件缺失或参数不匹配，展开尺寸会退回默认值，导致下料尺寸偏差。

展开与折叠操作：双向验证模型

展开（Unfold）与折叠（Fold）是 CATIA 钣金模块中最实用的验证工具。展开操作把折弯态模型还原为平板态，用于检查下料轮廓、止裂槽位置和展开长度；折叠操作则把平板态重新折回立体态，用于确认折弯顺序和干涉情况。

实际操作中，建议在完成每个折弯后都做一次展开检查：观察展开轮廓是否连续、止裂槽是否落在正确位置、展开长度是否与折弯表计算值一致。若展开后出现轮廓自交或缺口错位，说明折弯线或止裂槽定义有误，应回到折弯定义中修正，而不是在展开态强行修补。

支架类零件建模训练：从平板到成品

下面以一个典型“U 形安装支架”为例，走一遍完整流程。零件要求：材料 2 mm 冷轧钢，底板外尺寸 100 mm × 60 mm，两侧竖板高 30 mm，折弯半径 r = 2 mm，折弯角 90°，四角设圆形止裂槽。

第一步，创建平板基体。进入 Sheet Metal Design，用 Wall 命令创建 100 mm × 60 mm 的平板，厚度设为 2 mm。此时模型是纯平板态。

第二步，定义折弯。在底板两侧各画一条折弯线，距板边 30 mm（即竖板高度）。使用 Bend 命令，选择折弯线，设置角度 90°、半径 2 mm，定位方式选“外尺寸”。软件自动生成折弯圆弧。

第三步，添加止裂槽。在折弯线两端与板边相交处，使用 Bend Relief 命令创建圆形止裂槽，槽宽 3 mm、槽深 4 mm。检查槽是否完全包住折弯线端点。

第四步，调用折弯表。在 Sheet Metal Parameters 中加载对应 2 mm 冷轧钢的折弯表。此时展开长度自动更新为约 193.04 mm（100 + 100 − 2×3.48）。

第五步，展开验证。执行 Unfold，观察平板轮廓是否连续、止裂槽位置是否正确、展开长度是否与折弯表一致。若发现轮廓自交，回到折弯定义修正折弯线位置。确认无误后执行 Fold 恢复立体态，完成建模。

把折弯定义、止裂槽、折弯表和展开/折叠这四件事串起来，支架类零件的建模就形成了一条可复现的闭环：定义折弯确定形状，止裂槽保证可制造，折弯表保证展开长度准确，展开与折叠做双向验证。掌握这条闭环，后续更复杂的多折弯支架、带翻边和加强筋的钣金件，都可以在此基础上逐步扩展。