安徽負壓風機_SolidWorks 在軸流機殼空間異構件中的應用布質風管

摘要：針對傳統的“作圖法”和“計算法”的不足，主要介紹了利用 SolidWorks 三維軟件進行建模 - 展開的新方法，實現了空間異構件的準確化、快速化建模 - 展開及切割下落料，提高了其工作效率和落料的準確性與精度。

關鍵詞：空間異構件； SolidWorks ；鈑金模塊；建模 - 展開；數控切割

The Expansion and Cutting Method for Different Components in Axial-flow Casing Space Using Solid works Software

Abstract: According to the shortcomings of traditional “mapping method”and “calculating　method”, this paper has mainly introduced a new method for the modeling-expansion using 3D software of SolidWorks. The accurate and rapid modeling-expansion and the cutting & blanking of different components of space are realized. It has improved the working efficiency and the accuracy and precision of blanking.

Key words: different component of space; SolidWorks; sheet metal module; modeling-expansion; numerical control cutting

0 　引言

　　在產品的生產制造中，結構零件的切割下料方法采用傳統的“作圖法”和“計算法”，這種方法已經遠遠落后于現代三維軟件進行建模 - 展開的新方法。通過 SolidWorks 鈑金模塊對空間異構件進行實體建模，然后根據鈑金構件可以展開的特性，對空間異構件進行平面展開，形成可標注的工程圖，最后轉換成切割機的識別編碼，進而實現數控切割。

1 空間異構件結構與特點

　　U形管和側板等空間異構件是軸流壓縮機中的關鍵重點零件。U形管是由兩段相切的弧線組合形成的開口對稱立體構件，形如倒置的“U”字，故稱U形管。其結構件的特點是X軸方向兩端口的平面需要成一定角度a ，平行于X軸的上方母線長度最大，沿著Y軸方向母線長度逐漸遞減，平行于X軸的下方母線長度最短；此外，結合產品設計結構的需要，中間各節U形管為整管，兩端節為U形管的一半。

　　側板是軸流壓縮機中連接U形管與端法蘭的過渡空間異構件，它是由若干不同錐度、不同長度的錐體母線組合而成，上、下端接口處的結合線為平面結構，其特點是結構復雜，開式立體。圖1與圖2分別是U形管與側板的二維平面實例結構。

　　對于這兩個部件應用傳統的“作圖法“或“計算法”進行展開是完全可以實現的，但是傳統的方法比較繁瑣且精度不高。

2 空間異構件的展開計算

　　基于以上兩種空間構件的結構特點，利用 SolidWorks 三維繪圖軟件的鈑金功能模塊，完全可以實現建模 - 展開的新工藝方法。因為U形管和側板空間異構件的板材較厚（δ=25～30mm），并且異構件相連對口處存在焊接坡口（單邊30°）。所以在建模 - 展開前，必須進行合理有效的計算展開與板厚處理，確定U形管與側板的展開中性層[2]和消除板厚干涉[3] 。彎曲零件的中性層隨相對彎曲率的變化而定，即與相對彎曲變化率K=R/t有關，其中R為彎曲異構件實際的最小彎曲半徑，t為彎曲異構件的板材厚度。由于U形管、側板空間異構件的相對彎曲變化率K=R/t≥5，由此確定以上兩種異構件以板材的中性層為基準進行展開，進而確定實體建模草圖的圖形。由于U形管、側板空間異構件板材較厚且存在單邊焊接坡口（外）的具體要求，在空間異構件展開前后必須進行板厚處理，徹底消除板厚干涉，保證展開的平面結構更加合理科學、準確無誤。

3 空間異構件的實體建模（ U 形管建模）

　　（1）新建“零件”，繪制“草圖1 ”，選擇“前視基準面”、“草圖繪制（2D草圖）”，以圖1中U形管的二維平面結構剖視圖中性層尺寸為準，分別繪制兩段不同曲率、不同角度的相切圓弧，具體尺寸見圖 3 。

　�。�2）選擇“鈑金”、“基體-法蘭/薄片”，以垂直于草圖平面軸線為拉伸方向，正反雙向：即方向1與方向2，在“D1”與“D2”標題框內輸入給定深度，其數值為 300.00mm（≥255,安徽負壓風機.6mm），保證U形管寬度足夠后序截取，在鈑金參數下“T1” 標題框內輸入鈑金厚度，其數值為 0.05mm ，進而拉伸得到U型管鈑金立體圖形，見圖4。

　�。�3）選擇“基準面”，分別過直線A，且與“前視基準面”相交形成11.25°，作“基準面 l”、“基準面2”，并且以“基準面l”、“基準面2”切除 - 截取U型管立體結構，形成滿足兩端口的平面互成22,水簾風機.5°夾角的U型管鈑金立體結構，見圖5。

　�。�4）根據SolidWorks中鈑金構件可以展開的特性，選擇“展開”，以U形管開口任意端邊厚度所在平面為固定面,河北屋頂風機，即展開平面，使U形管不同曲率的折彎曲面在固定面內進行展開，獲得U形管平面展開圖形，見圖6。保存，命名為“U形管”。

　　由此同理，參考實例U形管的建模-展開步驟的具體要求，結合圖2中實例側板的結構與尺寸，亦可以順利建立側板的鈑金立體結構以及通過展開獲得平面結構，保存，命名為“側板”。

