消防風管天圓地方連接件的參數(shù)化設計

鄧學瑩，趙顯飛，翟 杰

（1.青島銳智智能裝備科技有限公司，山東 青島 266600；2.高密新和消防工程有限公司，山東 濰坊 261500；3.山東豐匯設備技術有限公司，山東 濟南 250200）

引言

天圓地方風管連接件是消防工程中常用的管件，用于通風管道方口轉圓口的連接。其上下接口處均為形狀規(guī)則的法蘭，中間段則為較為復雜的鈑金件，設計、制造均有一定難度。

SolidWorks是一種常用的機械設計自動化軟件，其有專門的鈑金設計模塊，供鈑金設計使用，可滿足大部分鈑金設計的要求，高效地完成設計鈑金零件、計算分析零件強度、自動計算展開下料圖、導出折彎尺寸工程圖等全部設計步驟。整個過程方便快捷、高效精確。

現(xiàn)利用SolidWorks鈑金模塊進行天圓地方風管的設計，整個過程基于參數(shù)化設計思想，設計完成后，只需輸入天圓地方風管連接件的參數(shù)，即可自動生成對應的下料圖及折彎尺寸工程圖，只需進行必要的強度校核即可完成設計、投入生產(chǎn)。

本文略去形狀規(guī)則較為簡單的上下法蘭，只對中間段較為復雜的天圓地方段鈑金的參數(shù)化設計進行研究。

1 參數(shù)化設置

首先，根據(jù)此零件的特點，設置了以下參數(shù)：方管長邊、方管短邊、圓管直徑、連接件長度、板厚。利用軟件的方程式功能，把以上參數(shù)設置為全局變量，并為變量賦值。

2 天圓地方鈑金件的建模

常用的鈑金建模方式有基體法蘭、轉換到鈑金、放樣折彎三種。根據(jù)此鈑金件的特點，選用放樣折彎方式建立三維模型。

放樣折彎和放樣凸臺命令類似，都需要在不同的基準面上先做放樣輪廓，但它們又有著顯著的不同，如果完全按照放樣凸臺的思路進行放樣折彎，很容易導致折彎失敗。它們的不同之處主要有：一是放樣折彎的輪廓不能封閉，需要是開環(huán)輪廓，而放樣凸臺則為封閉的閉環(huán)輪廓。二是放樣折彎輪廓只能是兩個，而放樣凸臺的輪廓可以是兩個也可以大于兩個。三是放樣折彎不能用引導線控制放樣方向，放樣凸臺可以用引導線控制成型方向。四是放樣鈑金可設置與鈑金相關的參數(shù)，放樣凸臺可設置普通曲面成型相關的參數(shù)。

具體建模步驟如下：一是新建一個與基準面平行的平面。二是在兩個基準面上分別繪制出圓形端面和方形端面的外廓，并切出小缺口以保證圖形不封閉，作為鈑金對接線。三是利用鏈接數(shù)值功能，把需要參數(shù)化的尺寸均鏈接到已設置好的全局變量上，如下頁圖1所示。四是啟動放樣折彎命令，放樣出天圓地方連接件的三維鈑金模型，并把鈑金厚度鏈接到全局變量的厚度參數(shù)上。建模完成。

3 鈑金的展開

運用SolidWorks鈑金模塊的展開功能，可以快速準確地得到鈑金件的展開圖形，并可建立工程圖，得到精確的下料圖和折彎尺寸圖。本例應用參數(shù)化思想，在三維圖中填寫了完整的屬性，屬性中的所有可變參數(shù)均做了鏈接，如下頁表1所示。

圖1 草圖尺寸鏈接到全局變量

表1 屬性設置

建立工程圖，在工程圖中標注尺寸，并生成折彎尺寸圖，如圖3所示。

最后再新建一個無圖框的工程圖，生成1∶1的展開圖，作為下料圖使用，下料圖的文字標注亦應用了鏈接，全部鏈接到三維的自定義屬性。

圖2 工程圖

至此，消防風管天圓地方連接件參數(shù)化設計文件已全部完成，做具體設計時，只需在三維圖形文件中把全局變量“方管長邊”、“方管短邊”、“圓管直徑”、“連接件長度”、“板厚”5個參數(shù)根據(jù)實際要求進行修改，即可自動生成完整的工程圖和下料圖，進行必要的強度校核即可投入生產(chǎn)。

4 結語

天圓地方風管連接件是消防工程中常用的管件，利用SolidWorks的鈑金模塊對它進行參數(shù)化設計，可大幅度的提高此類鈑金件的設計出圖效率，具有重要的現(xiàn)實意義。將本文的參數(shù)化設計思想、具體實現(xiàn)的方法及鈑金件的設計思路、方法，推及到其他鈑金件、零部件的設計中，也具有一定的參考價值。