基于AutoCAD引水鋼岔管展開圖繪制及放樣方法

羅 聰，趙田偉

（中國水利水電第十四工程局有限公司機電安裝事業部，云南 昆明 650032）

1 概述

在水電項目設計制造過程中，引水鋼岔管展開圖放樣的方法有很多，例如金林鈑金展開軟件、Excel數據三角函數表、三維建模軟件、鋼構CAD3.5版本軟件插件等工具，都是鋼岔管設計放樣人員愛用的軟件，這些軟件只需要輸入特定數值，調整對應斜切角和尺寸參數，系統便會自動計算出相關展開圖數據坐標。其實，這些鈑金展開軟件雖能快速解決大部分斜切管或相貫圓展開圖坐標，但在面對一些特殊的多邊斜切錐管，還是沒有相對應計算模型，仍需要人工進行放樣。傳統人工放樣不僅慢，效率低，誤差率還很高，本文通過描述基于AutoCAD對引水鋼岔管展開圖繪制及放樣方法實例進行介紹，并詳細描述操作過程及方法。

本文描述的引水鋼岔管主管管徑Φ=6 000 mm，管內設計最大壓力值為5 MPa；左支管管徑Φ=5 400 mm，右支管管徑Φ=2 500 mm。管內設計最大壓力值為5 MPa；采用不對稱“Y”型內加強月牙肋岔管，分岔角67.6°；公切球半徑為3 480 mm，是主管管徑的1.16倍，岔管鋼材為07MnMoVR高強鋼，管殼厚度58 mm、80 mm兩種，月牙肋厚度160 mm，如圖1所示。

圖1 岔管體型圖

岔管由過渡錐一（管徑Φ=6 000 mm,管厚t=80 mm）,過渡錐二（管徑Φ=5 400 mm,管厚t=80 mm），過渡錐三（管徑Φ=2 500 mm,管厚t=58 mm）及3個錐管組成。與常規“Y”型岔管不同的是，錐管一、錐管二、錐管三都屬于不規則錐體，而且直徑大、板厚較厚，采用相貫線展開方法進行處理，所以需要人工采用AutoCAD軟件方法進行展開圖放樣。

2 鋼岔管展開圖繪制步驟

2.1 新建文件

打開AutoCAD2016，導入引水岔管體型圖，以“引水鋼岔管展開圖放樣”為文件名，新建文件，另存在電腦文件夾D盤，文件類型選擇AutoCAD圖形。

2.2 正錐與斜切管展開圖放樣

（1）在AutoCAD操作界面里，通過點擊鼠標左鍵，選中岔管體型圖上的過渡錐三“中徑線”線條，在CAD操作框命令欄里輸入復制快捷命令“CO”，選擇CAD操作界面空白地方，將體型圖點擊復制出來，粘貼在空白處選擇確認。復制出來的“過渡錐三”體型圖要進行修剪，通過利用強大的CAD操作功能，對錐管三體型圖繼續進行完善。單擊CAD命令輸入框，在命令欄輸入“EX”延伸快捷命令，將鼠標右鍵單擊空白區選擇鎖定，再將鼠標左鍵單擊選擇需要延伸的線段，使得“過渡錐三”線段間隙整體閉合，打開CAD正交光標命令，在輸入框輸入旋轉快捷命令“RO”，先將鼠標右鍵單擊過渡錐三上一個點，單擊鼠標右鍵選擇鎖定，在輸入框輸入“R”，選擇過渡錐三頂部兩點，將過渡錐三旋轉水平位置后鎖定，如圖2。

圖2 正錐管示意圖

（2）打開CAD命令輸入框，在輸入框輸入“F”交點快捷命令，將鼠標單擊過渡錐三體型圖左右兩斜邊，使其交于點“O”，再以“O”為圓心，OA，OC為半徑分別畫圓，如圖3。

圖3 正錐管整圓展開示意圖1

(3)通過CAD標注測量工具，測出AB長度，利用CAD計算器工具，計算出AB的圓弧長度，打開輸入框命令欄，在輸入框輸入“ME”定距等分快捷命令，選擇等分對象內圓OA，輸入等分定距弧長尺寸，通過直線功能將O點與內圓定距等分點連接，輸入“EX”延伸快捷鍵，將OM、ON延長至外圓上，輸入“Re”裁剪快捷鍵，將多余圓弧裁剪完，如圖4。

圖4 正錐管整圓展開示意圖2

（4）在AutoCAD操作界面里，通過點擊鼠標左鍵，選中岔管體型圖上的過渡錐一“中徑線”線條，在CAD操作框命令欄里輸入復制快捷命令“CO”，選擇CAD操作界面空白地方，將體型圖點擊復制出來，粘貼在空白處選擇確認。復制出來的“過渡錐一”體型圖要進行修剪，通過利用CAD強大的繪圖功能，對過渡錐管一體型圖繼續進行完善。單擊CAD命令輸入框，在命令欄輸入“EX”延伸快捷命令，將鼠標右鍵單擊空白區選擇鎖定，再將鼠標左鍵單擊選擇需要延伸的線段，使得“過渡錐一”線段間隙整體閉合，打開CAD正交光標命令，以過渡錐一AB為直徑在其下方畫圓，輸入“DIV”快捷鍵，將圓10等分，如圖5。

圖5 斜切管放樣圖1

（5）通過計算以AB為圓的周長，通過B以圓周長作為長度畫直線BM，打開CAD正交光標，延長圓AB上的等分點交于A'M'直線，打開輸入框命令欄，在輸入框輸入“DIV”定距等分快捷命令，選擇等分對象直線BM，輸入等分定數為10，通過直線功能將等分點a、b、c、d、e、f、g、h、i、g與A'M'直線連接,將圓等分線與過渡錐一交點投影到線a、b、c、d、e、f、g、h、i、g上。