4 工程圖轉換與板厚干涉處理

　　分別在U形管與側板的“平板形式”結構模型的窗口下，選擇“從零件/裝配體制作工程圖”，將“平板形式”視圖圖形拖拽至工程圖紙中，單擊“平板形式”視圖圖形，在“使用自定義比例”選擇標題欄中確定比例系數為 1:1 ，生成工程圖，并且按照圖7要求進行有效尺寸標注，通過另存文件將其轉化成數控切割所能識別的“.dwg”圖形格式，保存，命名為“U形管展開圖”，見圖7。同理，依次方法亦可獲得“側板展開圖”。

　　在厚板展開過程中為了消除板厚干涉現象，必須進行合理的、有效的板厚處理。其目的是保證零件（U形管）的展開更加準確，進一步保證后序的拼裝工作順利進行。對于U形管的展開也不例外，倘若在U形管展開過程不能進行有效的板厚處理，得到的U形管展開圖形是不準確的，很難保證該零件的生產制造質量與精度。

　　對于U形管來說，其展開過程是通過中性層尺寸進行建模-展開實現的，完全符合展開的原理。在展開后如何進行有效板厚處理，才是U形管展開圖形準確無誤的關鍵。由于各U型管之間對接處要求切割單邊30°，鈍邊2mm的焊接坡口，可以通過圖8說明板厚處理的全過程。

　　在圖8中，清晰可見U形管中性層線段與鈍邊定點所在線段（中心線所示線段）的距離之差就是板厚干涉的尺寸，通過測量，具體尺寸為2.1mm（單側），共相差2.1mm×2=4.2mm，其次，506.2-4.2=502mm，即將U形管按中性層展開的圖形在高度方向上（502方向）縮短 4.2mm ，最后，獲得圖7的“U形管展開圖”，并且實踐證明該U形管的展開是合理可行的，廣泛應用于此類異構件的展開下料中。

5 　結論

　　以上主要介紹了利用三維軟件SolidWorks，對于U形管與側板分別進行建模-展開，根據 SolidWorks軟件鈑金模塊可以進行平面展開的特性，可將U形管與側板立體鈑金結構按照“平板型式”展開，得到平面結構，形成工程圖；其次通過有效的板厚處理獲得精確的展開圖，并且轉化成數控切割機所能識別的“.dwg”圖形結構；最后通過USB接口，完成切割程序的傳輸與轉換，實現了數控切割，提高了切割的效率與質量。這種利用SolidWorks進行建模-展開、數控下料的方法可以廣泛應用于生產實踐，對于空間異構件進行快速準確的展開和切割，在實際的生產加工中具有重要意義。

近些年來，由于能源價格不斷攀升，節能問題逐漸被政府重視起來，節能環保的產品漸漸走進人們的生活，為了更好的貫徹國家節能政策，為此，建設部頒布了《公共建筑節能設計標準》在標準中提到，我國能源的1/3被用在公共建筑上，而公共建筑的全年能耗中有大約50%--60%消耗于暖通空調工程，由此要滿足現行節能標準的要求，暖通空調領域的節能問題顯得非常重要。我們向你推薦一種新型的節能環保型風管-----杰尼斯纖維織物布風管。

杰尼斯纖維織物布風管可以從三個方面達到節能環保的目的。

1.在設計階段，傳統的中央空調風工程設計時必須經過各管段阻力平衡和風口的風量計算，由于工程的集成化不足，空氣分布不均勻，達不到設計設定的效果，只有加大設備的功率來彌補。而杰尼斯纖維織物布風管則根據環境的不同要求，采用專業的軟件進行工程設計。用CFD技術能精確地預測到環境中每個地方空氣流動及空氣溫度梯度的狀況。在設計階段便可以模擬工程的運行狀況，提高設計的精確性，從而達到節能的目的。

2.在工程運行階段，傳統的中央空調鐵皮風管都存在較大的風阻，而為了彌補這方面所損失的風量，所以相應的增加大設備的功率。杰尼斯纖維織物布風管則可將這方面的風阻降到最低，因為杰尼斯纖維織物布風管采用圓型設計，而在通風管道的選型中，以圓型管道風管為最小風阻，從而大大的達到節能目的

3.在工程的維護和清洗階段，中央空調的鐵皮通風管道，在工程運行一段時間后，風管內會沉積一定的灰塵，這些灰塵一方面增大管道阻力，同時尤為細菌的滋生提供了場所，威脅人們的健康。更增加了設備的有功功率損耗，而清洗中央空調的風管需要很高的費用（風管清洗費用30-40元/m2）。杰尼斯纖維織物布風管工程利用纖維本身的特性，使工程能過濾空氣，提高空調區空氣的潔凈度，同時工程拆裝、清洗非常方便，只要象我們日常清洗衣服一樣就可將風管清洗干凈如新，很快恢復工作區的正常使用。這樣更能達到節能環保的要求。

布風管工程已經有35年的歷史。品質已是被75000各客戶證明，在中國纖維織物布風管工程卻還處于剛起步階段，而其它國家卻為了達到節能環保已經大量使用了35年。在接下來的發展中，希望我們中國自己也能在這方面慢慢地全面使用布風管，將空調污染，通風節能、減排環保方面提升到一個新的臺階。深圳杰尼斯纖維織物布風管在空調通風污染，節能環保方面能讓你達到最理想的效果。使用杰尼斯纖維織物布風管，除了能為貴公司節約能源和金錢之外，還能讓閣下感受到一種使命感，責任心！因為中國的環保節能事業，有你出的一份力量。

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