SolidWorks中建立同類鈑金件快速展開模板

■山東冶金機(jī)械廠 翟成河

在冶金、建筑、石油、化工、造船及機(jī)械制造等行業(yè)，有許多產(chǎn)品是用板材及型材（金屬或非金屬）加工而成，凡是用這些材料彎曲成形的零件（統(tǒng)稱為鈑金件）都需要進(jìn)行展開放樣。隨著工業(yè)的發(fā)展，市場需求的提高，對鈑金件制作的需求也逐步加大。鈑金展開是鈑金件制作過程中的第一道工序，也是最重要的一個環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確的展開圖是鈑金件制作的基礎(chǔ)，是確保制作質(zhì)量的必要條件，會影響到以后各工序制造質(zhì)量。所以，必須充分重視展開放樣的重要性。

有許多鈑金件，尺寸大小上雖然不同，但它們展開圖形（樣板）外觀形狀相似，習(xí)慣上把這些鈑金件看作同類型件。針對常用同類型件，市場上有許多放樣軟件，雖然能迅速得到展開圖，實(shí)用性不強(qiáng)。對于制造廠家來說，有必要根據(jù)自己產(chǎn)品特點(diǎn)，建立適合自己產(chǎn)品同類型件的展開模板，只要輸入尺寸就能得到所需展開圖形，實(shí)現(xiàn)快速放樣，提高效率。

1. 建立快速展開模板的平臺及特點(diǎn)

SolidWorks是一個功能非常強(qiáng)大的三維繪圖軟件，能夠模擬出零件實(shí)物效果圖，此圖能非常準(zhǔn)確地反映零件形狀、尺寸和各部分之間的相對空間位置。

無論放實(shí)樣或計(jì)算機(jī)模擬放樣，都是在二維樣臺（或模擬樣臺）上通過投影原理，求線段實(shí)長實(shí)現(xiàn)。在SolidWorks軟件中建立效果圖各點(diǎn)直接反映出空間相對位置，各點(diǎn)之間連線反映實(shí)長，直接測量就得到實(shí)際長度。因此，如果把SolidWorks軟件應(yīng)用于鈑金放樣，將大幅提高放樣效率，且促使展開更加精確。

由于放樣是求被展開表面上合適點(diǎn)之間直線長度，因此在SolidWorks軟件中放樣無需建立模型，只需要做出合適空間點(diǎn)，用直線連接，直接測量長度。

SolidWorks軟件中∑方程式功能，能夠建立模型中尺寸之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，只要變更參數(shù)數(shù)值，與其關(guān)聯(lián)尺寸就能實(shí)現(xiàn)同步變換。

配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分，能夠通過對不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同零件。

2. 建立快速展開模板步驟

（1）同類型鈑金件結(jié)構(gòu)分析，實(shí)際上是一個零件的多個變體。是在共有特性的基礎(chǔ)上，通過變換單個或多個特征尺寸參數(shù)值而形成的。這些可變換數(shù)值，就可作為配置管理中的參數(shù)數(shù)值。

因此，對于同類型鈑金件，首先進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確定哪些是共有特性，哪些是變化的部分，這些變化部分就是參數(shù)。其次，根據(jù)展開放樣需要，確定需要建立的空間點(diǎn)。

（2）繪制草圖，建立相關(guān)的放樣點(diǎn)。

（3）在3D草圖中，用直線連接相關(guān)的空間放樣點(diǎn)，并標(biāo)注直線長度。

（4）根據(jù)相關(guān)尺寸，作出該零件展開圖。

（5）在上述草圖尺寸之間添加∑方程式，確保草圖中所有尺寸都是由確定各個參數(shù)驅(qū)動。

（6）應(yīng)用配置管理，把以上確定的各個參數(shù)輸入表格，并輸入需要數(shù)值，就能迅速生成所需的展開圖。

至此，同型件快速展開模板就建立了。下面以常用天圓地方為例，講述如何具體建立快速展開模板。

3. 建立快速展開模板實(shí)例

天圓地方（見圖1）是4個斜圓錐面（不可展面）由下口方角點(diǎn)向頂圓過渡，并產(chǎn)生8條過渡線，形成4個三角形面，是圓錐面和三角形平面交替組成。

（1）確定變化參數(shù) 對于上下口平行（共有特性）、正心（共有特性）的天圓地方同類型鈑金件，天圓上口（外部）直徑D、地方下口（外部）長A、寬B；上下口垂直高度H、內(nèi)外表面間壁厚T，為參數(shù)部分。放樣時上口以圓的中性層尺寸，下口以內(nèi)口尺寸進(jìn)行展開。本例天圓地方按A=800mm，B=500mm，H=350mm，D=420mm，T=10mm。

