计算机辅助绘制圆管相贯线展开图的方法与技能

计算机辅助绘制圆管相贯线展开图

的方法与技巧

殷刚

沈阳远大企业集团研究所计算机应用室沈阳110161

【摘要】本文介绍了沈阳远大企业集团研究所计算机应用室自主开发的“远大空间管桁结构相

贯节点放样工具软件”的使用方法和圆管相贯构件展开放样的基本原理，阐述了用计算机实现辅

助绘制圆管相贯线展开图的方法，通过典型实例分析了绘制多个圆管相贯线展开图的技巧。

【关键词】计算机辅助设计钣金展开放样

1 概述

在工程的生产加工过程中，我们会经常遇到两个（或几个）圆管相贯的情况。在正式加工前，须作出这些相贯线的全部或部分展开图样线，然后才能裁剪制成。这些相贯线的展开图样线是否正确以及精度如何，将直接影响到产品的质量。本文介绍的就是利用计算机来实现辅助绘制相贯线的展开图样线的基本方法和一些技巧。

熟练地掌握这些方法和技巧，既可以帮助设计人员和工艺人员进行现场的展开放样，提高工作效率和产品质量，又可以为公司节省工料，降低成本。

2 钣金展开放样的基本方法

绘制相贯线的展开图样线的基本方法大体有两种。

第一种是图解法，它运用投影原理作图，进行展开放样。首先按投影原理绘制出构件的有关视图，并画出辅助线，求出实长、实形等，然后再作出相贯线的展开图样线。图解法作图繁琐，手工作图误差较大，影响加工质量。计算机辅助绘图虽可提高精度，但是模块化程度不高，不易于程序设计。

第二种是计算法，它通过理论计算，进行展开放样。首先示意性的画出必要的视图，然后将圆管断面等分，将圆周上等分点折算成角度依次计算，再根据计算结果描点进行放样，作出相贯线的

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展开图样线。计算法作图迅速，虽然是近似计算，但等分点愈多展开图愈准确，足以满足工程需要。计算法繁琐的计算过程因其模块化程度高，可以通过程序设计来实现，精确的描点绘图也可由计算机来完成，可以确保产品质量，提高工作效率。本文讨论的就是如何通过计算法进行展开放样。

3 典型圆管构件的放样计算原理

圆管构件在钣金结构中较为普遍，而且类型较多，不能一一例举。本文仅介绍以下几种典型圆管构件的放样计算原理：等径直角弯头、等径任意角弯头、等径正交三通管、等径斜交三通管、异径正交三通管、异径斜交三通管等。其它构件的放样计算原理请参阅有关的文献。

3.1等径直角弯头的放样计算

如图一所示，两节等径的直角弯头，因弯头直径相等，两节对称，只需求出一节展开图即可。

图一

计算公式：

说明：

y n -- 展开图圆周长度等分点至曲线坐标值，mm

r -- 辅助圆半径，mm

d -- 圆管外径，mm

αn -- 辅助圆周等分角，度

本文只讨论薄板制件，壁厚t忽略不计。

3.2等径任意角弯头的放样计算

如图二所示，两节等径的任意角弯头，由于直

径相等，两节对称，也只需求出一节展开图即可。

计算公式：

说明：

y n -- 展开图圆周长度等分点至曲线坐标值，mm

r -- 辅助圆半径，mm

d -- 圆管外径，mm

β-- 弯头轴线交角，度

αn -- 辅助圆周等分角，度图二

3.3 等径正交三通管的放样计算

如图三所示，等径三通管的相贯线正面投影为相交两直线，可直接画出。等径正交三通管的相贯线对称，其展开图也对称。

图三

计算公式：

说明：

y n -- 展开图曲线坐标值或开孔宽度，mm

d -- 圆管外径，mm

αn -- 断面等分角，度

3.4 等径斜交三通管的放样计算

如图四所示，等径斜交三通管的相贯线左右不对称，但前后对称。已知b、c、d、l及β等参数，先求出辅助圆半径R及r，再按等分角计算支管展开图曲线坐标值及主管开孔宽度。

图四

计算公式：

3.5 异径正交三通管的放样计算

图五

如图五所示，异径正交三通管由于支管与主管异径垂直交接而出现支管里皮与主管外皮接触。已知R、r、h及l等尺寸，支管按内径r，主管按外径R计算支管展开图曲线坐标值及主管开孔宽度。

计算公式：

说明：

y0、y n -- 相贯线各点至主管轴线距离，mm

R -- 主管外半径，mm

R -- 支管内半径，mm

αn -- 断面等分角，度

c n -- 开孔长度，mm

b n -- 开孔宽度，mm

3.6 异径斜交三通管的放样计算

如图六所示，异径斜交三通管是生产加工时经常遇到的一种构件，两管相贯线为空间曲线。已知R、r、H、l、c及β等参数，可计算支管展开图曲线坐标值及主管开孔宽度。

图六

计算公式：

说明：

R -- 主管半径，R=D/2，mm

r -- 支管半径，r=d/2，mm

y n -- 相贯线各点沿支管轴线至轴线交点的距离，mm

αn–圆周等分角，度

c n -- 开孔长度，mm

b n -- 开孔宽度，mm

4 计算机辅助绘制圆管相贯线的方法

4.1 程序设计的基本思想

用计算法来绘制圆管相贯线的展开图样线，计算机是必不可少的工具。繁琐的计算过程以及精确的描点绘图工作，都可以通过程序设计来实现。为了达到程序易编、易修改、易增添构件类型、易调试和易维护的目的，可以采用模块化技术来进行程序设计。

绘制平面内圆管相贯线的展开图样线程序模块结构图如下：

各模块的主要功能如下：

主控模块——由它来调用其它各模块，并进行集合处理。

输入模块——采用人机对话方式向用户询问原始数据。

数据处理模块——根据输入信息，调用相应的计算模块，并储存计算结果。

各计算模块——进行某一种类型构件的放样展开计算，确定相贯线各点的坐标值。

输出模块——读取各点的坐标值，描点绘制相贯线的展开图样线。

绘制空间圆管相贯线的展开图样线程序模块结构图如下：