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針對一般鈑金件的特點(diǎn)及其除塵設(shè)備通風(fēng)系統(tǒng)鈑金件的設(shè)計情況, 利用SolidWorks可以輕松的完成準(zhǔn)確下料、繪制展開工藝圖等工序。筆者通過近幾年的使用和工作經(jīng)驗(yàn), 摸索出用該軟件進(jìn)行鈑金件展開的一些方法, 能夠準(zhǔn)確高效地完成生產(chǎn)任務(wù)。下面就介紹一些SolidWorks在鈑金件展開中的應(yīng)用。
1 彎曲件展開長度的計算方法
彎曲件是現(xiàn)代機(jī)器、儀器儀表和工具制造中數(shù)量最多的沖壓零件之一, 其主要形式有V形、U形、Z形彎邊及其其他形狀比較復(fù)雜的零件。彎曲件的展開長度即毛坯尺寸,是彎曲工藝下料的依據(jù),下料過長、過短都會使材料浪費(fèi), 造成工件報廢, 因此, 彎曲件展開長度的計算在沖壓生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。
1.1 傳統(tǒng)彎曲件展開長度計算方法
傳統(tǒng)的彎曲件展開長度的確定是采用計算方法。通常將彎曲零件分為直線和圓角的各個不同單元體, 直線部分的長度不變而彎曲部分的長度應(yīng)需要考慮材料的變形和應(yīng)變中性層的相對移動, 故整個毛坯的展開尺寸應(yīng)等于彎曲零件各部分長度的總和(圖1)。即:
式中：
ρ為彎曲部位中性層半徑；
r為彎曲件內(nèi)角半徑；
k為中性層位移系數(shù)；
t為彎曲材料厚度；
α為彎曲中心角(°)。
圖1 彎曲件展開長度
表1 板料彎曲中性層系數(shù)
注：對于復(fù)雜彎曲件的展開長度計算來說,采用傳統(tǒng)方法非常繁瑣且誤差較大。
1.2 用Solidworks 展開彎曲件
下面介紹一下Solidworks展開彎曲件的方法。
(1)按1：1比例畫出彎曲件草圖。
(2)點(diǎn)擊Sheet Metal(鈑金)命令欄中BaseFlange(基體法蘭) ,使草圖轉(zhuǎn)化為實(shí)體零件。
(3)點(diǎn)擊Edge Flange(邊線發(fā)蘭)工具生成多個翻邊(圖2)。
圖2 彎曲件
(4)在Sheet Metal(鈑金)命令欄,使用Flat(展開)命令將鈑金零件自動展開,再次點(diǎn)擊此命令, 零件回復(fù)三維狀態(tài)。
(5)點(diǎn)擊從零件到工程圖命令欄,從中選擇紙張,選擇平坦視圖,則可以出現(xiàn)零件的展開圖(圖3),之后保存為.dxf格式,再進(jìn)入CAD將折彎線刪除,生成程序,進(jìn)入激光切割機(jī)按展開圖切割內(nèi)外形;之后,按已有折彎線在數(shù)控折彎機(jī)上成形, 即可得到所要求的彎曲件。
圖3 彎曲件展開圖
2 回轉(zhuǎn)類鈑金件展開方法
在除塵設(shè)備中這類零件很常見, 我們常常會遇到繪制類似于通風(fēng)接口等任意不規(guī)則形狀的鈑金件(圖4),雖然這些零件可以利用平面幾何和三角函數(shù)或者AutoCAD求出結(jié)果畫出展開圖,但是比較麻煩,筆者利用SolidWorks可以輕松而且準(zhǔn)確地完成這一任務(wù)。
圖4 通風(fēng)接口
通常該零件是由各種形狀的圓管焊接而成,因此需要制作大量圓管、斜口圓管及圓錐管。圓管展開比較簡單不做敷述,主要介紹斜口圓管及圓錐管的展開方法。
2.1 斜口圓管的展開
使用AutoCAD作圖法來計算,通常按中性層算出零件的展開長度, 將圓管分成若干等分并標(biāo)記在坐標(biāo)上, 根據(jù)剖面圖找出與等分點(diǎn)相應(yīng)的y、x坐標(biāo),用樣條曲線命令按順序連接坐標(biāo)上的各點(diǎn)(圖5)。
