SolidWorks復雜相貫圓錐體鈑金下料方法

2013-08-13 by:廣州SolidworksUGCatia培訓中心來源:仿真在線

0 引言

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

1 傳統鈑金下料方法的原理和不足之處

對于圓錐臺傳統鈑金下料的方,一般有延長線展開圖畫法和計算法。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個數的限制,而且會加大計算量。筆者采用第二種方法,首先計算圓錐臺展開后的內圓半徑r,求解結合線,將小圓錐臺8等分,由各等分點分別沿母線方向引直線與大圓錐相交,求出各直線的長度,然后將各點所對應直線的長度,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個等分點對應的點,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,將各個圓周所對應的點,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的對應關系,而且,等分點越多,工作量越大,等分點減少時,精度會急劇降低,此外其精度還受到等分點個數的限制。

2 鈑金下料三維軟件的應用

隨著CAD技術的發(fā)展,特別是計算機輔助設計向三維方向上的發(fā)展,涌現了許多工程強大的三維繪圖軟件,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)將實體零件轉化為鈑合零件
這種方法是先按照常規(guī)的建模方法建立零件,然后將其轉化成鈑金零件。

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

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,將圓進行拉伸,給定深度60mm,拔模斜度30deg,選擇【參考幾何實體】中的【基準面】命令,以圓錐上底面和上底面上的一條直徑為基準建立基準面1,與上視基準面之間的夾角為45deg,同理,建立基準面2與原基準面平行,兩基準面間距離為70mm,在基準面2上繪制一個小圓,再次進行拉伸,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K因子選擇0.5。

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

4 結果分析

大圓錐和小圓錐相結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合處的邊展開后也十分的不規(guī)則,如果用傳統的鈑金下料的方法其難度可想而知.而且,傳統的方法其精確度與等分圓周點的個數息息相關,等分點個數較多時,精度高,工作量較大,而等分點個數較少時精確度又很難保證,十分的矛盾。筆者嘗試用傳統的方法進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,有較強的實用性。另外,還可以利用其仿真功能,對零件進行各種力學測試,有利于改進我們的產品。

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