【亲测免费】 FreeCAD SheetMetal 工作台使用指南

一、项目介绍

FreeCAD 是一款开源多平台参数化 3D CAD建模工具. 它为工程师设计者机械师和科学家们提供了必要的功能. 其特色是宏录制和脚本功能并且可以使用各种语言（例如 Python）进行扩展。

在众多工作台中 SheetMetal 工作台为创建和编辑钣金零件提供了一套强大的工具集。通过该工作台你可以轻松地生成复杂的钣金结构并自动展开这些结构以准备用于制造. 钣金工作台基于一系列特征定义如弯曲、折痕等来构建零件这使得零件的设计过程变得直观且高效.

由于SheetMetal 是一个外部工作台因此它需要通过 FreeCAD 的插件管理器进行安装才能使用。

二、项目快速启动

步骤一：安装SheetMetal工作台

首先确保你的 FreeCAD 版本已经更新至最新版本然后打开FreeCAD 进入工作台选择“附加工具”-> “管理工作台”

搜索 SheetMetal 并点击安装. 安装完成后重启FreeCAD.

步骤二：创建第一个钣金零件

安装完成后在菜单栏中选择“工作台”-> “SheetMetal”启用SheetMetal工作台.

然后按以下步骤操作:

1. 创建一个新的立方体: 标准 -> 创建基本形状 -> 箱体

   import FreeCAD, Part
   doc = FreeCAD.newDocument("Box")
   box_obj = doc.addObject('Part::Box', 'MyBox')
   

2. 将基础形状转换成钣金零件: 右键点击刚创建的盒子在弹出菜单中选择"转换到SheetMetal". 或者可以通过脚本来实现这一操作:

   from freecad.sheetsmetal import convert_to_sheetmetal
   convert_to_sheetmetal(box_obj)
   

3. 添加折弯特征: 在已有的钣金零件上添加折弯特征. 这可以通过“工具”->“折叠”完成或者在Python控制台输入:

   from freecad.sheetsmetal import fold_edge
   fold_edge(box_obj, edge_name='Edge2') # 替换'Edge2'为你想要折弯的边名.
   

至此你就成功创建了一个带有折弯特征的基本钣金零件.

三、应用案例和最佳实践

在SheetMetal 中每个钣金零件都由一组特定的特征组成如平面、弯曲、切割等. 每个特征都有其相应的属性比如厚度、角度和位置等. 当你需要设计复杂的钣金结构时通过组合不同的特征可以使这个过程变得更加简单直观.

最佳实践：

• 层次分明的模型构建 : 利用父级和子级关系建立复杂模型;
• 合理利用参数 : 使用参数而不是固定值使模型更具灵活性;
• 适时保存工程文件 : 避免因为意外造成数据丢失;

案例分析：

假设我们要设计一个带有开口的盒子我们需要以下步骤来创建它:

1. 创建一个封闭的长方体作为外框；
2. 从底面向内添加四个垂直的面以形成内部隔板；
3. 在顶部中心位置切出矩形开口；

以下是部分实现代码示例(以侧面为例):

# 导入必需库
from freecad.sheetsmetal import face_from_surface, cut_face, bend_edge

# 基础长方体
base_box = doc.addObject('Part::Box', 'Base_Box')

# 内部隔墙
inner_wall_1 = doc.addObject('Part::Face', 'Inner_Wall_1')
face_from_surface(inner_wall_1, base_box.Shape.Faces[0])
bend_edge(inner_wall_1.Shape.Edges[1])

inner_wall_2 = doc.addObject('Part::Face', 'Inner_Wall_2')
face_from_surface(inner_wall_2, base_box.Shape.Faces[3])
bend_edge(inner_wall_2.Shape.Edges[1])

# 开口
top_cutout = doc.addObject('Part::Plane', 'Top_Cutout')
cut_face(top_cutout.Shape, base_box.Shape.Faces[-1], inner_wall_1.Shape.Faces[0], inner_wall_2.Shape.Faces[0])

运行上述代码即可得到所需的开口盒子模型。

四、典型生态项目

除了 SheetMetal 自带的功能外还有一些生态中的其他工作台或插件能够进一步增强钣金设计的能力. 下面列出几个常见例子:

• RobotWorkbench: 提供机器人路径规划等功能适用于自动化设备生产场景下的钣金件加工方案制定
• BIM/Arch: 支持建筑信息模型有助于在建筑设计阶段就能考虑好所需使用的金属材料类型及尺寸规格避免后期调整带来麻烦
• Simulation/FEM: 能够进行有限元分析帮助验证设计方案是否满足安全要求防止出现结构强度不足等问题导致安全事故的发生

同时也可以借鉴社区里其他用户分享出来的经验教训少走些弯路达到事半功倍的效果。

在实际工作中结合具体需求灵活运用各种资源工具必能提高工作效率降低错误率从而取得优异成绩！

以上即是对 SheetMetal 工作台基本知识和使用技巧的简要介绍更多详细内容还请大家参考官方文档并继续探索学习。

参考资料:

• FreeCAD Documentation
• GitHub Repository
• Community Forum