消防风管天圆地方连接件的参数化设计

邓学莹，赵显飞，翟 杰

（1.青岛锐智智能装备科技有限公司，山东 青岛 266600；2.高密新和消防工程有限公司，山东 潍坊 261500；3.山东丰汇设备技术有限公司，山东 济南 250200）

引言

天圆地方风管连接件是消防工程中常用的管件，用于通风管道方口转圆口的连接。其上下接口处均为形状规则的法兰，中间段则为较为复杂的钣金件，设计、制造均有一定难度。

SolidWorks是一种常用的机械设计自动化软件，其有专门的钣金设计模块，供钣金设计使用，可满足大部分钣金设计的要求，高效地完成设计钣金零件、计算分析零件强度、自动计算展开下料图、导出折弯尺寸工程图等全部设计步骤。整个过程方便快捷、高效精确。

现利用SolidWorks钣金模块进行天圆地方风管的设计，整个过程基于参数化设计思想，设计完成后，只需输入天圆地方风管连接件的参数，即可自动生成对应的下料图及折弯尺寸工程图，只需进行必要的强度校核即可完成设计、投入生产。

本文略去形状规则较为简单的上下法兰，只对中间段较为复杂的天圆地方段钣金的参数化设计进行研究。

1 参数化设置

首先，根据此零件的特点，设置了以下参数：方管长边、方管短边、圆管直径、连接件长度、板厚。利用软件的方程式功能，把以上参数设置为全局变量，并为变量赋值。

2 天圆地方钣金件的建模

常用的钣金建模方式有基体法兰、转换到钣金、放样折弯三种。根据此钣金件的特点，选用放样折弯方式建立三维模型。

放样折弯和放样凸台命令类似，都需要在不同的基准面上先做放样轮廓，但它们又有着显著的不同，如果完全按照放样凸台的思路进行放样折弯，很容易导致折弯失败。它们的不同之处主要有：一是放样折弯的轮廓不能封闭，需要是开环轮廓，而放样凸台则为封闭的闭环轮廓。二是放样折弯轮廓只能是两个，而放样凸台的轮廓可以是两个也可以大于两个。三是放样折弯不能用引导线控制放样方向，放样凸台可以用引导线控制成型方向。四是放样钣金可设置与钣金相关的参数，放样凸台可设置普通曲面成型相关的参数。

具体建模步骤如下：一是新建一个与基准面平行的平面。二是在两个基准面上分别绘制出圆形端面和方形端面的外廓，并切出小缺口以保证图形不封闭，作为钣金对接线。三是利用链接数值功能，把需要参数化的尺寸均链接到已设置好的全局变量上，如下页图1所示。四是启动放样折弯命令，放样出天圆地方连接件的三维钣金模型，并把钣金厚度链接到全局变量的厚度参数上。建模完成。

3 钣金的展开

运用SolidWorks钣金模块的展开功能，可以快速准确地得到钣金件的展开图形，并可建立工程图，得到精确的下料图和折弯尺寸图。本例应用参数化思想，在三维图中填写了完整的属性，属性中的所有可变参数均做了链接，如下页表1所示。

图1 草图尺寸链接到全局变量

表1 属性设置

建立工程图，在工程图中标注尺寸，并生成折弯尺寸图，如图3所示。

最后再新建一个无图框的工程图，生成1∶1的展开图，作为下料图使用，下料图的文字标注亦应用了链接，全部链接到三维的自定义属性。

图2 工程图

至此，消防风管天圆地方连接件参数化设计文件已全部完成，做具体设计时，只需在三维图形文件中把全局变量“方管长边”、“方管短边”、“圆管直径”、“连接件长度”、“板厚”5个参数根据实际要求进行修改，即可自动生成完整的工程图和下料图，进行必要的强度校核即可投入生产。

4 结语

天圆地方风管连接件是消防工程中常用的管件，利用SolidWorks的钣金模块对它进行参数化设计，可大幅度的提高此类钣金件的设计出图效率，具有重要的现实意义。将本文的参数化设计思想、具体实现的方法及钣金件的设计思路、方法，推及到其他钣金件、零部件的设计中，也具有一定的参考价值。