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(lái)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(shí)、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(duì)復(fù)雜的相貫圓錐體進(jìn)行放樣,形成鈑金件,展開(kāi),具有過(guò)程省時(shí)、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(duì)于圓錐臺(tái)傳統(tǒng)鈑金下料的方,一般有延長(zhǎng)線展開(kāi)圖畫(huà)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(gè)數(shù)的限制,而且會(huì)加大計(jì)算量。筆者采用第二種方法,首先計(jì)算圓錐臺(tái)展開(kāi)后的內(nèi)圓半徑r,求解結(jié)合線,將小圓錐臺(tái)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(zhǎng)度,然后將各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)直線的長(zhǎng)度,截取到展開(kāi)圖中,即得出小圓錐的展開(kāi)圖。然后,找出交線上和8個(gè)等分點(diǎn)對(duì)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(gè)圓周所對(duì)應(yīng)的點(diǎn),繪制到展開(kāi)圖中,即得出大圓錐展開(kāi)圖中交線的形狀,同理將小圓錐展開(kāi),在繪圖的過(guò)程中要在主視圖、俯視圖和展開(kāi)圖中不斷的尋找點(diǎn)的對(duì)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(shí),精度會(huì)急劇降低,此外其精度還受到等分點(diǎn)個(gè)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(kāi)始,直接將零件作為鈑金件開(kāi)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(duì)復(fù)雜相貫圓錐體進(jìn)行放樣下料。

3 建模過(guò)程

3.1 三維模型的說(shuō)明

本文所舉鈑金件為一個(gè)帶分嘴的圓錐形的漏斗,如圖1所示,大的圓錐臺(tái)和小圓錐臺(tái)(分嘴)主軸成45度夾角,而且兩個(gè)圓錐臺(tái)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(guò)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(gè)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(gè)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(kāi)

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(kāi)一個(gè)1mm的縫隙,選擇【插入】、【鈑金】、【折彎】命令,選擇拉伸切除時(shí)與圓錐軸線所在平面共面的一條邊線作為固定邊線展開(kāi),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(huà)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(dòng)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(kāi)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(kāi)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(gè)數(shù)息息相關(guān),等分點(diǎn)個(gè)數(shù)較多時(shí),精度高,工作量較大,而等分點(diǎn)個(gè)數(shù)較少時(shí)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(duì)比如下表:

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

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