搜索SolidWorks钣金件立体展开放样
2013-05-24 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线
钣金件的展开放样,传统的方法有作图法、计算法以及在计算法基础上产生的系数法。本文利用SolidWorks软件对钣金件进行辅助放样,具有放样准确,成形后零件精度高等优点。SolidWorks软件是第一个基于Windows开发的三维CAD尺寸驱动式机械设计系统,易学、易用且功能强大,近几年在工程设计领域得到广泛使用。它的主要功能是零件三维造型设计、装配设计、图样生成。在钣金件展开放样领域利用SolidWorks软件,是其功能的一项拓展,该软件提供了利用3D草图命令直接绘制3D草图的功能,在友好的用户界面下,象绘制线架图一样,在空间直接画草图,这一功能是该软件的一项特色,在主流实体造型领域内是独一无二的,笔者充分利用这一命令同时借助其他命令,如2D草图、添加"几何关系"、"参数几何体"等,按照零件的实际尺寸,很容易绘制出零件的空间线框图。在此基础上利用软件尺寸驱动功能,对零件的几何构成线段进行"智能标注"计算,直接准确计算出各线段的长度。为钣金件的展开放样提供了准确的数值。相对传统的作图法、计算法等,该方法准确、快捷,可节省大量的时间。尤其在对复杂钣金件展开放样方面,其优势更为明显。本文以较为复杂的方圆连接管、方矩锥管为例,详细介绍该类钣金件立体放样过程。
1 天圆地方管件的展开放样
天圆地方是常用的工程管件,可以用作方管和圆管之间的连接。按照方管和圆管之间相对位置,有正心方圆连接管、双偏心方圆连接管等,如图1所示为工程实际中较为复杂的圆斜顶矩形底双偏心连接管。圆顶和底面有一定的夹角。上顶圆的圆心和矩形中心不同心。如果采用传统的计算法,就要对该类型的管件查找相对应的公式,计算出立体几何线段的长度,然后进行平面放样。天圆地方的形式不一样,计算公式也不一样。利用SolidWorks软件对钣金件进行辅助放样方法,可适用各种形式的天圆地方管件。
以图1所示圆斜顶矩形底双偏心连接管为例,说明其立体放样过程,其他方圆连接管均可按照此方法进行放样。
从图2中可以看出,圆斜顶中心与矩形中心偏移的坐标为x =200mm, y=150mm,圆顶与矩形底的夹角为30°。圆的直径为娜20mm,矩形长x宽为1800mm*1400mm。
从图3中看出只要求出h 尺寸和L1~L16中的12个尺寸,就可以进行平面展开放样,其中L4和L5,L8和L9,L12和L13, L1和L16四对尺寸中,只要求其中四个即可,如:L4,L8,L12,L1。
下面以上述尺寸方圆管为例,详述基于SolidWorks的L1~L16和h尺寸求解过程。
1.1在上视图基准面绘制1800mm*1400mm矩形2D草图
1)选择上视图基准面绘制草图,选择矩形命令,绘制任意尺寸矩形。
2)选择"智能尺寸"命令,标注如图4所示的尺寸,以矩形任意相对称的两个边的中点绘制中心线。
3)选择"添加几何关系"命令,选择中心线和坐标原点,选择中点,使矩形中心位于坐标原点0(见图4)。
1. 2绘制圆斜顶中心点位置
1)选择"草图绘制"、"3D草图"、"中心线"命令,以坐标原点为起点,按住"Tab"键,在X,Y,Z方向切换,分别绘制空间线段,如图5所示。
2)选择"智能尺寸"命令,标注尺寸x =200mm,y =150mm ,z=1040mm,150mm线段的终点为圆斜顶中心点位置,如图5所示。
1.3创建通过圆斜顶的"基准面1"
选择"退出草图"命令,选择"参考几何体",创建基准面命令;选择通过直线,选择15Omm直线;选择角度,输人倾角30°;选择上视基准面,建立通过圆斜顶的"基准面1"。如图6所示。
1.4在"基准面1"上绘制圆斜顶Φ820mm 2D草图
1)在"基准面1"上绘制2D草图Φ820mm
2)退出"草图绘制"状态,选择"参考几何体",选择"点",选择均匀分布,填写数量12,选择Φ820mm出现如图7所示的分布点。
1.5 从Φ820mm圆上的12个特征点向1800mm*1400。矩形四个角点作3D连接
1)点击"草图绘制"、"3D草图"、"直线"命令,分别从12个特征点向矩形四个角点作3D连线。
2)选择"中心线"命令,从点12向矩形边1400引垂线如图8所示。
1. 6"智能标注"计算各线段的长度
选择"智能标注"命令,分别选择各线段,计算出各线段长度。
其中,标注L4后,再标注L5,计算机会出现提示"过定义",说明L5尺寸,是"从动"尺寸,可以不计算。L9,L13,L16。同样如此。为了说明问题,本文全部计算出来,如图9所示。
"智能标注"计算结果如表1所示。
依据上述尺寸,即可对管件进行平面放样下料。
2方矩锥管的展开放样
方矩锥管是由正四棱锥台演变的各种形式的六面体。如图10所示为两端口相交30°双偏心方矩锥管,在生产实际中还有各种各样锥管,如:正方形锥管,两端口(上、下底)为正方形,两端口平行且同心方矩锥管,两端口平行双偏心方矩锥管,两端口垂直且双偏心方矩锥管等,本文以图10方矩锥管为例,进行放样计算。
如图11所示,上端口尺寸,长*宽= 630mm*300mm,下端口尺寸长*宽=472mm*350mm,下端口平面和水平面的倾斜角度为300,下端口最低点和上端口的距离为394mm,上端口和下端口在X和Y方向的中心偏移距离分别为265mm和200mm。下端口中心至上端口在Z方向的距离为h =306.5mm.
图l2所示为方矩锥管的平面展开示意图,从图12中可以看出,只要求出L1、L2、L3、L4、L5、L6六个尺寸,就可以对方矩锥管进行平面展开放样。
图12中各尺寸名称如下:L1、L3为左板棱线长;L2为左板对角线长;L4为前板对角线长;L5为右板中线长(或右板高);L6为后板对角线长。
基于SolidWorks上述尺寸的求解过程(略)与天圆地方管件相似,过程中还省略了等分点的确定,对零件进行空间线框造型后,再进行"标注计算",如图13所示。
"智能标注"计算结果如表2所示。
综上所述,可以看出,利用SolidWorks软件对天圆地方、方矩锥管类零件进行立体放样简单快捷,只要熟悉掌握软件的几个相关命令,对零件进行1:1的空间线框造型,然后进行"智能标注"就准确地计算出零件的特征线段长度,对于上述两类零件,不管其尺寸大小、复杂程度如何,只要参照上述步骤进行,均能快速地计算出结果,为进行平面放祥下料提供了可靠依据。相对于传统的放样方法,该方法不仅提高了效率,而且准确度大大提高。在计算机辅助设计应用越来越广泛的今天,是值得推广的一种新的立体放样方法。
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