基于Solid Works的復雜相貫圓錐體鈑金下料方法

張 偉，馮 靜，李 鵬

ZHANG Wei, FENG Jing, LI Peng

（鄭州大學 機械工程學院，鄭州 450001）

基于Solid Works的復雜相貫圓錐體鈑金下料方法

The method of sheet metal blanking relate to mutually intersecting cone based on SolidWorks

張 偉，馮 靜，李 鵬

ZHANG Wei, FENG Jing, LI Peng

（鄭州大學 機械工程學院，鄭州 450001）

本文針對傳統鈑金下料在實際工程應用中的缺點，以復雜相貫圓錐體為例，提出了一種基于SolidWorks鈑金下料新方法，利用計算機三維設計分析軟件SolidWorks的鈑金下料功能，對鈑金件進行實體造型，再進行抽殼，切割，轉化為鈑金件，展開，快速生成下料圖，突破了傳統作圖法、計算法的束縛.其過程具有省時、計算量小、精確度高等優點，大大地提高了鈑金下料的效率。

SolidWorks；鈑金下料；相貫圓錐體；實體造型

0 引言

鈑金件在機械制造業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，特別是機械,化工,橋梁,建筑等行業。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技術的發展，特別是計算機輔助設計向三維方向上的發展，涌現了許多工程強大的三維繪圖軟件，例如SolidWorks、UG、Pro/E。這里利用SolidWorks建立鈑金件，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金零件

這種方法是先按照常規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。

圖1 三維模型的三視圖和等軸側圖

3.2 使用SolidWorks建模的過程：

3.2.1 建立三維模型

圖2 抽殼前的立體效果圖

3.2.2 抽殼

圖3 抽殼后的效果圖

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。

圖4 切割后的效果圖

3.2.4 放樣展開

圖5 展開后的效果圖

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，經剪裁后生成模板，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割，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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TH166

B

1009-0134(2010)10(上)-0073-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2010.10(上).23

2009-11-11

張偉（1986 -），男，天津薊縣人，在讀本科生，從事機械設計與制造方面的學習與研究。