三維鈑金展開放樣及實(shí)例

前言

鈑金件在眾多行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于非拉深方法制造的鈑金件，在設(shè)計(jì)及加工制作時(shí)，通常要預(yù)先繪出其成品或半成品的真實(shí)形狀和大小，并在金屬或非金屬板上畫出它們的輪廓或部分平面展開圖，即要進(jìn)行鈑金展開放樣。傳統(tǒng)的鈑金展開放樣方法包括基于畫法幾何原理的圖解法、基于解析幾何原理的計(jì)算法以及基于上述原理并借助于計(jì)算機(jī)編程來(lái)完成的所謂計(jì)算機(jī)輔助方法等。為了彌補(bǔ)彎曲或其它金屬成形所造成的鈑金屬表面的伸長(zhǎng)或縮短，有時(shí)要引入一個(gè)放大或縮小系數(shù)來(lái)調(diào)整展開下料的尺寸。傳統(tǒng)的鈑金展開放樣方法具有簡(jiǎn)單明了的特點(diǎn)并深受鈑金工人的喜愛(ài)，他們可以直接在板材上繪制輪廓，并通過(guò)割炬或振動(dòng)剪等多種切割剪切工具進(jìn)行下料，非常便于普通工人進(jìn)行實(shí)際操作。但是，傳統(tǒng)的展開放樣方法也有其難以克服的弱點(diǎn)，比如，二維展開圖的輪廓曲線通常是通過(guò)擬合獲得的，曲線精度差，另外，其三維放樣圖是通過(guò)二維圖形來(lái)表達(dá)的，圖中缺乏三維數(shù)據(jù)，直觀性差，并且難以清楚表達(dá)復(fù)雜的三維形狀?，F(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)產(chǎn)品精度和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度的要求越來(lái)越高，迫使人們不得不研究、發(fā)展或替代傳統(tǒng)的鈑金展開放樣方法，三維CAD軟件的應(yīng)用和普及為之提供了機(jī)遇，使三維鈑金展開放樣的應(yīng)用和推廣成為可能。目前，幾乎所有的中高檔三維CAD系統(tǒng)都提供了豐富的鈑金功能，在三維CAD環(huán)境中，可以直接進(jìn)行鈑金件的三維造型和平面展開，其二維輪廓可以通過(guò)繪圖儀按1∶1比例進(jìn)行輸出并作為下料的樣板，也可直接傳輸給數(shù)控編程系統(tǒng)，生成火焰、等離子或激光切割機(jī)的加工代碼，具有很高的生產(chǎn)效率和加工精度。本書采用廣泛應(yīng)用的三維CAD平臺(tái)SolidWorks，對(duì)工程實(shí)際中最常見(jiàn)的三通、多通、錐臺(tái)、連接管等十余大類一百余種鈑金件進(jìn)行了三維展開放樣。書中簡(jiǎn)單介紹了SolidWorks應(yīng)用基礎(chǔ)，用主要篇幅詳細(xì)介紹了各種鈑金件展開放樣的操作過(guò)程，歸納總結(jié)了各類典型鈑金件的基本建模和展開放樣的共性技術(shù)，并特別指出了建模和展開的操作技巧。通過(guò)本書學(xué)習(xí)，讀者可以掌握各種形狀、各種尺寸的鈑金件的展開放樣技術(shù)，其展開放樣方法也可推廣至SolidEdge、UG、Pro/E等其它CAD平臺(tái)中。本書所有建模過(guò)程均在SolidWorks2008上完成，為便于讀者深入學(xué)習(xí)，隨書發(fā)行包含所有實(shí)例的配套光盤，并在巨模中國(guó)網(wǎng)(www.theum.cn)開通學(xué)習(xí)論壇。只要在SolidWorks環(huán)境下調(diào)入光盤中的鈑金模型，并修改鈑金件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，便可直接得到任意尺寸的三維鈑金模型及其二維展開圖形，供鈑金件設(shè)計(jì)或下料使用。本書是集體智慧的結(jié)晶，主要編寫者是季忠、林樂(lè)嘉和劉韌，楊丹丹撰寫了第2章的大部分內(nèi)容，劉晶撰寫了第9章以及第12章的部分內(nèi)容。由于編者水平有限，書中不足之處在所難免，歡迎讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書通過(guò)大量的實(shí)例主要講解了如何基于SolidWorks幾何建模核心進(jìn)行鈑金件的三維放樣與展開。書中首先分析了在三維CAD環(huán)境下進(jìn)行鈑金展開放樣的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，然后簡(jiǎn)單介紹了SolidWorks的草圖、零件、裝配體、鈑金建模等必備知識(shí)，并將常用的非拉深鈑金件按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了分類，詳細(xì)介紹了十余大類一百余種鈑金件三維建模和展開放樣的操作過(guò)程，對(duì)厚板構(gòu)件展開放樣過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題及處理方法也進(jìn)行了介紹。書中全部模型采用參數(shù)化建模方式在SolidWorks2008上完成，只要在SolidWorks環(huán)境下修改鈑金件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，便可直接得到任意尺寸的三維鈑金模型及其二維展開圖形，供鈑金件設(shè)計(jì)或下料使用。 　　本書可作為鈑金工程技術(shù)人員、SolidWorks愛(ài)好者、高校師生的學(xué)習(xí)用書、參考書或鈑金展開放樣的工具書。

