基于Autodesk inventor軟件三維建模展開并生成放樣坐標的操作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于機械制造技術領域，具體涉及一種用于鋼岔管、蝸殼及肘管成型的基 于Autodeskinventor軟件三維建模展開并生成放樣坐標的操作方法。
【背景技術】
[0002] 傳統的水輪機的蝸殼、肘管、及壓力鋼管系統的鋼岔管，大都采用鋼板卷制焊接成 形的制造方法；其共同點是：分節較多、截面變化、結構復雜、制作需要的展開圖數量較多 且繁瑣。
[0003] 由于上述鋼岔管、蝸殼及肘管均屬于板金類滾彎成形零件，通過下料、卷制、組拼、 焊接成整體形狀的金結構件；其工藝流程如下：
[0004] 第一、展開放樣：根據設計提供的岔管體型圖，或蝸殼、肘管的單線圖，逐節放樣、 繪制出每個單節的平面展開圖及放樣坐標參數表；
[0005] 第二、板材下料：將展開圖及二維坐標參數表數據，進行編碼輸入數控切割機控制 程序切割下料；采用人工下料時先將單節展開圖制作成薄鐵皮大樣，再在鋼板上畫出實樣 后切割下料；切割出節間焊接坡口等操作；
[0006] 第三、卷制弧形：采用卷板機將準備的板料，卷制成對應的單節（或分塊瓦片）形 狀與尺寸；
[0007] 第四、單節及整體預組裝：如果是分塊瓦片先組拼、點焊、調整成單節管子、再依次 組拼成整體形狀、調整、焊接、檢查、驗收；
[0008] 第五、分解防腐運輸：廠內預組裝驗收合格后，較大的管件需要分縫與支護，解體 成便于運輸的節段或瓦片，經防腐處理后，運輸到現場再次組裝焊接成型。
[0009] 由上述工藝流程得出，其制作過程的關鍵在于：單節展開圖的準確、單節管子或瓦 片卷制弧度的正確、以及單節、整體組裝時有效地調整與焊接過程控制。但是其結構復雜， 制作需要的展開圖數量較多且繁瑣。而根據設計提供的岔管體型圖、蝸殼及肘管的單線圖， 如何準確、簡便、快捷地獲取展開圖的方法成為一個難點。
[0010] 現有常用的技術有：作圖法、數學公式計算法、編制軟件程序法、制圖軟件程序改 造嫁接法、3D軟件自動展開法，使用軟件的種類繁雜。現有技術中尚未提出一種同時滿足岔 管、蝸殼、肘管成型的三維建模展開并生成放樣坐標的方法。
[0011] 其中，Autodeskinventor軟件是美國Autodesk公司開發的一款機械設計制圖軟 件，該軟件能創建三維模型和二維工程圖。基于全數字驅動和定位約束功能產生的三維線 形或曲面，通過賦予不同的材質轉化為實體模型，使模型具有實物屬性和力學性能，進而進 行模擬加工與裝配、運動仿真、受力狀態分析等，是一款綜合的多用途軟件。在展開狀態下， 并未設定生成放樣坐標參數表的具體操作方法。另外，該軟件生成三維模型的設定方法包 括拉伸、旋轉、放樣、掃掠以及螺旋掃掠等，對于蝸殼、肘管可以采用放樣命令展開；而對于 壓力鋼管系統的鋼岔管依靠截交面位置定位的鈑金組件，無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。

【發明內容】

[0012] 本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種基于Autodeskinventor軟 件三維建模展開并生成放樣坐標的操作方法。
[0013] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0014] 基于Autodeskinventor軟件三維建模展開并生成放樣坐標的操作方法，至少包 括如下步驟：
[0015] SOl:建立二維草圖；打開Autodeskinventor軟件，新建第一文件SheetMetal, ipt并進入鈑金模式，將零件設計圖導入后生成零件二維草圖，完成二維草圖后保存為基礎 草圖，關閉第一文件；
