圆管相贯线端头切割的方法与技巧
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【摘要】本文介绍了利用Solidworks软件展开放样的基本原理。通过实例分析了圆管相贯线展开图及展开图放大的技巧。
【关键词】钣金展开放样相贯线
【 abstract 】 this paper describes the use of Solidworks software on the basic principle of layout. Through the case analysis in a tube interfingering lines diagram and figure out on magnification of the skills.
【 key words 】 sheet metal lofting interfingering lines on that
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1、前言
由于钢材产量的快速增长、国家政策导向以及钢结构设计、科研、施工队伍日益强大等诸多有利因素的影响，钢管结构凭借其自身优越的性能，近年来其应用得到飞速发展，应用范围几乎涉及所有结构领域，包括房屋建筑、桥梁、堤坝、海洋平台和塔桅结构等。对于电气化铁路而言，钢管的应用也越来越广泛，以生产钢管硬横跨为例，首先，横跨是电气化铁路多股道站场接触悬挂的横向支持设备，在站场上由于股道间距较小无法设立电杆，或者是虽能设立电杆，但过多的电杆支拄则会影响站内调车作业和信号的显示，既不美观、影响视线又浪费大量的支柱，因而在站内普遍采用软横跨或硬横跨。软横跨的横向支持设备是横向承力索，而硬横跨的横向支持设备是钢架，其作为电气化铁路站场接触网的一个重要支持装置，有着稳定性好、占用空间小、使用寿命长、检修少、简洁美观等诸多优点而被普遍使用。目前，在青藏铁路西宁至格尔木段、京九铁路向塘西至东莞段、新建武汉至宜昌段、京石暨石武（河北段）、石武客专河南段、新建汉孝城际铁路、盘营客专、太原南站、代建兰州至重庆铁路渭沱河川车站及区间站后工程等广泛应用。相比H型钢柱和格构式钢柱而言，钢管式硬横跨的生产工艺和技术要求相对较高，例如，在钢管结构的生产加工过程中，我们经常遇到圆管相贯的情况，如何保证切割后的钢管组装时，间隙均匀、衔接顺畅是影响钢管结构焊接质量的重点。对钢管结合处相贯线端部的切割，此类加工以往大多采用制作样板、划线、人工放样、手工切割、人工打磨等落后繁复操作工艺，产量及质量都得不到保证。虽然数控相贯线切割机能十分方便的切割加工此类工件，但是，几万甚至几十万的设备价格让加工成本成倍增加，为加工企业带来很大负担，通过相贯线端头仿形切割将大大降低投资成本。本文介绍的就是如何利用Solidworks软件来实现相贯线端头仿形切割模具的相贯线展开的基本方法和技巧。
熟练的掌握这些方法和技巧，既可以帮助技术人员进行展开放样，又可以提高工作效率和保证产品质量，降低人工成本。
2、钣金展开放样的基本方法
传统的展开放样大体有两种方法：
其一，图解法。图解法是按投影原理后出构件有关视图，在视图中画出若干辅助线，求实长、实形或相贯线等，尔后再作出展开图。图解法放样的特点是运用投影原理作图，进行展开放样。这种方法适用于外形较为简单的中小构件，或外形虽较复杂但精度要求不高的构件。但是图解法作图繁琐，误差大影响制件质量。特别是对一些大型构件，因场地有限很难进行作业。
其二，计算法。计算法是通过理论计算进行展开放样的，不受场地所限。这种放样法只需画出构件的示意图和待以计算的各几何参数，勿需正确画出视图。因此，作图迅速准确。不仅适用于一般构件，而且对复杂构件或产品精度要求较高的大中型构件进行放样，也可确保产品质量，提高工效。
以上两种方法，图解法受场地限制，作图繁琐，误差较大；计算法可以很好的保证精度，而且不受场地限制，但随着精度要求的增加，需要的等分点愈多，相应的计算也愈繁琐。本文介绍的展开方法是通过Solidworks软件进行展开放样。
3、Solidworks绘制相贯线端头仿形切割模具相贯线的方法
利用Solidworks软件可以对各种圆管构件进行放样，下面通过一个实例来分析使用Solidworks绘制相贯线展开图的技巧。
3.1异径正交三通管支管相贯线切口的绘制
3.1.1启动程序后，新建零件，点击草绘，选择上视基准面作为草绘平面，画出φ87的圆。退出草图后，点击拉伸曲面命令，将圆拉伸为圆管，如图所示。
图一
3.1.2点击草绘命令，选择右视基准面作为草绘平面，画出φ114的圆，退出草图后，点击裁剪曲面命令，选择需要保留的部分，如图所示。
图二
3.2上述圆管需要切割的圆管直径为87mm，以模具直径250mm为例，绘制出模具的相贯线展开图。
3.2.1在上视基准面上绘制直径250mm的同心圆，画出中心线，中心线对称留0.1mm间隙，退出草图，如图所示。
图三
3.2.2选择3.2.1所画草图，选择钣金中基体法兰命令，拉伸一定长度，如图所示。
图四
3.2.3选择右视基准面，选择草绘命令，画出一个长方形，如图所示。
图五
3.2.4选择特征中曲线下拉菜单中的组合曲线命令，选择87管的相贯线切口为组合曲线。
然后选择扫描切除命令，选择3.2.3中草绘长方形为轮廓，选择组合曲线为路径，方向随路径变化，方向向量为面〈1〉，选完后确定退出，如图所示。
图六
3.2.5右击左边设计树下平板型式命令，选择解除压缩，右击展开后的平面，选择输出DXF/DWG命令，保存成DWG文件就得到所需要模具的展开图，如图所示。
图七
相贯线端头的切割
将图七用数控火焰切割出后，卷制成圆管，就成为了所需支管相贯线切割的模具了。
加工时利用仿形原理，就可切割出相贯线切口。
结束语
圆管相贯线端头的准确度将直接影响其组装过程、焊接性能。利用Solidworks软件展开，大大降低了设计人员及操作人员的劳动强度，提高了生产效率，保证了产品质量。
参 考 文 献
梁绍华：钣金展开放样计算手册.辽宁科学技术出版社.1981
季忠//林乐嘉 ：三维钣金展开放样及实例--SolidWorks应用 .化学工业出版社.2009
【 abstract 】 this paper describes the use of Solidworks software on the basic principle of layout. Through the case analysis in a tube interfingering lines diagram and figure out on magnification of the skills.
【 key words 】Sheet metal spread layout line of intersection
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。