朱遠(yuǎn)平 張煥杰/威?？巳R特菲爾風(fēng)機(jī)股份有限公司

基于Solid Works的離心通風(fēng)機(jī)機(jī)翼型葉片鈑金展開

朱遠(yuǎn)平 張煥杰/威海克萊特菲爾風(fēng)機(jī)股份有限公司

0 引言

離心通風(fēng)機(jī)機(jī)翼型葉片的截面，一般為變截面。對(duì)于此類葉片的展開，使用傳統(tǒng)的葉片展開方法--作圖法非常繁瑣，對(duì)工藝人員的專業(yè)水平要求較高，且效率很低。在實(shí)際生產(chǎn)中，必須先制作樣板，來校正展開誤差。本文主要介紹，如何利用SolidWorks鈑金模塊對(duì)機(jī)翼型葉片進(jìn)行實(shí)體建模，然后根據(jù)鈑金件可以展開的特性，對(duì)機(jī)翼型葉片進(jìn)行平面展開，并將展開后的三維模型轉(zhuǎn)換成“. dwg”格式的文件，實(shí)現(xiàn)圖紙數(shù)據(jù)與數(shù)控或激光下料數(shù)據(jù)的交互。

1 機(jī)翼型葉片結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

以G4-73-10D風(fēng)機(jī)葉輪葉片為例，見圖1，葉片為中空機(jī)翼型，其主要特點(diǎn)為變截面結(jié)構(gòu)，見A-A截面視圖和B-B截面視圖，葉片由A-A截面形狀線性變化至B-B截面形狀，并以該趨勢(shì)延伸至輪蓋。

圖1 G4-73-10D風(fēng)機(jī)葉輪葉片二維平面簡(jiǎn)圖

2 葉片建模步驟

（1）在Solidworks中，新建一零件，利用“插入曲線”命令，選擇“通過XYZ點(diǎn)的曲線”，在彈出的對(duì)話框中輸入A-A截面葉片坐標(biāo)參數(shù)（坐標(biāo)參數(shù)在相關(guān)氣動(dòng)略圖中可查詢），再做出B-B截面葉片輪廓曲線。這樣就得到了葉片上兩截面空間輪廓曲線，見圖2。曲線必須是開口曲線，開口大小根據(jù)葉片實(shí)際板厚定，不然無法生成鈑金。也可以建兩個(gè)基準(zhǔn)面，在兩個(gè)基準(zhǔn)面上分別繪制A-A，B-B截面輪廓上的點(diǎn)，再用樣條曲線連接各點(diǎn)，形成曲線。

圖2 A-A和B-B截面葉片空間輪廓曲線圖

（2）建一基準(zhǔn)面，使其通過葉輪中心軸線，在該基準(zhǔn)面上繪制輪蓋截面型線，利用“旋轉(zhuǎn)曲面”命令，得到葉輪輪蓋的曲面。

（3）依次選擇“插入”--“曲面”--“放樣曲面”，生成截面A-A和B-B之間的曲面。再依次選擇“插入”--“曲面”--“延伸曲面”，把曲面延伸至輪蓋，就得到了完整的葉片曲面形狀，見圖3。

圖3 葉片3D曲面圖

（4）選擇“草圖”--“3D草圖”，選中上圖中葉片與輪蓋相交線，選擇“轉(zhuǎn)換實(shí)體引用”命令，生成3D草圖。用同樣的方法生成葉片與輪盤相交線的3D草圖。

（5）利用鈑金模塊，將葉片生成鈑金實(shí)體。點(diǎn)擊“放樣折彎”命令，輪廓欄選中步驟（4）生成的兩個(gè)3D草圖，設(shè)定葉片板厚，并控制厚度方向。這樣葉片的建模過程就完成了，見圖4。

圖4 葉片3D模型圖

3 葉片展開及板厚干涉處理

選擇“從零件/裝配體制作工程圖”，將“平板型式”視圖圖形拖拽至工程圖紙中，單擊“平板型式”視圖圖形，在“使用自定義比例”選擇標(biāo)題欄中確定比例系數(shù)為1：1，生成工程圖，通過另存文件將其轉(zhuǎn)化成數(shù)控切割或機(jī)關(guān)切割所能識(shí)別的“.dwg”圖形格式。

由于機(jī)翼型葉片和輪蓋均為空間曲面結(jié)構(gòu)，當(dāng)葉片鈑金建模時(shí)，不管鈑金厚度方向向內(nèi)或是向外，葉片都會(huì)有一面由于板厚而和輪蓋干涉現(xiàn)象，見圖5，為了保證葉片展開圖的準(zhǔn)確性，保證后續(xù)工作的順利進(jìn)行，在葉片展開的過程中，必須消除葉片板厚的影響。

圖5 葉片與輪蓋干涉示意圖

目前，還沒有在Solidworks中找到一步到位的好方法，只能借助于CAD來修改。具體做法，在零件圖中，選擇“分割”命令，剪裁工具選擇輪蓋曲面，這樣，葉片就被分為兩部分—葉片主體和葉片與輪蓋干涉部分，為了準(zhǔn)確測(cè)量干涉部分的尺寸，選擇“剖面視圖”命令，控制剖面與葉片在葉輪出口處的距離，測(cè)量干涉部分的長(zhǎng)度，見圖6。以此方法，測(cè)量4～6個(gè)截面的干涉長(zhǎng)度，在. dwg格式葉片展開圖中進(jìn)行相應(yīng)截面的修正，見圖7，圖中中心線代表圖6中各剖面視圖的位置，修正量為圖6中測(cè)量的干涉長(zhǎng)度，將各點(diǎn)用弧線連接，去掉修正前線段，標(biāo)注有效尺寸就得到了完整精確的葉片展開圖，見圖8。在實(shí)踐中證明，該方法獲得是機(jī)翼型葉片展開圖是合理可行的，已廣泛用于生產(chǎn)中。

圖6 干涉部分尺寸測(cè)量

圖7 葉片展開圖修正

圖8 葉片展開圖

4 結(jié)論

充分利用三維軟件SolidWorks鈑金模塊功能，對(duì)機(jī)翼型葉片進(jìn)行展開，獲得的展開圖精確度較高，無需制作樣板，同時(shí)又提高工作效率，方法簡(jiǎn)單，可廣泛用于實(shí)際生產(chǎn)中。

[1]梁紹華.鈑金放樣技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008．

[2]續(xù)魁昌，風(fēng)機(jī)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999．

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介紹了利用SolidWorks鈑金模塊對(duì)離心通風(fēng)機(jī)機(jī)翼型葉片鈑金展開的方法和步驟，該方法提高了葉片展開的精度和工作效率。

Solidworks；離心通風(fēng)機(jī)；鈑金模塊；機(jī)翼型葉片；展開

TheSheetMetalUnfoldingof Centrifugal Fan Aerofoil Blade Based on SolidWorks

Zhu Yuanping,Zhang Huanjie/Wei hai creditfan ventilator co.,Ltd

Solidworks;centrifugal fan; sheet metal module;Airfoil blade;unfold

TH432;TK05

A

1006-8155（2015）06-0060-03

10.16492/j.fjjs.2015.06.12035

2015-08-30山東省威海市264200

Abstract:Thisarticleintroducedthe methods and steps of using SolidWorks sheet metal module to unfold centrifugal fan's airfoil blade,and this methods improved the precision of the blade unfolding and work efficieny.