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三维 CAD 软件在结构件展开中的应用

admin    
 

三维 CAD 软件在结构件展开中的应用

黄正堃 姜宏飞 刘宏伟/江阴市宏达风机有限公司

摘要:介绍了一种应用三维CAD软件进行结构件展开的方法及特点,并通过实例证明,该方法简单、准确且实用。
关键词:CAD软件 结构件 展开放样
中图分类号:TP391.41    文献标识码:B
文章编号:1006-8155(2007)03-0044-03
App li cation of Three-dimensional CAD Software on Unfolding Structure Parts
Abstract: The method and characteristic of unfolding configuration parts using three-dimensional CAD software is introduced, through example proved, this method is simple, accurate and available.
Key Words: CAD software Configuration piece Unfolded and sample shown

0  引言

  风机制造业中的铆焊结构件占很大比例,有些结构件需要展开放样后才能进行加工。放样的质量直接影响到产品的质量及加工成本。
  展开放样是一种专业性很强的技能,它要求操作者具有画法几何基础知识、空间想象能力和丰富的实践经验。传统的展开放样是在平面上用作图的方法来完成的。用这种方法要完成较复杂的展开,比较困难。
  随着计算机应用技术的发展,三维CAD软件近几年在我国得到广泛应用。本文介绍了一种应用三维CAD软件进行结构件展开的方法,使复杂结构件的展开变得简单、方便、快捷。

1  展开方法概述

  三维CAD软件进行展开放样适用于较为复杂的、不可展曲面的展开。
  用三维CAD软件进行展开放样大致分为4个步骤。

1.1  绘制草图

  草图是生成曲面和实体的基础。草图绘制要以设计图样为依据,出于工艺性考虑可以作适当修改 ;较复杂的图形在二维设计软件上绘制后,可以插入到草图中;草图绘制后要添加约束。

1.2  建立模型

  建模就是在草图轮廓的基础上,通过软件的功能生成面或实体。
  由于展开放样在物体的某一特性面上(如中性层面)进行的,因此在建模操作过程中,一般以曲面的特征进行。
  用于展开放样的建模方法有:拉伸曲面、放样曲面、旋转曲面、延伸曲面等。

1.3  分解曲面

  草图绘制和建模是放样的过程,获取数据才是最终目的。
  三维CAD软件只提供了一般钣金件的展开功能,并没有提供曲面展开的功能。分解曲面就是将曲面分解为若干个彼此相连的、在不同平面的三角形区域,以这些三角形平面代替曲面,以达到近似展开的目的。

1.4  绘制展开图

  绘制展开图就是将分解曲面形成的,彼此相连的三角形绘制在同一平面上。
  展开图要按工艺要求加以整理,并标注尺寸及相关信息,以指导生产。

2  展开方法特点

  用三维CAD软件进行展开放样与传统的展开放样方法比较,有如下特点。

2.1  简单

  传统展开放样方法在画法几何知识的基础上,研究点、线、面的投影关系。利用投影法、旋转法、放射线法、截面法、换面法等一系列技巧来求取空间线段的实长,从而达到展开的目的。这种方法专业性强,不易掌握。划线多,工作量大。
  用三维CAD软件进行展开放样,从原理上与传统的展开放样方法截然不同。它不再需要画法几何的知识,不需要研究投影关系,也不需要展开的原理、方法和技巧。因为在三维CAD软件中生成了要展开的曲面,各种几何关系便可一目了然。对曲面进行分解,便可获得展开的数据。这种方法绘图量极少,只需要绘制有关的轮廓线。

2.2  准确

  传统展开放样方法由于方法复杂,划线多,难免出错。一旦出错,将影响所有后续工作。放样过程的检验也非常困难。
  用三维CAD软件进行展开放样,通过在草图中添加几何关系、标注相关尺寸,使图中的每个几何要素之间相互约束,大大提高了绘图的精确性和绘图的速度。操作过程的每一步都可以修改。修改后,将自动调整其后续的相关过程或提示有关信息。

2.3  实用

  用三维CAD软件进行展开放样过程简单,一般工程技术人员都能快速掌握。 适合生产中较复杂结构件的展开 。

3  展开实例

  风机行业中机翼型叶片和进风口斜锥的展开是比较困难的。虽然有些资料介绍了机翼型叶片的展开方法,但由于步骤复杂,真正掌握和应用的很少。用三维CAD软件进行展开就很容易。
  下面以4-72№10机翼型叶片展开为例,简述展开过程。

3.1  绘制草图,生成模型

  首先要在草图中按照图样绘出叶片两个截面的轮廓图。
  按工艺要求,修整截面轮廓。去除干涉部分,并对两个截面轮廓的起点和终点做适当调整(图1)。

 

  保留中性层线,删除其他线段,在另外草图中画出轮盖曲线。利用软件的功能,生成轮盖曲面和叶片曲面。叶片要按大弧面、小弧面、头部分别生成各自曲面(图2)。
3.2  分解曲面,标注尺寸
  将要展开的曲面分割成若干个彼此相连的三角形区域。标注出每个三角形各顶点间的空间距离(图3)。


3.3  整理数据,绘制图样

  根据展开的数据,画出展开平面图。
  叶片底边圆整为直线。底边与出口边圆整为90°。
  适当圆整尺寸,将展开曲线分段,标注尺寸(图4)。

4  结论

  传统的展开放样是从展开物体的平面投影,经过多次投影变换的几何方法来求算出实际数据。而三维CAD软件是在生成的三维物体上直接测量出实际数据。两种方法的原理截然不同。
  三维CAD软件展开放样已经用于生产。实践证明:速度快、精度高、效果好。下料后不必再留有二次切割或磨削、铣削等加工余量,提高了材料利用率、工时利用率和产品质量。

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  评论人:hkgmnlq   打分:85 分  发表时间:2014-12-2 18:26:37
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  评论人:mjvmkxq   打分:85 分  发表时间:2010-4-28 20:55:10
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