書籍目錄

實(shí)例速查索引第1章　概述　1.1　傳統(tǒng)鈑金展開放樣方法　　1.1.1　圖解法　　1.1.2　計(jì)算法　1.2　SolidWorks環(huán)境下的三維鈑金展開放樣　　1.2.1　三維造型　　1.2.2　展開放樣　　1.2.3　基本步驟及優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)第2章　SolidWorks三維造型及鈑金　2.1　SolidWorks三維造型方法　　2.1.1　SolidWorks操作界面　　2.1.2　文件的基本操作　　2.1.3　快捷鍵和快捷菜單　2.2　草圖特征　　2.2.1　草圖繪制工具　　2.2.2　繪制草圖　　2.2.3　草圖狀態(tài)　　2.2.4　標(biāo)注尺寸　　2.2.5　幾何關(guān)系　2.3　實(shí)體特征　　2.3.1　基礎(chǔ)特征　　2.3.2　曲面特征　2.4　零件　2.5　裝配體　2.6　鈑金　　2.6.1　鈑金建模方法　　2.6.2　鈑金特征　　2.6.3　切除與剪裁　　2.6.4　折疊與展開折彎　　2.6.5　在展開狀態(tài)下設(shè)計(jì)　　2.6.6　鈑金零件的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)　　2.6.7　展開圓柱面　　2.6.8　成形工具　　2.6.9　不可展曲面的近似展開　2.7　曲面的輸出第3章　圓及橢圓錐臺(tái)展開放樣　3.1　斜截圓柱管　3.2　斜截橢圓柱管　3.3　平行圓口橢圓柱連接管　3.4　截頭正圓錐管　3.5　斜截正圓錐管　3.6　正橢圓錐　3.7　平行圓口斜橢圓錐管第4章　方棱錐管展開放樣　4.1　正三棱錐　4.2　正四棱錐　4.3　正六棱錐　4.4　方錐管　4.5　矩形錐管　4.6　斜截方錐管　4.7　斜上口矩形棱柱管　4.8　矩形換向連接管　4.9　斜上口方錐管　4.10　上口扭轉(zhuǎn)45°的方錐管　4.11　上口扭轉(zhuǎn)45°的連接管　4.12　方口直角連接管　4.13　方口斜漏斗　4.14　方口直角偏心連接管第5章　彎頭展開放樣　5.1　等徑圓柱彎頭　　5.1.1　兩節(jié)等徑圓柱彎頭　　5.1.2　多節(jié)等徑圓柱彎頭　5.2　漸縮彎頭第6章　三通與多通管展開放樣　6.1　圓柱三通管　　6.1.1　等徑圓柱三通管　　6.1.2　等徑正交補(bǔ)料圓柱三通管　　6.1.3　等徑補(bǔ)料圓柱三通管　　6.1.4　帶補(bǔ)料正交等徑圓柱三通管　　6.1.5　等徑Y(jié)形圓柱三通管　　6.1.6　等徑Y(jié)形補(bǔ)料圓柱三通管　　6.1.7　異徑圓柱三通管　　6.1.8　異徑斜、偏交圓柱三通管　　6.1.9　丁字形等徑補(bǔ)料圓柱三通管　6.2　平板彎管和多通管　　6.2.1　三節(jié)矩形連接管　　6.2.2　三節(jié)直角換向矩形彎管　　6.2.3　三節(jié)錯(cuò)位矩形口連接管　　6.2.4　直角換向三節(jié)矩形彎管　　6.2.5　方口褲形三通管　　6.2.6　矩形口褲形三通管　　6.2.7　方口直角三通管　6.3　彎管和多通管　　6.3.1　三節(jié)平行口等徑圓柱彎管　　6.3.2　三節(jié)平行口異徑圓柱圓錐彎管　　6.3.3　三節(jié)直角異徑圓柱圓錐彎管　　6.3.4　等徑褲形圓柱三通管　　6.3.5　帶斜插管的等徑圓柱三通管　　6.3.6　四節(jié)等徑直角雙向圓柱三通管　　6.3.7　異徑偏交圓柱四通管　　6.3.8　正交圓錐圓柱三通管　　6.3.9　褲形橢圓錐三通管　　6.3.10　圓錐正交圓柱支管　6.4　長(zhǎng)圓管　　6.4.1　三節(jié)直角拱形彎管　　6.4.2　四節(jié)直角拱形彎管　　6.4.3　兩節(jié)橫拱形彎管　　6.4.4　三節(jié)直角橫拱形彎管　　6.4.5　四節(jié)直角長(zhǎng)圓形彎管　　6.4.6　直角長(zhǎng)圓三通管　　