基于Solid Works的复杂相贯圆锥体钣金下料方法

张 伟，冯 静，李 鹏

ZHANG Wei, FENG Jing, LI Peng

（郑州大学 机械工程学院，郑州 450001）

基于Solid Works的复杂相贯圆锥体钣金下料方法

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

张 伟，冯 静，李 鹏

ZHANG Wei, FENG Jing, LI Peng

（郑州大学 机械工程学院，郑州 450001）

本文针对传统钣金下料在实际工程应用中的缺点，以复杂相贯圆锥体为例，提出了一种基于SolidWorks钣金下料新方法，利用计算机三维设计分析软件SolidWorks的钣金下料功能，对钣金件进行实体造型，再进行抽壳，切割，转化为钣金件，展开，快速生成下料图，突破了传统作图法、计算法的束缚.其过程具有省时、计算量小、精确度高等优点，大大地提高了钣金下料的效率。

SolidWorks；钣金下料；相贯圆锥体；实体造型

0 引言

钣金件在机械制造业中占据着极其重要的地位，需要应用钣金技术的机械产品几乎遍布各行各业，特别是机械,化工,桥梁,建筑等行业。传统钣金下料存在着耗时、计算工作量大、精确度低等缺点,在复杂相贯圆锥体的钣金下料中，这些缺点更加突出。本文利用SolidWorks对复杂的相贯圆锥体进行放样，形成钣金件，展开, 具有过程省时、计算量小、精确度高等优点,大大地提高了钣金下料的效率。

1 传统钣金下料方法的原理和不足之处

对于圆锥台传统钣金下料的方，一般有延长线展开图画法和计算法。前者精确度很低，如果钣金件要求精确，需用后者。虽然后者精确度有所提高，但精确度仍然受到圆周等分点个数的限制，而且会加大计算量。笔者采用第二种方法,首先计算圆锥台展开后的内圆半径r，求解结合线,将小圆锥台8等分，由各等分点分别沿母线方向引直线与大圆锥相交，求出各直线的长度，然后将各点所对应直线的长度,截取到展开图中，即得出小圆锥的展开图。然后，找出交线上和8个等分点对应的点，分别在大圆锥上作水平的圆周线，沿竖直方向作一条直线，记录各圆周线的高度，将各个圆周所对应的点,绘制到展开图中，即得出大圆锥展开图中交线的形状，同理将小圆锥展开，在绘图的过程中要在主视图、俯视图和展开图中不断的寻找点的对应关系，而且，等分点越多，工作量越大，等分点减少时，精度会急剧降低，此外其精度还受到等分点个数的限制。

2 钣金下料三维软件的应用

随着CAD技术的发展，特别是计算机辅助设计向三维方向上的发展，涌现了许多工程强大的三维绘图软件，例如SolidWorks、UG、Pro/E。这里利用SolidWorks建立钣金件，其方法有三种：

1）使用钣金工具建立钣金零件

这种方法利用了钣金工具命令从基体法兰特征开始，直接将零件作为钣金件开始建模。

2）将实体零件转化为钣金零件

这种方法是先按照常规的建模方法建立零件,然后将其转化成钣金零件。

3）将实体零件直接使用【转换到钣金】命令转换为钣金零件。

本文采用第二种方法对复杂相贯圆锥体进行放样下料。

3 建模过程

3.1 三维模型的说明

本文所举钣金件为一个带分嘴的圆锥形的漏斗, 如图1所示，大的圆锥台和小圆锥台(分嘴)主轴成45度夹角，而且两个圆锥台的轴线并不相交。用传统的钣金件下料的方法其难度可想而知，不但工作量大，而且精度很难达到要求。

图1 三维模型的三视图和等轴侧图

3.2 使用SolidWorks建模的过程：

3.2.1 建立三维模型

图2 抽壳前的立体效果图

3.2.2 抽壳

图3 抽壳后的效果图

3.2.3 分割

选择【插入】中的【特征】，再选择【分割】并选择大圆柱的外表面为切割面，切割后并分别保存，切割后的效果图如图4所示。

图4 切割后的效果图

3.2.4 放样展开

图5 展开后的效果图

至此，SolidWorks的操作结束。若采用手工切割的方法下料，可先打印生成一份二维图纸，经剪裁后生成模板，放在钢板上画线后进行下料.若采用数控切割机进行下料，我们就可以把二维图调入MasterCAM中自动编程，生成程序后传给数控切割机进行切割，切割成形后交于钣金折弯工，按折弯系数折弯即可成形。

4 结果分析

大圆锥和小圆锥相结合处的孔展开后十分的不规则，同样大圆锥和小圆锥相结合处的边展开后也十分的不规则，如果用传统的钣金下料的方法其难度可想而知.而且，传统的方法其精确度与等分圆周点的个数息息相关，等分点个数较多时，精度高,工作量较大，而等分点个数较少时精确度又很难保证，十分的矛盾。笔者尝试用传统的方法进行此零件的钣金下料，与用SolidWorks对比如下表：

?

由此可见：采用SolidWorks软件绘钣金件，成形快、精度高、易得展开图，有较强的实用性。另外，还可以利用其仿真功能，对零件进行各种力学测试，有利于改进我们的产品。

[1] 李大磊.SolidWorks2009基础教程[M].北京:北京邮电大学出版社,2008.

[2] 熊大远.实用钣金技术手册.北京:化学工业出版社,2008.

[3] 黄俊波,陈先有.飞机钣金零件的计算机辅助设计与制造[J].机械设计与制造,2008,(2):83-85.

[4] 詹迪维.SolidWorks钣金实例精解[M].北京:机械工业出版社,2008.

[5] 夏巨谵.钣金工手册.北京:化学工业出版社,2005.

TH166

B

1009-0134(2010)10(上)-0073-03

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

2009-11-11

张伟（1986 -），男，天津蓟县人，在读本科生，从事机械设计与制造方面的学习与研究。