[0016] S02:建立三維曲面；新建第二文件SheetMetal,ipt，進入二維草圖狀態后轉換 至零件狀態，導入零件設計圖作為基礎草圖使用；
[0017] 根據基礎草圖畫出零件的斜切前上下面投影直線，完成零件的草圖繪制；
[0018] 進入三維狀態，在零件的斜切前上下面的投影直線的中點分別繪制兩條輔助三維 直線，通過兩條直線建立一個二維平面，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，根據投影得出上下面投影直線的端點及中 點；繪制整圓或圓弧，通過約束工具與投影的端點及中點建立約束關系，完成后保存二維草 圖；之后打開模型環境，通過放樣命令點擊得到的上下面半圓線，生成圓錐曲面；
[0020] S03:修剪；新建三維草圖，將SOl中生成的基礎草圖上的斜切線與S02中生成的 圓錐曲面相交，得到斜切面位置曲線；通過分割工具修剪、刪除多余曲面，生成斜切后的圓 錐曲面；
[0021] S04 :加厚；根據零件設計圖的直徑及板厚設定加厚厚度方向，通過加厚工具獲得 零件的實體模型；
[0022] S05 :展開；在鈑金模式，通過展開工具得到零件的展開狀態圖；
[0023] S06:提取放樣坐標；在得到零件的展開狀態后，在展開平面上新建一個二維草 圖，投影展開的輪廓線，在投影線端點制作一個工藝孔中心點完成草圖；根據工藝孔中心點 制出工藝孔，沿曲線全長陣列若干個孔，對放樣后的輪廓線形狀進行跟蹤，完成并保存；新 建工程圖，將展開狀態圖調入工程圖中，在孔參數表中顯示坐標；通過對孔參數表進行編 輯、刪除孔參數、只保留中心點坐標值，完成放樣坐標參數提取。
[0024] 在軟件鈑金環境下，鈑金放樣設定的前提條件是兩個不同平面內的截面和曲線。 本發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零件；而對于蝸殼類零件 及肘管類零件，其設計圖中已給出各個斷面形狀和尺寸，直接投影上下面直線，采用本操作 方法生成三維圖形；通過設置材質、放樣參數，以及通過鈑金放樣工具生成對應的管節模 型，而無須進行上述S03、S04步驟。
[0025] 所述的技術方案優選為，所述S02中，繪制整圓后通過剪切工具設置為圓弧。
[0026] 所述的技術方案優選為，所述S02中，所述上下面的尺寸和形狀的條件下，通過已 知條件模擬出未被切割前的曲面。
[0027] 所述的技術方案優選為，所述已知條件為共切圓、斜切圓錐的邊線、中心線中的一 種。
[0028] 所述的技術方案優選為，所述S06中，在得到零件的展開狀態后，通過對展開的輪 廓線布置工藝孔，對放樣后的輪廓線形狀進行跟蹤，在工程圖狀態自動標注出孔坐標參數 表，編輯完成放樣坐標提取；將展開狀態圖以1:1的比例調入工程圖中，另存為dwg格式文 件，也能在AutoCAD軟件中進行尺寸標注以及提取放樣坐標參數。
[0029] 本發明以截交面的位置線做垂直與中心線的平面投影到曲面，在曲面上產生切割 的截交面曲線進行剪切。在展開狀態圖中，曲面直徑、板材厚度、曲面加厚方向，對生成的實 體模型以及展開狀態圖存在直接的影響，改變上述任一參數都會產生不同的結果。需要根 據放樣直徑、焊縫位置和坡口的切割方向確定。
[0030] 與現有技術相比，本發明的優越效果在于：采用本發明三維建模展開并生成放樣 坐標的操作方法后減少了展開圖重復繪制及放樣工序，并實現數控切割機下料過程的自動 化，且制造精度高、產品性能穩定，在降低成本的同時提高了經濟效益，以人工放樣時間成 本計算，降低人工成本3 %。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發明所述操作方法的實現流程圖；
[0032]