SolidWorks中建立同类钣金件快速展开模板

2015-12-27山东冶金机械厂翟成河

金属加工(热加工) 2015年9期

■山东冶金机械厂翟成河

在冶金、建筑、石油、化工、造船及机械制造等行业，有许多产品是用板材及型材（金属或非金属）加工而成，凡是用这些材料弯曲成形的零件（统称为钣金件）都需要进行展开放样。随着工业的发展，市场需求的提高，对钣金件制作的需求也逐步加大。钣金展开是钣金件制作过程中的第一道工序，也是最重要的一个环节，准确的展开图是钣金件制作的基础，是确保制作质量的必要条件，会影响到以后各工序制造质量。所以，必须充分重视展开放样的重要性。

有许多钣金件，尺寸大小上虽然不同，但它们展开图形（样板）外观形状相似，习惯上把这些钣金件看作同类型件。针对常用同类型件，市场上有许多放样软件，虽然能迅速得到展开图，实用性不强。对于制造厂家来说，有必要根据自己产品特点，建立适合自己产品同类型件的展开模板，只要输入尺寸就能得到所需展开图形，实现快速放样，提高效率。

1. 建立快速展开模板的平台及特点

SolidWorks是一个功能非常强大的三维绘图软件，能够模拟出零件实物效果图，此图能非常准确地反映零件形状、尺寸和各部分之间的相对空间位置。

无论放实样或计算机模拟放样，都是在二维样台（或模拟样台）上通过投影原理，求线段实长实现。在SolidWorks软件中建立效果图各点直接反映出空间相对位置，各点之间连线反映实长，直接测量就得到实际长度。因此，如果把SolidWorks软件应用于钣金放样，将大幅提高放样效率，且促使展开更加精确。

由于放样是求被展开表面上合适点之间直线长度，因此在SolidWorks软件中放样无需建立模型，只需要做出合适空间点，用直线连接，直接测量长度。

SolidWorks软件中∑方程式功能，能够建立模型中尺寸之间的数学关系，只要变更参数数值，与其关联尺寸就能实现同步变换。

配置管理是SolidWorks软件体系结构中非常独特的一部分，能够通过对不同参数的变换和组合，派生出不同零件。

2. 建立快速展开模板步骤

（1）同类型钣金件结构分析，实际上是一个零件的多个变体。是在共有特性的基础上，通过变换单个或多个特征尺寸参数值而形成的。这些可变换数值，就可作为配置管理中的参数数值。

因此，对于同类型钣金件，首先进行结构分析，确定哪些是共有特性，哪些是变化的部分，这些变化部分就是参数。其次，根据展开放样需要，确定需要建立的空间点。

（2）绘制草图，建立相关的放样点。

（3）在3D草图中，用直线连接相关的空间放样点，并标注直线长度。

（4）根据相关尺寸，作出该零件展开图。

（5）在上述草图尺寸之间添加∑方程式，确保草图中所有尺寸都是由确定各个参数驱动。

（6）应用配置管理，把以上确定的各个参数输入表格，并输入需要数值，就能迅速生成所需的展开图。

至此，同型件快速展开模板就建立了。下面以常用天圆地方为例，讲述如何具体建立快速展开模板。

3. 建立快速展开模板实例

天圆地方（见图1）是4个斜圆锥面（不可展面）由下口方角点向顶圆过渡，并产生8条过渡线，形成4个三角形面，是圆锥面和三角形平面交替组成。

（1）确定变化参数对于上下口平行（共有特性）、正心（共有特性）的天圆地方同类型钣金件，天圆上口（外部）直径D、地方下口（外部）长A、宽B；上下口垂直高度H、内外表面间壁厚T，为参数部分。放样时上口以圆的中性层尺寸，下口以内口尺寸进行展开。本例天圆地方按A=800mm，B=500mm，H=350mm，D=420mm，T=10mm。

（2）绘制放样用图草图1（见图2）选择上视基准面，绘制如图所示构造线（中心为圆心）和在其基础上等距的矩形并标注尺寸。在标注尺寸上单击，在弹出框中主要值和标注尺寸文字内均用如图所示替换。基准面1（见图3）在图形区域中选择上视基准面，在其上方高H处插入基准面1。高H尺寸同样如图标注。草图2（见图4）选择基准面1，绘制如图所示的构造线、等距（尺寸1）圆与圆上的等分点。3D草图2（见图5）。在打开的3D草图中绘制①～⑥线段并按图标注，测量并记录长度值。

图 1

图 2

图 3

图 4

图 5

图 6

4. 绘制展开图

在上视基准面中，绘制D1～D11线段并按图标注；其中D1、D8为地方内口长、宽的一半，D7、D2～D6依次为图5中的①、②～⑥线段长，D9～D11为天圆的中性层周长的1/12。依次用样条曲线连接各点，就得到了天圆地方的1/4展开图，通过镜像两次就是完整的展开图（见图6）。

5. 建立尺寸间关联

单击工具栏上的∑方程式，在名称下空格内单击，然后选择图4中尺寸1，在数值/方程式下空格中选择图2中的厚度T /2，单击“确定”按钮；依次如表1所示输入，其中数值/方程式中RD6～160依次为图2内口长/2、图5①～③、图4实线圆直径×π/12、图5④、图4实线圆直径×π/12、图5⑤、图4实线圆直径×π/12、图5⑥、图2内口宽/2（见表1）。

以上图中显示的红色∑，表示已经添加了方程式。

6. 展开图配置管理

（1）在 FeatureManager 设计树中，把鼠标指针放在注解文件夹上，用右键单击，然后在弹出框中选择显示特征尺寸，图形中所有尺寸均显示出来。用右键单击，在弹出框选择“隐藏”按钮，保留确定参数尺寸。

（2）单击插入＞表格＞系列零件设计表在编辑控制下，选择阻止将更新系列零件设计表模型编辑，如果这些更改将更新系列零件设计表，您将不被允许更改模型。在选项下，清除新参数和新配置，对模型所作的任何更改将不更新系列零件设计表。Excel 工具栏取代 SolidWorks 工具栏。在默认情况下，第3行（单元格A3）命名为第一实例，列标题单元格B2是激活的。在图形区域中依次双击本例（天圆地方）中长度A、宽度B、直径D、基准面高H和厚度T的数值。尺寸名称插入到单元格B2～F2中，尺寸数值插入到单元格B3～F3中，为第一实例。在A4中键入第二实例，并在B4～F4键入相应变量；以此类推。在图形区域内工作表以外的任何位置单击，工作表即关闭。一个信息框出现，其中列出系列零件设计表所创建的新配置。单击“确定”按钮关闭信息框。系列零件设计表就嵌入并保存在零件文件内。保存此零件。如果出现信息框询问是否需要重建零件，请单击“是”。就得到表2。FeatureManager 设计树中，用右键单击注解文件夹，然后单击来清除选择显示特征尺寸旁边的复选标记，隐藏所有尺寸。至此，配置管理工作完成，建立了正心天圆地方快速展开模板。

（3）正心天圆地方快速展开模板在 FeatureManager 设计树顶部单击ConFigurationManager选项卡，配置清单出现。双击每个实例名称。模板就会重新计算，生成新的展开图。双击生成3个展开图如图7、图8、图9所示，图7为第一实例展开图，图8为第二实例展开图，图9为第三实例展开图。