Создание сварных конструкций из листового металла

Еще одним распространенным сценарием проектирования машин является создание сварных сборочных единиц из деталей, выполненных из листового металла. Также детали, из которых сваривается сборочная единица, могут быть получены в результате других операций лезвийной обработки ‒ точения, строгания и т.д. Особенностью данного сценария является то, что для таких сварных конструкций нельзя построить пространственный каркас. Тем не менее, специальные инструменты SolidWorks могут помочь и в этом сценарии проектирования.

В частности, программу можно перевести в режим проектирования сварных конструкций без использования команды « Конструкция». В дереве построения отобразится операция-признак со значком  и папка « Список вырезов», а флажок «Результат слияния» во всех последующих командах по умолчанию будет снят. В дальнейшем пользователю остается лишь добавлять в модель новые детали, соединяя при необходимости их элементы, т.е. моделировать сварную конструкцию в многотельном режиме. Такой перевод осуществляется при помощи команды меню Вставка – Сварные детали – Сварная деталь… или кнопкой  вкладки «Сварные детали» диспетчера команд. Далее пользователь просто добавляет в трехмерную модель новые детали, работая в многотельной среде и, при необходимости, соединяя одни трехмерные элементы формы с другими.

Недостатком такого подхода является то, что трехмерная конструкция визуально не воспринимается как сварная. Этому мешает отсутствие визуализации сварных швов. К тому же при создании сварных сборочных единиц к деталям добавляется присадочный металл, который нельзя не учитывать при расчете массы сварных сборочных единиц. Наконец, SolidWorks имеет возможность автоматически создать на основе трехмерной модели сварной конструкции сборочный чертеж и автоматически же импортировать в него размеры из соответствующих эскизов и формообразующих операций модели. Было бы очень хорошо, если бы SolidWorks умел также автоматически проставлять на чертежах обозначения сварных швов.

Этих недостатков позволяет избежать команда добавления в модель сварных швов. Найти ее можно в меню Вставка ‒ Сварные детали ‒ Скругленный шов или запустить при помощи кнопки  вкладки «Сварные детали» диспетчера команд. Будет отображен менеджер свойств команды.

В первую очередь из выпадающего списка в верхней части диалогового окна выбирается тип сварного шва – непрерывный («Во всю длину», рис. 34.7, а), прерывистый («Перемежающийся», рис. 34.7, б) и прерывистый с расположением швов на двух сторонах соединения в шахматном порядке («Прерывистый», рис. 34.7, в). Затем в поле « Размер» задается катет сварного шва.

Рис. 34.7 Типы сварных швов, создаваемых командой SolidWorks

Далее в двух полях « Набор» указываются грани деталей, которые должны быть соединены сваркой. В каждом поле можно указать одну или несколько граней. Все грани, перечисленные в одном поле, должны принадлежать одному твердому телу; грани из разных полей должны принадлежать разным телам! Грани не обязательно должны пересекаться, между ними может быть зазор.

Если необходимо присоединить сваркой к одной детали несколько других, команду « Скругленный шов» следует выполнять несколько раз, отдельно для каждой пары деталей.

Если наборы граней в поля введены правильно, SolidWorks вычислит линии их пересечения (продлив грани, при необходимости) и отобразит данные линии (виртуальные кромки) в поле «Пересекающиеся» ниже. Вдоль каждой из виртуальных кромок программа создаст сварной шов и отобразит его предварительное изображение в рабочей области. Если какой-то из отображенных швов окажется лишним, следует найти его виртуальную кромку в поле «Пересекающийся» и удалить ее. Это никак не повлияет на содержимое полей  и на другие швы.

В случае, если были выбраны типы швов «Перемежающийся» и «Прерывистый», ниже поля « Размер» будут отображены поля для ввода длины прерывистого сварного шва и шага шва (суммы длины шва и межшовного промежутка).

Все вышеперечисленные поля располагаются в группе Сторона стрелки (можно перевести как «Лицевая сторона») менеджера свойств команды. Ниже располагается группа Другая сторона, которую можно включить флажком. На ней содержится точно такой же набор полей (за исключением поля «Шаг» для прерывистых швов: это поле общее для обоих сторон). Включать группу Другая сторона имеет смысл, если есть необходимость выполнить на одной стороне детали непрерывный шов, а на другой – прерывистый (либо с обоих сторон швы должны быть прерывистые, но с разными длинами).

Если такой необходимости нет, лучше группу Другая сторона не включать, и все нужные грани ввести в поле группы Сторона стрелки. Это связано с тем, что швы «Стороны стрелки» и «Другой стороны» являются независимыми и не сопрягаются друг с другом. На рис. 34.8. слева все грани перечислены в поле группы Сторона стрелки, а справа – левая и передняя грани указаны в группе Сторона стрелки, а правая и задняя – в группе Другая сторона.

Если в качестве типа шва выбрать «Прерывистый» (с расположением швов в шахматном порядке), группа Другая сторона будет активирована автоматически. При этом швы на «другой стороне» будут автоматически начинаться напротив мест, где заканчиваются швы лицевой стороны (даже если длина шва не будет равна строго 0,5 длины шага).

Если грань, указанная в поле  менеджера свойств команды, переходит в другую грань по касательной, в менеджере свойств появляется флажок «Линии перехода». Если его установить, достаточно будет выделить в поле лишь одну грань, чтобы SolidWorks автоматически применил сварной шов к цепочке переходящих друг в друга граней.

Как было сказано выше, SolidWorks допускает наличие зазоров между гранями. В этом случае в менеджере свойств команды появится переключатель с двумя положениями: «Частичное проникновение» и «Полное проникновение». Режим «Полное проникновение» показан на рис. 34.9 слева, а «Полное проникновение» – справа. В последнем случае в менеджере свойств дополнительно появится поле, в котором указывается глубина заполнения металлом зазора шва. Следует помнить, что глубина заполнения зазора должна обеспечиваться технологией сварки, применяемым оборудованием и свойствами присадочного материала.

После настройки всех параметров в менеджере свойств следует нажать кнопку . Выделенные в полях  грани будут соединены сварным швом, а в дерево построения будет добавлен соответствующий элемент. При необходимости можно добавить в модель любое количество сварных швов.

При желании можно добавить сварные швы и к деталям ферменной конструкции, создание которых было рассмотрено выше. Однако для SolidWorks такой сценарий не характерен. К тому же, применить сварной шов программа позволяет далеко не ко всем наборам кромок. В частности, сварным швом можно соединить лишь те грани, угол между которыми больше 0º и меньше 180º. Таким образом, выполнить при помощи данной команды стыковой шов невозможно.

Если форма граней не позволяет соединить их швом, в некоторых случаях ситуацию можно исправить разделкой кромок. Для этого на вкладке «Сварные детали» диспетчера команд продублирована команда « Фаска…». К сожалению, данная команда часто приводит к созданию криволинейных граней сложной формы, соединить которые сварным швом SolidWorks 2009 также не может.

Если в модель детали были добавлены сварные швы, в контекстном меню при щелчке по операции-признаку со значком  в дереве построения появляется команда для быстрого погашения (или высвечивания) всех сварных швов в модели.

Сварные швы как элементы сборки