（6）連接線段，通過CAD鏡像快捷鍵“MI”，將線段進行鏡像，如圖6所示。

圖6 斜切管放樣圖2

2.3 斜切錐管展開圖放樣

（1）在AutoCAD2016操作界面里，通過點擊鼠標左鍵，選中岔管體型圖上的錐管一“中徑線”線條，在CAD操作框命令欄里輸入復制快捷命令“CO”，選擇CAD操作界面空白地方，將體型圖點擊復制出來，粘貼在空白處選擇確認。復制出來的“錐管一”體型圖要進行修剪，通過利用強大的CAD操作功能，對錐管一體型圖繼續進行完善。單擊CAD命令輸入框，在命令欄輸入“EX”延伸快捷命令，將鼠標右鍵單擊空白區選擇鎖定，再將鼠標左鍵單擊選擇需要延伸的線段，使得“錐管一”線段間隙整體閉合，如圖7。

圖7 不等錐管體型圖

（2）在CAD輸入框輸入剪切快捷命令“TR”，將鼠標右鍵單擊空白區選擇鎖定，再將鼠標左鍵單擊選擇需要剪切的線段，使得“錐管一”線段間隙整體修剪完整，選擇刪除命令，刪除多余線條。

（3）打開CAD正交光標命令，在輸入框輸入旋轉快捷命令“RO”，先將鼠標右鍵單擊錐管一上水平點，單擊鼠標右鍵選擇鎖定，在輸入框輸入“R”，選擇錐管一頂部兩點，將錐管一旋轉180°后鎖定，此操作目的是為了能讓錐管兩側邊向上延長線能交于一點，為后面操作更方便，如圖8。

圖8 斜切錐管圖

（4）打開CAD命令輸入框，在輸入框輸入“F”交點快捷命令，將鼠標單擊錐管一體型圖左右兩斜邊，使其交于點“O”，再以“O”為圓心，OA，OB為半徑分別畫圓，如圖9。

（5）打開輸入框命令欄，在輸入框輸入“L”直線快捷命令，將直線OA,OB與內圓交點A、B'連接起來，通過標注測量，測出AB'長度，利用CAD計算器工具，算出AB'的圓弧長度18 903。

（6）打開輸入框命令欄，在輸入框輸入“ME”定距等分快捷命令，選擇等分對象內圓OA，輸入等分定距弧長尺寸18 903，通過直線功能將O點與內圓定距等分點M、N連接，輸入“EX”延伸快捷鍵，將OM、ON延長至外圓OC上，輸入“Re”裁剪快捷鍵，將多余圓弧裁剪完。

（7）在輸入框輸入“DIV”定數等分快捷鍵，對象選擇AB'，在彈出的對話框輸入數字“4”，即將其4等分，連接等分點到圓O，等分線分別交AB'于2'、3'、4'點，延長線交于錐管斜口于2、3、4，如圖9所示。

圖9 斜切錐管展開圖1

（8）在輸入框輸入“O”平移快捷鍵，對象選擇AB'，拖動鼠標，過點B、2''、3''、4''、A、1、2、C、3、4、5、作直線AB'平行線，分別交OA延長線于a、b、c、d、e、f、g、h點。

（9）在輸入框輸入“O”平移快捷鍵，對象選擇AB'，拖動鼠標，過點B、2''、3''、4''、A、1、2、C、3、4、5、作直線AB'平行線，分別交OA延長線于a、b、c、d、e、f、g、h點，如圖10所示。

圖10 斜切錐管展開圖2

（10）在CAD命令框輸入“C”畫圓快捷鍵，分別以圓O到a、b、c、d、e、f、g、h點距離為半徑畫圓。

（11）輸入“EX”延長快捷鍵，單擊最大圓Oh，選擇將OM、ON延長。在CAD命令框輸入“DIV”定數等分快捷鍵，對象選擇圓弧NOM，輸入等分數為8，通過直線將等分點與圓點O連接，并延長至最外圓Oh，如圖11。

圖11 斜切錐管展開圖3

在輸入框輸入“TR”裁剪快捷鍵，單擊空白處，點擊鼠標右鍵選取OM、ON以外的圓弧剪切掉，如圖12所示。

圖12 斜切錐管展開放樣示意圖

3 補充說明

（1）本文所述放樣展開方法均未含展開后鋼板的壓頭余量，在實際施工過程中需根據工廠的制造工藝、技能水平、設備參數等適當增加展開后的壓頭余量，保證岔管卷板的成型符合規范要求。

（2）本文所述放樣展開方法為采用體型圖中線展開方法，實際在放樣展開時，需考慮到月牙肋的厚度，常規岔管因保證整體的剛性滿足水壓，月牙肋鋼板選取厚度較厚，另外受焊接工藝水平和焊接工藝方法等影響，在岔管各部件展開時需進行板厚處理，確保展開后的各部件組裝時間隙較小。

（3）文中所述等分點主要為方便讀者了解相關的展開方法，施工時根據岔管的大小，需盡可能選取較多等分點，如此才能更好保證展開鋼板的邊緣圓滑過渡，利于數控下料機械完成任務，保證各部件組裝效果良好。

4 總結

通過AutoCAD的輔助結合相貫線展開畫圖原理，能相對快捷的實現各種復雜的斜切管、斜切錐管、月牙肋等構件的展開放樣，提高技術人員的工作效率，保證施工更快捷有效。利用AutoCAD進行岔管放樣相對簡單明了，放樣過程簡單易懂，相對其他的傳統手工放樣方法適用性更強，比三維軟件等電腦軟件相對來說更清晰明了，可以保證鋼岔管能圓滿順利的展開放樣完成相關的制作工作。