搜索SolidWorks鈑金件立體展開放樣
2013-05-24 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
鈑金件的展開放樣,傳統的方法有作圖法、計算法以及在計算法基礎上產生的系數法。本文利用SolidWorks軟件對鈑金件進行輔助放樣,具有放樣準確,成形后零件精度高等優點。SolidWorks軟件是第一個基于Windows開發的三維CAD尺寸驅動式機械設計系統,易學、易用且功能強大,近幾年在工程設計領域得到廣泛使用。它的主要功能是零件三維造型設計、裝配設計、圖樣生成。在鈑金件展開放樣領域利用SolidWorks軟件,是其功能的一項拓展,該軟件提供了利用3D草圖命令直接繪制3D草圖的功能,在友好的用戶界面下,象繪制線架圖一樣,在空間直接畫草圖,這一功能是該軟件的一項特色,在主流實體造型領域內是獨一無二的,筆者充分利用這一命令同時借助其他命令,如2D草圖、添加"幾何關系"、"參數幾何體"等,按照零件的實際尺寸,很容易繪制出零件的空間線框圖。在此基礎上利用軟件尺寸驅動功能,對零件的幾何構成線段進行"智能標注"計算,直接準確計算出各線段的長度。為鈑金件的展開放樣提供了準確的數值。相對傳統的作圖法、計算法等,該方法準確、快捷,可節省大量的時間。尤其在對復雜鈑金件展開放樣方面,其優勢更為明顯。本文以較為復雜的方圓連接管、方矩錐管為例,詳細介紹該類鈑金件立體放樣過程。
1 天圓地方管件的展開放樣
天圓地方是常用的工程管件,可以用作方管和圓管之間的連接。按照方管和圓管之間相對位置,有正心方圓連接管、雙偏心方圓連接管等,如圖1所示為工程實際中較為復雜的圓斜頂矩形底雙偏心連接管。圓頂和底面有一定的夾角。上頂圓的圓心和矩形中心不同心。如果采用傳統的計算法,就要對該類型的管件查找相對應的公式,計算出立體幾何線段的長度,然后進行平面放樣。天圓地方的形式不一樣,計算公式也不一樣。利用SolidWorks軟件對鈑金件進行輔助放樣方法,可適用各種形式的天圓地方管件。
以圖1所示圓斜頂矩形底雙偏心連接管為例,說明其立體放樣過程,其他方圓連接管均可按照此方法進行放樣。
從圖2中可以看出,圓斜頂中心與矩形中心偏移的坐標為x =200mm, y=150mm,圓頂與矩形底的夾角為30°。圓的直徑為娜20mm,矩形長x寬為1800mm*1400mm。
從圖3中看出只要求出h 尺寸和L1~L16中的12個尺寸,就可以進行平面展開放樣,其中L4和L5,L8和L9,L12和L13, L1和L16四對尺寸中,只要求其中四個即可,如:L4,L8,L12,L1。
下面以上述尺寸方圓管為例,詳述基于SolidWorks的L1~L16和h尺寸求解過程。
1.1在上視圖基準面繪制1800mm*1400mm矩形2D草圖
1)選擇上視圖基準面繪制草圖,選擇矩形命令,繪制任意尺寸矩形。
2)選擇"智能尺寸"命令,標注如圖4所示的尺寸,以矩形任意相對稱的兩個邊的中點繪制中心線。
3)選擇"添加幾何關系"命令,選擇中心線和坐標原點,選擇中點,使矩形中心位于坐標原點0(見圖4)。
1. 2繪制圓斜頂中心點位置
1)選擇"草圖繪制"、"3D草圖"、"中心線"命令,以坐標原點為起點,按住"Tab"鍵,在X,Y,Z方向切換,分別繪制空間線段,如圖5所示。
2)選擇"智能尺寸"命令,標注尺寸x =200mm,y =150mm ,z=1040mm,150mm線段的終點為圓斜頂中心點位置,如圖5所示。
1.3創建通過圓斜頂的"基準面1"
選擇"退出草圖"命令,選擇"參考幾何體",創建基準面命令;選擇通過直線,選擇15Omm直線;選擇角度,輸人傾角30°;選擇上視基準面,建立通過圓斜頂的"基準面1"。如圖6所示。
1.4在"基準面1"上繪制圓斜頂Φ820mm 2D草圖
1)在"基準面1"上繪制2D草圖Φ820mm
2)退出"草圖繪制"狀態,選擇"參考幾何體",選擇"點",選擇均勻分布,填寫數量12,選擇Φ820mm出現如圖7所示的分布點。
1.5 從Φ820mm圓上的12個特征點向1800mm*1400。矩形四個角點作3D連接
1)點擊"草圖繪制"、"3D草圖"、"直線"命令,分別從12個特征點向矩形四個角點作3D連線。
2)選擇"中心線"命令,從點12向矩形邊1400引垂線如圖8所示。
1. 6"智能標注"計算各線段的長度
選擇"智能標注"命令,分別選擇各線段,計算出各線段長度。
其中,標注L4后,再標注L5,計算機會出現提示"過定義",說明L5尺寸,是"從動"尺寸,可以不計算。L9,L13,L16。同樣如此。為了說明問題,本文全部計算出來,如圖9所示。
"智能標注"計算結果如表1所示。
依據上述尺寸,即可對管件進行平面放樣下料。
2方矩錐管的展開放樣
方矩錐管是由正四棱錐臺演變的各種形式的六面體。如圖10所示為兩端口相交30°雙偏心方矩錐管,在生產實際中還有各種各樣錐管,如:正方形錐管,兩端口(上、下底)為正方形,兩端口平行且同心方矩錐管,兩端口平行雙偏心方矩錐管,兩端口垂直且雙偏心方矩錐管等,本文以圖10方矩錐管為例,進行放樣計算。
如圖11所示,上端口尺寸,長*寬= 630mm*300mm,下端口尺寸長*寬=472mm*350mm,下端口平面和水平面的傾斜角度為300,下端口最低點和上端口的距離為394mm,上端口和下端口在X和Y方向的中心偏移距離分別為265mm和200mm。下端口中心至上端口在Z方向的距離為h =306.5mm.
圖l2所示為方矩錐管的平面展開示意圖,從圖12中可以看出,只要求出L1、L2、L3、L4、L5、L6六個尺寸,就可以對方矩錐管進行平面展開放樣。
圖12中各尺寸名稱如下:L1、L3為左板棱線長;L2為左板對角線長;L4為前板對角線長;L5為右板中線長(或右板高);L6為后板對角線長。
基于SolidWorks上述尺寸的求解過程(略)與天圓地方管件相似,過程中還省略了等分點的確定,對零件進行空間線框造型后,再進行"標注計算",如圖13所示。
"智能標注"計算結果如表2所示。
綜上所述,可以看出,利用SolidWorks軟件對天圓地方、方矩錐管類零件進行立體放樣簡單快捷,只要熟悉掌握軟件的幾個相關命令,對零件進行1:1的空間線框造型,然后進行"智能標注"就準確地計算出零件的特征線段長度,對于上述兩類零件,不管其尺寸大小、復雜程度如何,只要參照上述步驟進行,均能快速地計算出結果,為進行平面放祥下料提供了可靠依據。相對于傳統的放樣方法,該方法不僅提高了效率,而且準確度大大提高。在計算機輔助設計應用越來越廣泛的今天,是值得推廣的一種新的立體放樣方法。
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