圖5 斜口圓管的展開
當(dāng)壁厚或其他尺寸有所變化時AutoCAD作圖法必須重新找出中性層取點(diǎn)畫圖,計算量仍較大且依然為近似畫法。而采用SolidWorks只需修改三維模型數(shù)據(jù),展開圖即可自動更新,大大提高了工作效率。應(yīng)用SolidWorks展開斜口圓管的方法為:
(1)按1∶1比例畫出斜口圓管草圖。
(2)使用Extruded(拉伸)命令創(chuàng)建斜口圓管長度。
(3)重新在新的基準(zhǔn)面上按照在接頭中的角度畫出切除草圖,使用Extruded Cut(拉伸切除)命令將斜口管斜口部分切除。
(4)在斜口管焊接處最短處畫草圖, 再次使用Extruded Cut(拉伸切除)命令將圓管割縫(即焊縫)。
(5)點(diǎn)擊Sheet Metal(鈑金)命令欄,使用Convert(插入折彎)工具將實(shí)體轉(zhuǎn)化為鈑金零件(圖6)。
圖6 斜口圓管
(6)在Sheet Metal(鈑金)命令欄,使用Flat(展開)命令將鈑金零件自動展開(圖7),再次點(diǎn)擊此命令, 零件回復(fù)三維狀態(tài)。
(7)點(diǎn)擊從零件到工程圖命令欄,從中選擇紙張,選擇平坦視圖,則可以出現(xiàn)零件的展開圖(圖7),之后保存為.dxf格式,生成程序,進(jìn)入激光切割機(jī)按展開圖切割外形;之后, 按零件要求滾圓, 合縫焊接,即可得到所要求的彎曲件。
圖7 斜口圓管展開
2.2 圓錐管的展開
(1)按1∶1比例畫出圓錐管草圖。
(2)使用Revolved Surface(旋轉(zhuǎn)曲面)命令將草圖轉(zhuǎn)化為三維視圖。注意在旋轉(zhuǎn)的過程中要輸入角度要小于360度(即要留出焊縫)。
(3)使用Thicken Feature(加厚特征)將上步完成的錐面完善成錐體。
(4)在斜口管焊接處最短處畫草圖, 再次使用Extruded Cut(拉伸切除)命令將圓管割縫(即后來的焊縫)。
(5)點(diǎn)擊Sheet Metal(鈑金)命令欄,使用Convert(插入折彎)工具將實(shí)體轉(zhuǎn)化為鈑金零件(圖8)。
圖8 圓錐管
(6)在Sheet Metal(鈑金)命令欄,使用Flat(展開)命令將鈑金零件自動展開,再次點(diǎn)擊此命令, 零件回復(fù)三維狀態(tài)。
(7)點(diǎn)擊從零件到工程圖命令欄,從中選擇紙張,選擇平坦視圖,則可以出現(xiàn)零件的展開圖(圖9),之后保存為.dxf格式,生成程序,進(jìn)入激光切割機(jī)按展開圖切割外形;之后, 按零件要求滾圓, 合縫焊接,即可得到所要求的彎曲件。
圖9 圓錐管展開圖
上述通過SolidWorks三維模型生成展開圖, 進(jìn)而與數(shù)控激光切割機(jī)以及數(shù)控折彎機(jī)等組網(wǎng), 共享NC程序, 能夠減少加工準(zhǔn)備時間, 使得整個加工方便而快捷。
3 結(jié)語
基于SolidWorks的鈑金件加工技術(shù),解決了復(fù)雜彎曲件、多種回轉(zhuǎn)件等鈑金件的展開問題, 不用做繁瑣的計算便能得到其展開圖, 大大的減小了計算誤差。用SolidWorks繪制展開圖,省時、作圖精度高、修改方便, 同時與數(shù)控機(jī)床組網(wǎng)直接實(shí)現(xiàn)零件的加工, 及時的解決了下料尺寸的問題,大大降低了材料的浪費(fèi),同時使加工變得輕松。實(shí)踐證明這是非常實(shí)用的。
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