基于Autodesk inventor軟件三維建模展開(kāi)并生成放樣坐標(biāo)的操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋼岔管、蝸殼及肘管成型的基 于Autodeskinventor軟件三維建模展開(kāi)并生成放樣坐標(biāo)的操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的水輪機(jī)的蝸殼、肘管、及壓力鋼管系統(tǒng)的鋼岔管，大都采用鋼板卷制焊接成 形的制造方法；其共同點(diǎn)是：分節(jié)較多、截面變化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作需要的展開(kāi)圖數(shù)量較多 且繁瑣。
[0003] 由于上述鋼岔管、蝸殼及肘管均屬于板金類(lèi)滾彎成形零件，通過(guò)下料、卷制、組拼、 焊接成整體形狀的金結(jié)構(gòu)件；其工藝流程如下：
[0004] 第一、展開(kāi)放樣：根據(jù)設(shè)計(jì)提供的岔管體型圖，或蝸殼、肘管的單線(xiàn)圖，逐節(jié)放樣、 繪制出每個(gè)單節(jié)的平面展開(kāi)圖及放樣坐標(biāo)參數(shù)表；
[0005] 第二、板材下料：將展開(kāi)圖及二維坐標(biāo)參數(shù)表數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼輸入數(shù)控切割機(jī)控制 程序切割下料；采用人工下料時(shí)先將單節(jié)展開(kāi)圖制作成薄鐵皮大樣，再在鋼板上畫(huà)出實(shí)樣 后切割下料；切割出節(jié)間焊接坡口等操作；
[0006] 第三、卷制弧形：采用卷板機(jī)將準(zhǔn)備的板料，卷制成對(duì)應(yīng)的單節(jié)（或分塊瓦片）形 狀與尺寸；
[0007] 第四、單節(jié)及整體預(yù)組裝：如果是分塊瓦片先組拼、點(diǎn)焊、調(diào)整成單節(jié)管子、再依次 組拼成整體形狀、調(diào)整、焊接、檢查、驗(yàn)收；
[0008] 第五、分解防腐運(yùn)輸：廠(chǎng)內(nèi)預(yù)組裝驗(yàn)收合格后，較大的管件需要分縫與支護(hù)，解體 成便于運(yùn)輸?shù)墓?jié)段或瓦片，經(jīng)防腐處理后，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)再次組裝焊接成型。
[0009] 由上述工藝流程得出，其制作過(guò)程的關(guān)鍵在于：?jiǎn)喂?jié)展開(kāi)圖的準(zhǔn)確、單節(jié)管子或瓦 片卷制弧度的正確、以及單節(jié)、整體組裝時(shí)有效地調(diào)整與焊接過(guò)程控制。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 制作需要的展開(kāi)圖數(shù)量較多且繁瑣。而根據(jù)設(shè)計(jì)提供的岔管體型圖、蝸殼及肘管的單線(xiàn)圖， 如何準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快捷地獲取展開(kāi)圖的方法成為一個(gè)難點(diǎn)。
[0010] 現(xiàn)有常用的技術(shù)有：作圖法、數(shù)學(xué)公式計(jì)算法、編制軟件程序法、制圖軟件程序改 造嫁接法、3D軟件自動(dòng)展開(kāi)法，使用軟件的種類(lèi)繁雜?，F(xiàn)有技術(shù)中尚未提出一種同時(shí)滿(mǎn)足岔 管、蝸殼、肘管成型的三維建模展開(kāi)并生成放樣坐標(biāo)的方法。
[0011] 其中，Autodeskinventor軟件是美國(guó)Autodesk公司開(kāi)發(fā)的一款機(jī)械設(shè)計(jì)制圖軟 件，該軟件能創(chuàng)建三維模型和二維工程圖?；谌珨?shù)字驅(qū)動(dòng)和定位約束功能產(chǎn)生的三維線(xiàn) 形或曲面，通過(guò)賦予不同的材質(zhì)轉(zhuǎn)化為實(shí)體模型，使模型具有實(shí)物屬性和力學(xué)性能，進(jìn)而進(jìn) 行模擬加工與裝配、運(yùn)動(dòng)仿真、受力狀態(tài)分析等，是一款綜合的多用途軟件。在展開(kāi)狀態(tài)下， 并未設(shè)定生成放樣坐標(biāo)參數(shù)表的具體操作方法。另外，該軟件生成三維模型的設(shè)定方法包 括拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠以及螺旋掃掠等，對(duì)于蝸殼、肘管可以采用放樣命令展開(kāi)；而對(duì)于 壓力鋼管系統(tǒng)的鋼岔管依靠截交面位置定位的鈑金組件，無(wú)法直接獲取上下截面的形狀和 尺寸，也未給出具體的放樣操作方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于Autodeskinventor軟 件三維建模展開(kāi)并生成放樣坐標(biāo)的操作方法。
[0013] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0014] 基于Autodeskinventor軟件三維建模展開(kāi)并生成放樣坐標(biāo)的操作方法，至少包 括如下步驟：
[0015] SOl:建立二維草圖；打開(kāi)Autodeskinventor軟件，新建第一文件SheetMetal, ipt并進(jìn)入鈑金模式，將零件設(shè)計(jì)圖導(dǎo)入后生成零件二維草圖，完成二維草圖后保存為基礎(chǔ) 草圖，關(guān)閉第一文件；
[0016] S02:建立三維曲面；新建第二文件SheetMetal,ipt，進(jìn)入二維草圖狀態(tài)后轉(zhuǎn)換 至零件狀態(tài)，導(dǎo)入零件設(shè)計(jì)圖作為基礎(chǔ)草圖使用；
