基于AutoCAD引水钢岔管展开图绘制及放样方法

罗 聪，赵田伟

（中国水利水电第十四工程局有限公司机电安装事业部，云南 昆明 650032）

1 概述

在水电项目设计制造过程中，引水钢岔管展开图放样的方法有很多，例如金林钣金展开软件、Excel数据三角函数表、三维建模软件、钢构CAD3.5版本软件插件等工具，都是钢岔管设计放样人员爱用的软件，这些软件只需要输入特定数值，调整对应斜切角和尺寸参数，系统便会自动计算出相关展开图数据坐标。其实，这些钣金展开软件虽能快速解决大部分斜切管或相贯圆展开图坐标，但在面对一些特殊的多边斜切锥管，还是没有相对应计算模型，仍需要人工进行放样。传统人工放样不仅慢，效率低，误差率还很高，本文通过描述基于AutoCAD对引水钢岔管展开图绘制及放样方法实例进行介绍，并详细描述操作过程及方法。

本文描述的引水钢岔管主管管径Φ=6 000 mm，管内设计最大压力值为5 MPa；左支管管径Φ=5 400 mm，右支管管径Φ=2 500 mm。管内设计最大压力值为5 MPa；采用不对称“Y”型内加强月牙肋岔管，分岔角67.6°；公切球半径为3 480 mm，是主管管径的1.16倍，岔管钢材为07MnMoVR高强钢，管壳厚度58 mm、80 mm两种，月牙肋厚度160 mm，如图1所示。

图1 岔管体型图

岔管由过渡锥一（管径Φ=6 000 mm,管厚t=80 mm）,过渡锥二（管径Φ=5 400 mm,管厚t=80 mm），过渡锥三（管径Φ=2 500 mm,管厚t=58 mm）及3个锥管组成。与常规“Y”型岔管不同的是，锥管一、锥管二、锥管三都属于不规则锥体，而且直径大、板厚较厚，采用相贯线展开方法进行处理，所以需要人工采用AutoCAD软件方法进行展开图放样。

2 钢岔管展开图绘制步骤

2.1 新建文件

打开AutoCAD2016，导入引水岔管体型图，以“引水钢岔管展开图放样”为文件名，新建文件，另存在电脑文件夹D盘，文件类型选择AutoCAD图形。

2.2 正锥与斜切管展开图放样

（1）在AutoCAD操作界面里，通过点击鼠标左键，选中岔管体型图上的过渡锥三“中径线”线条，在CAD操作框命令栏里输入复制快捷命令“CO”，选择CAD操作界面空白地方，将体型图点击复制出来，粘贴在空白处选择确认。复制出来的“过渡锥三”体型图要进行修剪，通过利用强大的CAD操作功能，对锥管三体型图继续进行完善。单击CAD命令输入框，在命令栏输入“EX”延伸快捷命令，将鼠标右键单击空白区选择锁定，再将鼠标左键单击选择需要延伸的线段，使得“过渡锥三”线段间隙整体闭合，打开CAD正交光标命令，在输入框输入旋转快捷命令“RO”，先将鼠标右键单击过渡锥三上一个点，单击鼠标右键选择锁定，在输入框输入“R”，选择过渡锥三顶部两点，将过渡锥三旋转水平位置后锁定，如图2。

图2 正锥管示意图

（2）打开CAD命令输入框，在输入框输入“F”交点快捷命令，将鼠标单击过渡锥三体型图左右两斜边，使其交于点“O”，再以“O”为圆心，OA，OC为半径分别画圆，如图3。

图3 正锥管整圆展开示意图1

(3)通过CAD标注测量工具，测出AB长度，利用CAD计算器工具，计算出AB的圆弧长度，打开输入框命令栏，在输入框输入“ME”定距等分快捷命令，选择等分对象内圆OA，输入等分定距弧长尺寸，通过直线功能将O点与内圆定距等分点连接，输入“EX”延伸快捷键，将OM、ON延长至外圆上，输入“Re”裁剪快捷键，将多余圆弧裁剪完，如图4。

图4 正锥管整圆展开示意图2

（4）在AutoCAD操作界面里，通过点击鼠标左键，选中岔管体型图上的过渡锥一“中径线”线条，在CAD操作框命令栏里输入复制快捷命令“CO”，选择CAD操作界面空白地方，将体型图点击复制出来，粘贴在空白处选择确认。复制出来的“过渡锥一”体型图要进行修剪，通过利用CAD强大的绘图功能，对过渡锥管一体型图继续进行完善。单击CAD命令输入框，在命令栏输入“EX”延伸快捷命令，将鼠标右键单击空白区选择锁定，再将鼠标左键单击选择需要延伸的线段，使得“过渡锥一”线段间隙整体闭合，打开CAD正交光标命令，以过渡锥一AB为直径在其下方画圆，输入“DIV”快捷键，将圆10等分，如图5。

图5 斜切管放样图1

（5）通过计算以AB为圆的周长，通过B以圆周长作为长度画直线BM，打开CAD正交光标，延长圆AB上的等分点交于A'M'直线，打开输入框命令栏，在输入框输入“DIV”定距等分快捷命令，选择等分对象直线BM，输入等分定数为10，通过直线功能将等分点a、b、c、d、e、f、g、h、i、g与A'M'直线连接,将圆等分线与过渡锥一交点投影到线a、b、c、d、e、f、g、h、i、g上。