（2）繪制放樣用圖 草圖1（見圖2）選擇上視基準(zhǔn)面，繪制如圖所示構(gòu)造線（中心為圓心）和在其基礎(chǔ)上等距的矩形并標(biāo)注尺寸。在標(biāo)注尺寸上單擊，在彈出框中主要值和標(biāo)注尺寸文字內(nèi)均用如圖所示替換?；鶞?zhǔn)面1（見圖3）在圖形區(qū)域中選擇上視基準(zhǔn)面，在其上方高H處插入基準(zhǔn)面1。高H尺寸同樣如圖標(biāo)注。草圖2（見圖4）選擇基準(zhǔn)面1，繪制如圖所示的構(gòu)造線、等距（尺寸1）圓與圓上的等分點(diǎn)。3D草圖2（見圖5）。在打開的3D草圖中繪制①～⑥線段并按圖標(biāo)注，測量并記錄長度值。

圖 1

圖 2

圖 3

圖 4

圖 5

圖 6

4. 繪制展開圖

在上視基準(zhǔn)面中，繪制D1～D11線段并按圖標(biāo)注；其中D1、D8為地方內(nèi)口長、寬的一半，D7、D2～D6依次為圖5中的①、②～⑥線段長，D9～D11為天圓的中性層周長的1/12。依次用樣條曲線連接各點(diǎn)，就得到了天圓地方的1/4展開圖，通過鏡像兩次就是完整的展開圖（見圖6）。

5. 建立尺寸間關(guān)聯(lián)

單擊工具欄上的∑方程式，在名稱下空格內(nèi)單擊，然后選擇圖4中尺寸1，在數(shù)值/方程式下空格中選擇圖2中的厚度T /2，單擊“確定”按鈕；依次如表1所示輸入，其中數(shù)值/方程式中RD6～160依次為圖2內(nèi)口長/2、圖5①～③、圖4實(shí)線圓直徑×π/12、圖5④、圖4實(shí)線圓直徑×π/12、圖5⑤、圖4實(shí)線圓直徑×π/12、圖5⑥、圖2內(nèi)口寬/2（見表1）。

以上圖中顯示的紅色∑，表示已經(jīng)添加了方程式。

6. 展開圖配置管理

（1）在 FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中，把鼠標(biāo)指針放在注解文件夾上，用右鍵單擊，然后在彈出框中選擇顯示特征尺寸，圖形中所有尺寸均顯示出來。用右鍵單擊，在彈出框選擇“隱藏”按鈕，保留確定參數(shù)尺寸。

（2）單擊插入 ＞ 表格 ＞ 系列零件設(shè)計(jì)表 在編輯控制下，選擇阻止將更新系列零件設(shè)計(jì)表模型編輯，如果這些更改將更新系列零件設(shè)計(jì)表，您將不被允許更改模型。在選項(xiàng)下，清除新參數(shù)和新配置，對模型所作的任何更改將不更新系列零件設(shè)計(jì)表。Excel 工具欄取代 SolidWorks 工具欄。在默認(rèn)情況下，第3行（單元格A3）命名為第一實(shí)例，列標(biāo)題單元格B2是激活的。在圖形區(qū)域中依次雙擊本例（天圓地方）中長度A、寬度B、直徑D、基準(zhǔn)面高H和厚度T的數(shù)值。尺寸名稱插入到單元格B2～F2中，尺寸數(shù)值插入到單元格B3～F3中，為第一實(shí)例。在A4中鍵入第二實(shí)例，并在B4～F4鍵入相應(yīng)變量；以此類推。在圖形區(qū)域內(nèi)工作表以外的任何位置單擊，工作表即關(guān)閉。一個信息框出現(xiàn)，其中列出系列零件設(shè)計(jì)表所創(chuàng)建的新配置。單擊“確定”按鈕關(guān)閉信息框。系列零件設(shè)計(jì)表就嵌入并保存在零件文件內(nèi)。保存此零件。如果出現(xiàn)信息框詢問是否需要重建零件，請單擊“是”。就得到表2。FeatureManager 設(shè)計(jì)樹中，用右鍵單擊注解文件夾，然后單擊來清除選擇顯示特征尺寸旁邊的復(fù)選標(biāo)記，隱藏所有尺寸。至此，配置管理工作完成，建立了正心天圓地方快速展開模板。

（3）正心天圓地方快速展開模板 在 FeatureManager 設(shè)計(jì)樹頂部單擊ConFigurationManager選項(xiàng)卡，配置清單出現(xiàn)。雙擊每個實(shí)例名稱。模板就會重新計(jì)算，生成新的展開圖。雙擊生成3個展開圖如圖7、圖8、圖9所示，圖7為第一實(shí)例展開圖，圖8為第二實(shí)例展開圖，圖9為第三實(shí)例展開圖。

圖 7

圖 8

圖 9

表 1 （mm）

表 2 （mm）

7. 結(jié)語

通過建立天圓地方快速展開模板可看出，只要輸入?yún)?shù)數(shù)值，就能迅速生成展開圖，非常方便且實(shí)用。特別適合制造廠家，根據(jù)自己產(chǎn)品特點(diǎn)，建立符合自己特點(diǎn)快速展開模板，實(shí)現(xiàn)快速且準(zhǔn)確放樣，提高效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量，順應(yīng)市場需求。