■山東瑞星化工有限公司 盧玉升
漸縮彎頭俗稱牛角彎頭,是管道工程中常用的管件之一。其展開具有典型性和一定的代表性。通常采用作圖法和計算法。展開過程繁瑣,且易計算出錯。隨著三維CAD技術(shù)的發(fā)展,其展開簡化成為可能。
相關(guān)文獻(xiàn)介紹了兩種基于SolidWorks的展開方法,在提高放樣精度的同時提高了工作效率,但仍需進(jìn)行部分計算和較多數(shù)據(jù)收集工作。本文給出另一基于SolidWorks的直接展開方法,可根據(jù)漸縮彎頭平面圖直接進(jìn)行展開,從而擺脫對相關(guān)數(shù)據(jù)的依賴,使?jié)u縮彎頭展開變得更為簡捷、準(zhǔn)確、實用。
圖1為漸縮彎頭平面圖,彎頭由2個端節(jié)和3個中間節(jié)組成,其兩端口直徑D=600mm,d=360mm,彎頭彎曲中心線半徑為R=600mm,兩端口平面夾角為100°,節(jié)數(shù)為5,中間節(jié)夾角為25°,兩個端節(jié)夾角為12.5°,錐節(jié)錐角為12.87°。求作該漸縮彎頭展開圖。
漸縮彎頭是由錐度相同的不同錐段組成。要展開漸縮彎頭,首先求出漸縮彎頭各錐段素線實長,而要求出各錐段素線實長,需要知道各錐段間截交線的實際形狀尺寸。利用SolidWorks中鈑金放樣功能進(jìn)行展開放樣。根據(jù)這一思路,通過拉伸建模來獲取相應(yīng)錐間截交線,完成漸縮彎頭展開。
(1)繪制漸縮彎頭平面圖 打開SolidWorks軟件新建零件,按圖1在上視圖基準(zhǔn)面中草繪漸縮彎頭平面圖,如圖2所示。為便于下文敘述,各段錐管間截交線依次標(biāo)記為B1、B2、B3、B4,小端端口線標(biāo)記為B5,大端端線水平。由截交線B1、B2、B3內(nèi)端點向相應(yīng)錐段中心線作垂線A1、A2、A3作為輔助線。
(2)繪制輔助圓 單擊特征工具欄中參考幾何體命令,創(chuàng)建垂直于上視圖基準(zhǔn)面,且分別過垂線A1、A2、A3和彎頭截交線B1、B2、B3、B4及小端端線B5的基準(zhǔn)面A1、A2、A3、B1、B2、B3、B4、B5。
在前視圖基準(zhǔn)面中,以中心線R=600mm圓弧大端端點為圓心畫R=300mm的圓,在基準(zhǔn)面A1、A2、A3中,分別以相應(yīng)垂線段A1、A2、A3長度為半徑,以A1、A2、A3相應(yīng)垂足為圓心畫圓A1、A2、A3,在基準(zhǔn)面B5中以中心線R=600mm圓弧小端端點為圓心畫R=180mm圓。完成后隱藏基準(zhǔn)面A1、A2、A3,結(jié)果如圖3所示。
圖 1
圖 2
圖 3
(3)創(chuàng)建拉伸特征 單擊工具欄中拉伸特征按鈕,選擇圓R,方向1中選擇成形到一面,平面選擇基準(zhǔn)面B1,勾選拔模角度,輸入12.87/2=6.435,其他保持默認(rèn)設(shè)置,單擊“確定”按鈕,退出,完成拉伸特征R的創(chuàng)建。 同樣,選擇圓A1、A2、A3,創(chuàng)建到基準(zhǔn)面B2、B3、B4拉伸特征A1、A2、A3,結(jié)果如圖4所示。
(4)各錐段截交線提取 選擇拉伸特征1大端端面為基準(zhǔn)面草繪,單擊選擇該端面輪廓,單擊轉(zhuǎn)換實體引用按鈕,完成大端輪廓R'創(chuàng)建。再選擇拉伸特征1小端端面為基準(zhǔn)面草繪,單擊選擇該端面輪廓,單擊轉(zhuǎn)換實體引用按鈕,完成錐段1與錐段2截交線B1'的提取。同樣,依次以拉伸特征A1、A2、A3小端端面為基準(zhǔn)面,選擇相應(yīng)端面輪廓,單擊轉(zhuǎn)換實體引用按鈕分別提取錐段間截交線B2'、B3'、B4'。完成后將拉伸特征及基準(zhǔn)面隱藏,結(jié)果如圖5所示。
(5)創(chuàng)建鈑金放樣特征 單擊工具欄中鈑金放樣特征按鈕,在彈出對話框中選擇輪廓為R'、B1',厚度輸入0.1mm,單擊“確定”按鈕,退出,完成漸縮彎頭第一端節(jié)鈑金放樣特征的創(chuàng)建。同樣,單擊工具欄中鈑金放樣特征按鈕,次依選擇B1'、B2'、B2'、B3'、B3'、B4'、B4'、B5。完成整個漸縮彎頭鈑金放樣特征的創(chuàng)建,結(jié)果如圖6所示。注意在用于創(chuàng)建鈑金特征草圖的一側(cè)留一微小切口。
在漸縮彎頭鈑金放樣特征創(chuàng)建過程中,SolidWorks自動創(chuàng)建平板型式。漸縮彎頭展開只需在特征管理器中右擊所需展開節(jié),在彈出菜單中選擇解壓縮,即可得到所需展開圖。整個漸縮彎頭展開也只需依次右擊漸縮彎頭各節(jié)平板形式并解壓縮即可完成。
需要指出的是,在一個文件中一次只能顯示漸縮彎頭一個節(jié)的平板形式展開。若同時顯示所有節(jié)展開,需將展圖依次成工程圖或輸出到其他二維軟件(如AUTOCAD)中,然后拼接起來,組成漸縮彎頭全部錐段的整體平面展開圖。然后根據(jù)需要進(jìn)行等分,標(biāo)注相應(yīng)尺寸后用于工程制作。本例展開后如圖7所示。
圖 4
圖 5
圖 6
圖 7
根據(jù)漸縮彎頭各段錐度相同這一特點,通過創(chuàng)建輔助基準(zhǔn)面建立拉伸特征辦法,獲取漸縮彎頭節(jié)間截交線,直接進(jìn)行漸縮彎頭鈑金建模與展開,從而擺脫對計算數(shù)據(jù)的依賴,使?jié)u縮彎頭展開變得更為簡單、準(zhǔn)確、實用。應(yīng)當(dāng)指出,本方法不僅適用于漸縮彎頭展開,同樣適用于各種類似管件展開,從而可有效簡化放樣操作,方便工程應(yīng)用。