圆管弯头CAD展开放样新方法

    0引言

    圆管弯头是指由多节网管节组成、有弯曲半径的旋转体弯头。圆管节包括“端节”和“中间节”，端节为单面斜截圆管制成，中间节为双面斜截圆管制成。圆管弯头的展开放样在钣金展开放样领域占有很重要的地位。依据有关规范，如果圆管弯头端节的夹角为中间节夹角的一半，此类弯头称为“标准节角度弯头”。此弯头的展开放样用传统的“计算法”或“作图法”很容易完成，只要完成一个简单的端节平面展开图，就可绘制出其他节的平面展开图，这里不讨论。

    在实际工作中，还有一种叫做“任意节角度弯头”，即端节的夹角和中间节的夹角是任意的，弯头由数个各不相同的端节和中间节组成，如图1所示。由于每节的形状不同。因此，弯头的平面展开放样就要求出每一节的相关尺寸，此类弯头用传统的“作图法”或“计算法”进行放样，比较繁杂。多年来，人们在此类弯头的展开放样方面往往花费很大的功夫。随着三维CAD技术的不断发展，CAD系统软件的广泛使用，利用三维CAD技术解决复杂钣金件的展开放样问题，是该领域的发展趋势。笔者结合自身CAD/CAM教学实际以及工程设计经验，在三维CAD用于钣金展开放样方面进行了积极探索。实践证明利用三维CAD进行钣金件的展开放样，步骤简单、清晰，所求得的数据准确可靠，是优于传统放样模式的一种新的、高效的展开放样方法。笔者以较为复杂的任意节角度90°圆管弯头为例，采用三维CAD软件Solidworks阐述了其展开放样过程，步骤简单清晰，读者参照其过程，可完成实际工作中各种尺寸、各种角度的圆管弯头的展开放样。

    1任意节角度90°圆管弯头

    图1为任意节角度90°圆管弯头的立体图和投影视图。圆管直径φ300，弯头半径R300，弯头由两个端节和三个中间节组成，端节的夹角分别为5°、10°，中间节的夹角分别为20°、25°、30°。要绘制弯头的平面展开图，必须求出所有五个节的母线实长，整体放样。

    图1任意节角度90。圆管弯头

    1.1弯头各节反向排列形成西300圆柱体

    图2为弯头各节反向排列形成直径为φ00的圆柱体视图。其中圆柱总高日计算如下：

    图2任意节角度900圆管弯头反向排列圆柱视图

    2弯头圆柱体立体造型与求解各节母线长

    根据图2，按照以下步骤进行圆柱立体造型，求出各节的母线长。

    2．1生成立体圆柱

    选择“上视基准面”绘制2D(二维)草图，直径为φ300，“拉伸凸台”生成高度为482．47的立体圆柱，如图3所示。

    2．2生成上下轮廓线

    按照各节的角度，拉伸切除部分实体，形成端节和中间节的上下轮廓线。

    图3 482．47立体圆柱

    1)“草图绘制”和“3D(三维)草图”分别选择圆柱的上下两面，“转换实体引用”生成φ300两条3D曲线，如图4a所示。