CN111152179A - 一种优化半圆环类零件套料划线的方法 - Google Patents

Abstract

一种优化半圆环类零件套料划线的方法，本发明在r₁为半径的第一虚拟圆上划出N=1圈数的四个半圆环类零件，在r₂为半径的第二虚拟圆上能划出N=2圈数的四个半圆环类零件，共计在H×H的板材面积上套料划线出八个半圆环类零件并形成优化基本单元，如板材的宽度是NH而其长度是[N＋1]H，则依据上述优化基本单元均能在板材宽度方向上能套料划线出N倍的半圆环类零件，而在其板材长度方向上能套料划线出[N＋1]H倍的半圆环类零件，本发明对相同规格的半圆环类零件套料划线具有科学性和规范性，使半圆环类零件套料划线有据可依，有规可循，并且是一种实用、方便快捷的方法。

Description

一种优化半圆环类零件套料划线的方法

技术领域

本发明属于半圆环类零件套料划线技术领域，尤其是一种优化半圆环类零件套料划线的方法。

背景技术

对于曲率半径为R的半圆环类零件，在宽度为2R的板材上多采用模板划线、依次套料叠加且方向相同的方式进行划线，这种套料划线存在如下问题：

1.依次叠加出的半圆环类零件将会产生数个月牙形轮廓的余料，随着R的增大其余料面积增大，板材的利用率很低。

2.在相同面积的板材上采用依次叠加套料划线出的半圆环类零件数量较少。

如何在有限的板材上套料划线出更多数量的半圆环类零件是本领域需要解决的首要问题，而有关优化半圆环类零件套料划线的方法还未见到相关报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种优化半圆环类零件套料划线的方法，该方法围绕虚拟圆中心再按照给定半径R依次旋绕套料划线出数个经优化的半圆环类零件，使余料空间朝统一方向集中而整体套料划线空间占用面积紧凑，以达到有效提高板材利用率并降本增效之目的。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种优化半圆环类零件套料划线的方法，给定半圆环类零件的外圆曲率半径为R₁而其内圆半径为R₂，给定板材的宽度和长度均为H，给定相邻半圆环类零件套料划线的切割间隙为h，其特征是：

H≥2N[（R₁-R₂）+h],N为划线圈数且为自然正整数；

先在板材中心划出以r₁为半径的第一虚拟圆，r₁=[R₁-R₂]，以所述第一虚拟圆的四个象限点为起点、以同为逆时针方向或是顺时针方向分别套料划线出四个半圆环类零件，要求每个半圆环类零件的内角点即R₂内圆弧上的内角点与第一虚拟圆的间距控制在h，要求每个半圆环类零件另一内角点搭接在相邻半圆环类零件的外圆弧上且其搭接的垂直间距控制在h，至此划出N=1圈数的四个半圆环类零件；

再在板材中心划出以r₂为半径的第二虚拟圆，r₂=2[R₁-R₂]，所述第二虚拟圆与N=1圈数上的四个半圆环类零件的外圆弧分别相交并形成四个相交点，以四个所述相交点为起点分别套料划线出四个半圆环类零件，要求N=2圈数上的每个半圆环类零件的内角点分别与任意一所述相交点的间距控制在h，要求N=2圈数上的每个半圆环类零件另一内角点分别搭接在相邻N=1圈数上半圆环类零件的外圆弧上且其搭接的垂直间距控制在h，至此划出N=2圈数的四个半圆环类零件；

上述N=1圈数的四个半圆环类零件和N=2圈数的四个半圆环类零件共计套料划线出八个半圆环类零件，八个半圆环类零件均符合设计要求，八个半圆环类零件共同构成给定板材H×H面积上的半圆环类零件套料划线优化基本单元；

如果未套料划线前板材的宽度是NH而其长度是[N＋1]H，则依据所述优化基本单元均能在板材宽度方向上能套料划线出N倍的半圆环类零件，而在其板材长度方向上能套料划线出[N＋1]H倍的半圆环类零件。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明对相同规格的半圆环类零件套料划线具有科学性和规范性，使半圆环类零件套料划线有据可依，有规可循，并且是一种实用、方便快捷的方法。

2、套料划线产生的余料相对集中，在相对集中的余料中还能套料划线出更小规格的半圆环类零件或其它形状零件，划出的半圆环类零件环环相扣并得到了最大限度优化，板材可利用率得到最大提高，缩减板材使用成本，达到了降本增效的目的。

3、对于相同面积的板材，本发明与背景技术相比在板材实际利用率方面有了很大提高，相比背景技术而言有了量和质的提高。

附图说明

图1是本发明优化基本单元的数个半圆环类零件发布示意简图。

具体实施方式

本发明是一种优化半圆环类零件套料划线的方法，本发明的方法在等周定理的指导下具有严谨的科学性和规范性，使无依无据的模板划线变成了有据可依、有规可循的实用、方便、快捷之方法。