6.4.7　平行口長(zhǎng)圓褲形三通管　6.5　平面與曲面相貫構(gòu)件　　6.5.1　圓柱管正交兩節(jié)矩形彎管　　6.5.2　小圓柱管直插V形頂大圓柱管　　6.5.3　方管正交圓柱三通管　　6.5.4　矩形管斜交圓柱三通管　　6.5.5　矩形管偏斜交圓柱三通管　　6.5.6　方管正交圓錐管　　6.5.7　扭轉(zhuǎn)45°方管正交圓柱三通管　　6.5.8　圓管正交方柱三通管　　6.5.9　圓管斜交方柱三通管　　6.5.10　倒四棱錐正交圓柱三通管　　6.5.11　圓柱管正交四棱錐管　　6.5.12　圓柱管平交四棱錐管　　6.5.13　圓柱管偏交四棱錐管　　6.5.14　圓柱管斜交四棱錐管　　6.5.15　矩形管橫交正圓錐管第7章　方圓連接管展開放樣第8章　異形口連接管展開放樣第9章　球面與封頭展開放樣第10章　螺旋展開放樣第11章　板厚處理第12章　型鋼展開放樣參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：鈑金件在石油、化工、冶金、機(jī)械、造船、建筑、包裝等行業(yè)具有非常廣泛的應(yīng)用，如包裝機(jī)械中的料斗和料槽、輸送空氣的通風(fēng)管道、設(shè)備的防護(hù)罩等，往往是由直管、彎頭或其它各種鈑金件構(gòu)成的。這些鈑金件通常都是按照需要的形狀，先從不同材質(zhì)、不同厚度的板材上將材料裁剪或沖壓下來(lái)，然后經(jīng)過(guò)卷曲、彎折、扣合或焊接加工而成的。鈑金件在加工制作時(shí)，除需要用多面正投影圖表示零件的形狀外，還要用展開圖表示零件制作前板料的形狀，并將它們的輪廓或部分平面展開圖預(yù)先刻畫在金屬或非金屬板材上，這種在板材上畫出產(chǎn)品或半成品真實(shí)形狀和大小的作圖方法叫做展開放樣。鈑金件的下料與生產(chǎn)都離不開鈑金件的展開放樣，正確的展開放樣既能確保制作件的精度，又可以提高生產(chǎn)效率、節(jié)省工料并降低成本。傳統(tǒng)的鈑金件的展開放樣過(guò)程，主要是運(yùn)用某種方法把空間形體的表面攤平到一個(gè)平面上并形成展開圖的過(guò)程。構(gòu)成形體的表面可分為兩大類：平面、柱面和錐面等可以攤平的表面是可展曲面；球面和圓環(huán)面等不能攤平的表面是不可展曲面?？烧骨嬖诶碚撋峡梢詼?zhǔn)確地展開為平面，其特點(diǎn)是連續(xù)兩素線彼此平行或相交，即位于同一平面內(nèi)，曲面和它的展開圖之間存在著等距對(duì)應(yīng)的關(guān)系，即展開前后，展開圖與曲面具有相同的面積，它們之間任一對(duì)對(duì)應(yīng)曲線具有相等的長(zhǎng)度，任一對(duì)對(duì)應(yīng)曲線的夾角也不發(fā)生變化。不可展曲面在理論上定義為不能在平面上展開的曲面，其特點(diǎn)是連續(xù)兩素線是異面直線或?yàn)榍€，故任何一種不可展曲面的展開方法在還原后都不能與原曲面完全吻合。因此，對(duì)于不可展曲面，只能在誤差允許的范圍內(nèi)作近似展開，一般是通過(guò)把被展曲面劃分為適當(dāng)大小的曲面片，然后把每個(gè)曲面片近似地看作柱面、錐面或平面等某種可展曲面，并用相應(yīng)的方法進(jìn)行展開。

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《三維鈑金展開放樣及實(shí)例:SolidWorks應(yīng)用(附光盤)》內(nèi)容豐富。十余大類一百余種鈑金件三維建模和展開放樣的操作全過(guò)程詳解。方便易用全部模型采用參數(shù)化建模方式完成，只要修改鈑金件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，便可直接得到任意尺寸的三維鈑金模型及其二維展開圖形。

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