基于SolidWorks的偏心异径管接头展开放样

基于SolidWorks的偏心异径管接头展开放样偏心异径管接头在实际生产制造中，展开放样图的精确程度是决定最终成品管接头质量的重要因素之一。本文对常用的偏心异径接管的展开放样方法进行了对比，介绍了利用SolidWorks中的钣金放样功能对偏心异径管接头进行三维建模，完成偏心异径接管展开放样的过程，并与作图法的展开放样图进行了结果对比分析。标签：偏心异径管接头；SolidWorks；放样1概述偏心异径管接头（俗称偏心大小头）是常见的化工管件之一，广泛应用在石油化工、压力容器等行业。在管道工程中常用于连接安装在同一基准面的不同直径的管道。异径管接头可使用棒材、管材、板材、锻件、铸件及型材等多种，通过切削加工、挤压、冲压、焊接、铸造或锻造等多种加工方法制作[1]。接管直径相差较小的异径管接头，通常采用冲压、推制、切削加工成型；而接管直径相差较大的异径管接头，通常采用板材卷焊的制造工艺。当异径管接头采用卷焊工艺制造时，首先需要做出平面展开图，然后才能进行下料卷制等后续加工。展开图形的正确与否对管件精确程度与质量起着重要的作用，精确的展开放样方法，不仅能够提高工作效率和产品质量，而且可以节省材料，降低制造成本。2偏心异径管接头的放样方法异径管接头的展开放样，传统的方法有作图法、计算法以及在计算法基础上产生的系数法[2]。传统的放样方法，适用于简单的、精度要求不高的管件。传统的放样展开图绘制时计算量大、步骤繁琐，且制成的管件精确度难以保证。随着计算机辅助技术的快速发展，专业的制图、钣金放样软件在实际生产中得到了越来越多的应用。SolidWorks软件是一款基于Windows系统开发的机械设计三维软件。SolidWorks能够为工程师提供不同的#设计#、减少设计过程中的错误并提高产品质量[3]。在精度要求高、结构复杂的钣金放样中SolidWroks等软件得到了广泛的应用。借助SolidWorks软件中的钣金功能，能够方便快速对精度要求高、结构复杂的管件进行展开放样。3放样实例本文以实际生产的DN350×150Ⅰ-12.0WR（EC）偏心异径管接头为例（见图1，根据经验直边段长度取值40mm，弧度取值R80mm，两端各留10mm后续加工余量。模压变径前的偏心椎体如图2所示。），利用SolidWorks软件完成偏心锥体的展开放样流程如下：（1）在上视基准面绘制偏心椎体大端外圆Ф393.06mm；大端外圆最低点与原点重合，在最低点裁剪焊缝缺口2mm。（2）创建偏心椎体小端所在基准面（该基准面与上视基准面的距离就是偏心锥体的高度），在该基准面上绘制偏心锥体小端外圆Ф130.84mm；小端外圆最低点与所在平面的原点重合，在最低点裁剪焊缝缺口2mm（图3）。（3）选择钣金工具中的放样折弯工具，在轮廓中选择之前绘制的绘制偏心锥体的大端外圆草图与小端外圆草图，输入厚度12mm，厚度方向反向设置，偏心锥体建模完成（图4）。（4）在左侧设计树中点击平板型后解除压缩，完成偏心椎体的放样（图5）。4放样结果的对比及差异分析将SolidWorks放样图（细黑线）与传统作图法的放样图（粗红线）进行对比，两者的差异如局部视图所示：由局部视图可见，SolidWorks放样图在展长方向比作图法要长1.8mm，在宽度方向比作图法窄0.678mm。这些尺寸偏差产生的主要原因来于SolidWorks放样与作图法放样的模型构建上的不同（图8、图9）。由图8、图9可见SolidWorks模型在錐体斜边上的厚度方向与锥体表面是垂直的（更符合实际情况），而作图法放样模型在锥体斜边上的厚度方向与锥体表面不垂直，SolidWorks锥体模型小端比作图法理论模型小端中性层直径大，周长更长，长度方向也比作图法窄。所以SolidWorks展开图与作图法展开图存在一定差异，而SolidWorks展开图更符合实际情况。5结束语由上述放样过程可见，相对传统的放样方法，SolidWorks展开放样快捷、简单、高效、准确。尤其在结构复杂的管件展开放样方面，SolidWorks优势更为明显。且与专业的钣金放样软件相比，SolidWorks展开放样可输出为多种，便于后续数控切割下料，是一种比较先进的放样方法。参考文献[1]左传付，王志宏，叶萧然.薄壁异径接头管件扩径成形方法[J].金属加工（热加工），2008，11：50-52.[2]刘萍华.基于SOLIDWORKS的钣金件立体展开放样[J].现代制造工程，2007，NO.32510：61-64.[3]史川山.SOLIDWORKS钣金放样在实际工作中的应用[J].CAD/CAM与制造业信息化，2013，NO.22109：50-53.