本发明首先给定半圆环类零件的外圆曲率半径为R₁而其内圆半径为R₂，给定板材的宽度和长度均为H，给定相邻半圆环类零件套料划线的切割间隙为h，建议h的取值范围控制在8～15mm。

有关本发明的方法参见所述技术方案，不另赘述。

需要指出的是：

1、根据所述技术方案划出的N=1圈数四个半圆环类零件，其形状类似于四瓣菊花状。

2、根据所述技术方案划出的N=2圈数四个半圆环类零件紧紧叠加在N=1圈数的四个半圆环类零件外圆弧上并对称分布。

上述以r₁为半径的第一虚拟圆、以r₂为半径的第二虚拟圆允许在正差方向有小范围的偏离，该偏离范围取值视半圆环类零件的规格尺寸而定。

3、本发明的方法依据的是等周定理，等周定理在周界长度相等的封闭几何形状之中以圆形的面积为最大，板材的长宽已知而圆的面积最大，意味着在圆形区域内将容纳更多数量的半圆环类零件。

4、如果未套料划线前板材的宽度是NH而其长度是[N＋1]H，则依据所述优化基本单元均能在板材宽度方向上能套料划线出N倍的半圆环类零件，而在其板材长度方向上能套料划线出[N＋1]H倍的半圆环类零件。比如未套料划线前板材的宽度是2H而其长度是[2＋1]H，则依据所述优化基本单元均能在板材宽度方向上能套料划线出2倍共计十六个半圆环类零件，而在其板材长度方向上能套料划线出3倍共计二十四个半圆环类零件，也就是说在板材宽度NH和长度 [N＋1]H的有效面积上能套料划线出四十个半圆环类零件。

一个所述优化基本单元能套料划线出八个规格相同的半圆环类零件，相比背景技术而言本发明能够节省7.16%左右的板材面积，数倍增加的板材共计有数倍的所述优化基本单元，而数倍的所述优化基本单元套料划线出的半圆环类零件其节省板材面积的优势则更加明显，这样板材的利用率将会进一步得到有效提高，以达到降本增效之目的。

综上，本发明对相同规格的半圆环类零件套料划线的确具有科学性和规范性，这一点对本领域技术人员来讲是非常显而易见的，通过本发明使半圆环类零件套料划线有据可依，有规可循，并且是一种实用、方便快捷的方法。

套料划线后能够显著提高数控切割时效、有效降低数控切割动能、改善零件切割质量、延缓数控切割设备的使用寿命。

Claims (1)

1.一种优化半圆环类零件套料划线的方法，给定半圆环类零件的外圆曲率半径为R₁而其内圆半径为R₂，给定板材的宽度和长度均为H，给定相邻半圆环类零件套料划线的切割间隙为h，其特征是：

H≥2N[（R₁-R₂）+h],N为划线圈数且为自然正整数；

先在板材中心划出以r₁为半径的第一虚拟圆，r₁=[R₁-R₂]，以所述第一虚拟圆的四个象限点为起点、以同为逆时针方向或是顺时针方向分别套料划线出四个半圆环类零件，要求每个半圆环类零件的内角点即R₂内圆弧上的内角点与第一虚拟圆的间距控制在h，要求每个半圆环类零件另一内角点搭接在相邻半圆环类零件的外圆弧上且其搭接的垂直间距控制在h，至此划出N=1圈数的四个半圆环类零件；

再在板材中心划出以r₂为半径的第二虚拟圆，r₂=2[R₁-R₂]，所述第二虚拟圆与N=1圈数上的四个半圆环类零件的外圆弧分别相交并形成四个相交点，以四个所述相交点为起点分别套料划线出四个半圆环类零件，要求N=2圈数上的每个半圆环类零件的内角点分别与任意一所述相交点的间距控制在h，要求N=2圈数上的每个半圆环类零件另一内角点分别搭接在相邻N=1圈数上半圆环类零件的外圆弧上且其搭接的垂直间距控制在h，至此划出N=2圈数的四个半圆环类零件；

上述N=1圈数的四个半圆环类零件和N=2圈数的四个半圆环类零件共计套料划线出八个半圆环类零件，八个半圆环类零件均符合设计要求，八个半圆环类零件共同构成给定板材H×H面积上的半圆环类零件套料划线优化基本单元；

如果未套料划线前板材的宽度是NH而其长度是[N＋1]H，则依据所述优化基本单元均能在板材宽度方向上能套料划线出N倍的半圆环类零件，而在其板材长度方向上能套料划线出[N＋1]H倍的半圆环类零件。

Images