[0017] 根據(jù)基礎(chǔ)草圖畫(huà)出零件的斜切前上下面投影直線(xiàn)，完成零件的草圖繪制；
[0018] 進(jìn)入三維狀態(tài)，在零件的斜切前上下面的投影直線(xiàn)的中點(diǎn)分別繪制兩條輔助三維 直線(xiàn)，通過(guò)兩條直線(xiàn)建立一個(gè)二維平面，得到零件斜切前上下平面的位置；
[0019] 在零件斜切前上下平面新建二維草圖，根據(jù)投影得出上下面投影直線(xiàn)的端點(diǎn)及中 點(diǎn)；繪制整圓或圓弧，通過(guò)約束工具與投影的端點(diǎn)及中點(diǎn)建立約束關(guān)系，完成后保存二維草 圖；之后打開(kāi)模型環(huán)境，通過(guò)放樣命令點(diǎn)擊得到的上下面半圓線(xiàn)，生成圓錐曲面；
[0020] S03:修剪；新建三維草圖，將SOl中生成的基礎(chǔ)草圖上的斜切線(xiàn)與S02中生成的 圓錐曲面相交，得到斜切面位置曲線(xiàn)；通過(guò)分割工具修剪、刪除多余曲面，生成斜切后的圓 錐曲面；
[0021] S04 :加厚；根據(jù)零件設(shè)計(jì)圖的直徑及板厚設(shè)定加厚厚度方向，通過(guò)加厚工具獲得 零件的實(shí)體模型；
[0022] S05 :展開(kāi)；在鈑金模式，通過(guò)展開(kāi)工具得到零件的展開(kāi)狀態(tài)圖；
[0023] S06:提取放樣坐標(biāo)；在得到零件的展開(kāi)狀態(tài)后，在展開(kāi)平面上新建一個(gè)二維草 圖，投影展開(kāi)的輪廓線(xiàn)，在投影線(xiàn)端點(diǎn)制作一個(gè)工藝孔中心點(diǎn)完成草圖；根據(jù)工藝孔中心點(diǎn) 制出工藝孔，沿曲線(xiàn)全長(zhǎng)陣列若干個(gè)孔，對(duì)放樣后的輪廓線(xiàn)形狀進(jìn)行跟蹤，完成并保存；新 建工程圖，將展開(kāi)狀態(tài)圖調(diào)入工程圖中，在孔參數(shù)表中顯示坐標(biāo)；通過(guò)對(duì)孔參數(shù)表進(jìn)行編 輯、刪除孔參數(shù)、只保留中心點(diǎn)坐標(biāo)值，完成放樣坐標(biāo)參數(shù)提取。
[0024] 在軟件鈑金環(huán)境下，鈑金放樣設(shè)定的前提條件是兩個(gè)不同平面內(nèi)的截面和曲線(xiàn)。 本發(fā)明所述操作方法適用于未給出截交面形狀和尺寸的鋼岔管類(lèi)零件；而對(duì)于蝸殼類(lèi)零件 及肘管類(lèi)零件，其設(shè)計(jì)圖中已給出各個(gè)斷面形狀和尺寸，直接投影上下面直線(xiàn)，采用本操作 方法生成三維圖形；通過(guò)設(shè)置材質(zhì)、放樣參數(shù)，以及通過(guò)鈑金放樣工具生成對(duì)應(yīng)的管節(jié)模 型，而無(wú)須進(jìn)行上述S03、S04步驟。
[0025] 所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述S02中，繪制整圓后通過(guò)剪切工具設(shè)置為圓弧。
[0026] 所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述S02中，所述上下面的尺寸和形狀的條件下，通過(guò)已 知條件模擬出未被切割前的曲面。
[0027] 所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述已知條件為共切圓、斜切圓錐的邊線(xiàn)、中心線(xiàn)中的一 種。
[0028] 所述的技術(shù)方案優(yōu)選為，所述S06中，在得到零件的展開(kāi)狀態(tài)后，通過(guò)對(duì)展開(kāi)的輪 廓線(xiàn)布置工藝孔，對(duì)放樣后的輪廓線(xiàn)形狀進(jìn)行跟蹤，在工程圖狀態(tài)自動(dòng)標(biāo)注出孔坐標(biāo)參數(shù) 表，編輯完成放樣坐標(biāo)提??；將展開(kāi)狀態(tài)圖以1:1的比例調(diào)入工程圖中，另存為dwg格式文 件，也能在AutoCAD軟件中進(jìn)行尺寸標(biāo)注以及提取放樣坐標(biāo)參數(shù)。
[0029] 本發(fā)明以截交面的位置線(xiàn)做垂直與中心線(xiàn)的平面投影到曲面，在曲面上產(chǎn)生切割 的截交面曲線(xiàn)進(jìn)行剪切。在展開(kāi)狀態(tài)圖中，曲面直徑、板材厚度、曲面加厚方向，對(duì)生成的實(shí) 體模型以及展開(kāi)狀態(tài)圖存在直接的影響，改變上述任一參數(shù)都會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。需要根 據(jù)放樣直徑、焊縫位置和坡口的切割方向確定。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)越效果在于：采用本發(fā)明三維建模展開(kāi)并生成放樣 坐標(biāo)的操作方法后減少了展開(kāi)圖重復(fù)繪制及放樣工序，并實(shí)現(xiàn)數(shù)控切割機(jī)下料過(guò)程的自動(dòng) 化，且制造精度高、產(chǎn)品性能穩(wěn)定，在降低成本的同時(shí)提高了經(jīng)濟(jì)效益，以人工放樣時(shí)間成 本計(jì)算，降低人工成本3 %。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1為本發(fā)明所述操作方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
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