SolidWorks復(fù)雜相貫圓錐體鈑金下料方法

2013-08-13 by:廣州SolidworksUGCatia培訓(xùn)中心來源:仿真在線

0 引言

鈑金件在機(jī)械制造業(yè)中占據(jù)著極其重要的地位,需要應(yīng)用鈑金技術(shù)的機(jī)械產(chǎn)品幾乎遍布各行各業(yè),特別是機(jī)械,化工,橋梁,建筑等行業(yè)。傳統(tǒng)鈑金下料存在著耗時、計(jì)算工作量大、精確度低等缺點(diǎn),在復(fù)雜相貫圓錐體的鈑金下料中,這些缺點(diǎn)更加突出。本文利用SolidWorks對復(fù)雜的相貫圓錐體進(jìn)行放樣,形成鈑金件,展開,具有過程省時、計(jì)算量小、精確度高等優(yōu)點(diǎn),大大地提高了鈑金下料的效率。

1 傳統(tǒng)鈑金下料方法的原理和不足之處

對于圓錐臺傳統(tǒng)鈑金下料的方,一般有延長線展開圖畫法和計(jì)算法。前者精確度很低,如果鈑金件要求精確,需用后者。雖然后者精確度有所提高,但精確度仍然受到圓周等分點(diǎn)個數(shù)的限制,而且會加大計(jì)算量。筆者采用第二種方法,首先計(jì)算圓錐臺展開后的內(nèi)圓半徑r,求解結(jié)合線,將小圓錐臺8等分,由各等分點(diǎn)分別沿母線方向引直線與大圓錐相交,求出各直線的長度,然后將各點(diǎn)所對應(yīng)直線的長度,截取到展開圖中,即得出小圓錐的展開圖。然后,找出交線上和8個等分點(diǎn)對應(yīng)的點(diǎn),分別在大圓錐上作水平的圓周線,沿豎直方向作一條直線,記錄各圓周線的高度,將各個圓周所對應(yīng)的點(diǎn),繪制到展開圖中,即得出大圓錐展開圖中交線的形狀,同理將小圓錐展開,在繪圖的過程中要在主視圖、俯視圖和展開圖中不斷的尋找點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系,而且,等分點(diǎn)越多,工作量越大,等分點(diǎn)減少時,精度會急劇降低,此外其精度還受到等分點(diǎn)個數(shù)的限制。

2 鈑金下料三維軟件的應(yīng)用

隨著CAD技術(shù)的發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)向三維方向上的發(fā)展,涌現(xiàn)了許多工程強(qiáng)大的三維繪圖軟件,例如SolidWorks、UG、proe。這里利用SolidWorks建直鈑金件,其方法有三種:

1)使用鈑金工具建立鈑金零件
這種方法利用了鈑金工具命令從基體法蘭特征開始,直接將零件作為鈑金件開始建模。

2)將實(shí)體零件轉(zhuǎn)化為鈑合零件
這種方法是先按照常規(guī)的建模方法建立零件,然后將其轉(zhuǎn)化成鈑金零件。

3)將實(shí)體零件直接使用【轉(zhuǎn)換到鈑金】命令轉(zhuǎn)換為鈑金零件。
本文采用第二種方法對復(fù)雜相貫圓錐體進(jìn)行放樣下料。

3 建模過程

3.1 三維模型的說明

本文所舉鈑金件為一個帶分嘴的圓錐形的漏斗,如圖1所示,大的圓錐臺和小圓錐臺(分嘴)主軸成45度夾角,而且兩個圓錐臺的軸線并不相交。用傳統(tǒng)的鈑金件下料的方法其難度可想而知,不但工作量大,而且精度很難達(dá)到要求。

3.2 使用SolidWorks建模的過程:

3.2.1 建立三維模型

首先新建零件草圖,單擊圓按鈕繪制一個圓,給定半徑50mm,選擇【拉伸】按鈕,將圓進(jìn)行拉伸,給定深度60mm,拔模斜度30deg,選擇【參考幾何實(shí)體】中的【基準(zhǔn)面】命令,以圓錐上底面和上底面上的一條直徑為基準(zhǔn)建立基準(zhǔn)面1,與上視基準(zhǔn)面之間的夾角為45deg,同理,建立基準(zhǔn)面2與原基準(zhǔn)面平行,兩基準(zhǔn)面間距離為70mm,在基準(zhǔn)面2上繪制一個小圓,再次進(jìn)行拉伸,拉伸到大圓錐的表面。

3.2.2抽殼

選擇常用工具欄中的抽殼命令抽殼,點(diǎn)擊大圓錐體的上底面和下底面和小圓錐體的下表面。

3.2.3分割

選擇【插入】中的【特征】,再選擇【分割】并選擇大圓柱的外表面為切割面,切割后并分別保存,切割后的效果圖如圖4所示。

3.2.4 放樣展開

首先選擇常用工具欄中的拉伸切除按鈕,選擇【完全貫穿】,將大圓錐體和小圓錐體分別切開一個1mm的縫隙,選擇【插入】、【鈑金】、【折彎】命令,選擇拉伸切除時與圓錐軸線所在平面共面的一條邊線作為固定邊線展開,選擇折彎半徑為lmm,折彎系數(shù)K因子選擇0.5。

至此,SolidWorks的操作結(jié)束。若采用手工切割的方法下料,可先打印生成一份二維圖紙,經(jīng)裁剪后生成模板,放在鋼板上畫線后進(jìn)行下料。若采用數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行下料,我們就可以把二維圖調(diào)入MasterCAM中自動編程,生成程序后傳給數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行切剖,切割成形后交于鈑金折彎工,按折彎系數(shù)折彎即可成形。

4 結(jié)果分析

大圓錐和小圓錐相結(jié)合處的孔展開后十分的不規(guī)則,同樣大圓錐和小圓錐相結(jié)合處的邊展開后也十分的不規(guī)則,如果用傳統(tǒng)的鈑金下料的方法其難度可想而知.而且,傳統(tǒng)的方法其精確度與等分圓周點(diǎn)的個數(shù)息息相關(guān),等分點(diǎn)個數(shù)較多時,精度高,工作量較大,而等分點(diǎn)個數(shù)較少時精確度又很難保證,十分的矛盾。筆者嘗試用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行此零件的鈑金下料,與用SolidWorks對比如下表:

由此可見:采用SolidWorks軟件繪鈑金件,成形快、精度高、易得展開圖,有較強(qiáng)的實(shí)用性。另外,還可以利用其仿真功能,對零件進(jìn)行各種力學(xué)測試,有利于改進(jìn)我們的產(chǎn)品。

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才