（6）连接线段，通过CAD镜像快捷键“MI”，将线段进行镜像，如图6所示。

图6 斜切管放样图2

2.3 斜切锥管展开图放样

（1）在AutoCAD2016操作界面里，通过点击鼠标左键，选中岔管体型图上的锥管一“中径线”线条，在CAD操作框命令栏里输入复制快捷命令“CO”，选择CAD操作界面空白地方，将体型图点击复制出来，粘贴在空白处选择确认。复制出来的“锥管一”体型图要进行修剪，通过利用强大的CAD操作功能，对锥管一体型图继续进行完善。单击CAD命令输入框，在命令栏输入“EX”延伸快捷命令，将鼠标右键单击空白区选择锁定，再将鼠标左键单击选择需要延伸的线段，使得“锥管一”线段间隙整体闭合，如图7。

图7 不等锥管体型图

（2）在CAD输入框输入剪切快捷命令“TR”，将鼠标右键单击空白区选择锁定，再将鼠标左键单击选择需要剪切的线段，使得“锥管一”线段间隙整体修剪完整，选择删除命令，删除多余线条。

（3）打开CAD正交光标命令，在输入框输入旋转快捷命令“RO”，先将鼠标右键单击锥管一上水平点，单击鼠标右键选择锁定，在输入框输入“R”，选择锥管一顶部两点，将锥管一旋转180°后锁定，此操作目的是为了能让锥管两侧边向上延长线能交于一点，为后面操作更方便，如图8。

图8 斜切锥管图

（4）打开CAD命令输入框，在输入框输入“F”交点快捷命令，将鼠标单击锥管一体型图左右两斜边，使其交于点“O”，再以“O”为圆心，OA，OB为半径分别画圆，如图9。

（5）打开输入框命令栏，在输入框输入“L”直线快捷命令，将直线OA,OB与内圆交点A、B'连接起来，通过标注测量，测出AB'长度，利用CAD计算器工具，算出AB'的圆弧长度18 903。

（6）打开输入框命令栏，在输入框输入“ME”定距等分快捷命令，选择等分对象内圆OA，输入等分定距弧长尺寸18 903，通过直线功能将O点与内圆定距等分点M、N连接，输入“EX”延伸快捷键，将OM、ON延长至外圆OC上，输入“Re”裁剪快捷键，将多余圆弧裁剪完。

（7）在输入框输入“DIV”定数等分快捷键，对象选择AB'，在弹出的对话框输入数字“4”，即将其4等分，连接等分点到圆O，等分线分别交AB'于2'、3'、4'点，延长线交于锥管斜口于2、3、4，如图9所示。

图9 斜切锥管展开图1

（8）在输入框输入“O”平移快捷键，对象选择AB'，拖动鼠标，过点B、2''、3''、4''、A、1、2、C、3、4、5、作直线AB'平行线，分别交OA延长线于a、b、c、d、e、f、g、h点。

（9）在输入框输入“O”平移快捷键，对象选择AB'，拖动鼠标，过点B、2''、3''、4''、A、1、2、C、3、4、5、作直线AB'平行线，分别交OA延长线于a、b、c、d、e、f、g、h点，如图10所示。

图10 斜切锥管展开图2

（10）在CAD命令框输入“C”画圆快捷键，分别以圆O到a、b、c、d、e、f、g、h点距离为半径画圆。

（11）输入“EX”延长快捷键，单击最大圆Oh，选择将OM、ON延长。在CAD命令框输入“DIV”定数等分快捷键，对象选择圆弧NOM，输入等分数为8，通过直线将等分点与圆点O连接，并延长至最外圆Oh，如图11。

图11 斜切锥管展开图3

在输入框输入“TR”裁剪快捷键，单击空白处，点击鼠标右键选取OM、ON以外的圆弧剪切掉，如图12所示。

图12 斜切锥管展开放样示意图

3 补充说明

（1）本文所述放样展开方法均未含展开后钢板的压头余量，在实际施工过程中需根据工厂的制造工艺、技能水平、设备参数等适当增加展开后的压头余量，保证岔管卷板的成型符合规范要求。

（2）本文所述放样展开方法为采用体型图中线展开方法，实际在放样展开时，需考虑到月牙肋的厚度，常规岔管因保证整体的刚性满足水压，月牙肋钢板选取厚度较厚，另外受焊接工艺水平和焊接工艺方法等影响，在岔管各部件展开时需进行板厚处理，确保展开后的各部件组装时间隙较小。

（3）文中所述等分点主要为方便读者了解相关的展开方法，施工时根据岔管的大小，需尽可能选取较多等分点，如此才能更好保证展开钢板的边缘圆滑过渡，利于数控下料机械完成任务，保证各部件组装效果良好。

4 总结

通过AutoCAD的辅助结合相贯线展开画图原理，能相对快捷的实现各种复杂的斜切管、斜切锥管、月牙肋等构件的展开放样，提高技术人员的工作效率，保证施工更快捷有效。利用AutoCAD进行岔管放样相对简单明了，放样过程简单易懂，相对其他的传统手工放样方法适用性更强，比三维软件等电脑软件相对来说更清晰明了，可以保证钢岔管能圆满顺利的展开放样完成相关的制作工作。