回轉(zhuǎn)體三維模型的建模方法

王世琴，何長(zhǎng)義，董鑫

（共享裝備股份有限公司，寧夏銀川750021）

回轉(zhuǎn)體三維模型的建模方法

王世琴，何長(zhǎng)義，董鑫

（共享裝備股份有限公司，寧夏銀川750021）

總結(jié)出一套適用于常見(jiàn)回轉(zhuǎn)體模型的建模方法。主要以回轉(zhuǎn)體三維模型為對(duì)象，通過(guò)對(duì)常見(jiàn)回轉(zhuǎn)體模型的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，詳述這類模型的建模思路和方法。建模過(guò)程主要借助于NX 8.0軟件。

回轉(zhuǎn)體；NX 8.0；建模方法

UG NX 8.0軟件是一款集CAD/CAM/CAE為一體的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，也是當(dāng)今世界廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造軟件之一，功能模塊非常強(qiáng)大，主要應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天、機(jī)械、造船等行業(yè)。其操作界面非常靈活，用戶可根據(jù)個(gè)人的應(yīng)用情況及習(xí)慣，定制適合自己的工作界面。

1　回轉(zhuǎn)體模型結(jié)構(gòu)分析

建立三維模型之前，首先要對(duì)模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，找到模型主體結(jié)構(gòu)。對(duì)模型結(jié)構(gòu)一一剖析之后，整理出一套最簡(jiǎn)捷的建模思路。以圖1所示的模型為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

圖1　回轉(zhuǎn)體3D模型

假設(shè)忽略圖1中3D模型的表面臍子、內(nèi)缸和外缸之間的筋板、內(nèi)缸表面吊耳、法蘭等結(jié)構(gòu)，就會(huì)得到如圖2所示的模型結(jié)構(gòu)。

圖2　回轉(zhuǎn)體-主體結(jié)構(gòu)

圖2中兩個(gè)半圓弧形狀的結(jié)構(gòu)被稱為內(nèi)缸和外缸，也就是圖1中回轉(zhuǎn)體的主體結(jié)構(gòu)。其他例如臍子、筋板、吊耳、法蘭等結(jié)構(gòu)的尺寸，都是以主體結(jié)構(gòu)為基準(zhǔn)而建立的，所以建立回轉(zhuǎn)體三維模型的第一步就是建立其主體結(jié)構(gòu)。

2　建立回轉(zhuǎn)體主體結(jié)構(gòu)模型

回轉(zhuǎn)體的主體結(jié)構(gòu)是由一個(gè)封閉的曲線按照指定的回轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)一定的角度得到的實(shí)體。而圖1中回轉(zhuǎn)體的主體是由內(nèi)、外缸截面投影的曲線回轉(zhuǎn)180°得來(lái)的。具體步驟如下：

1）根據(jù)圖紙，找到主體結(jié)構(gòu)的截面投影視圖，如圖3所示，（主體結(jié)構(gòu)投影視圖不止一個(gè)，不要僅限于在一個(gè)視圖中找尺寸）；

2）在NX 8.0中應(yīng)用【直線命令】的工作區(qū)建立空間直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)系X、Y、Z軸的長(zhǎng)度尺寸要大于等于主體結(jié)構(gòu)的最大尺寸；

3）根據(jù)圖紙尺寸，在建好的坐標(biāo)系中，應(yīng)用【偏置命令】完成主體截面曲線，同時(shí)應(yīng)用【修剪曲線命令】、【分割曲線命令】進(jìn)行修剪，得到的曲線鏈就是圖1中回轉(zhuǎn)體的主體截面曲線，如圖4所示∶

圖3　回轉(zhuǎn)體-主體結(jié)構(gòu)投影圖

圖4　回轉(zhuǎn)體-主體截面曲線

4）由圖4可以看出，主體結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)軸為Y軸。應(yīng)用【回轉(zhuǎn)命令】把主體截面曲線按照Y軸回轉(zhuǎn)180°，便可得到圖2中所示的主體（內(nèi)、外缸）結(jié)構(gòu)。

3　建立回轉(zhuǎn)體主體表面結(jié)構(gòu)

圖1中可以看出，依附于主體表面的結(jié)構(gòu)（臍子、吊耳、筋板、法蘭）之間沒(méi)有相互干涉，它們的尺寸、結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)都來(lái)源于主體和空間直角坐標(biāo)系，所以它們的建立沒(méi)有先后順序，包括建立方法大同小異。以內(nèi)缸表面的吊耳為例，詳述回轉(zhuǎn)體主體表面結(jié)構(gòu)的建立方法：

1）首先在圖紙上找到吊耳剖視投影圖（如圖5），在主體截面曲線上繪制吊耳的截面曲線（如圖6）；

圖5　回轉(zhuǎn)體-吊耳剖視圖

圖6　回轉(zhuǎn)體-吊耳截面曲線

2）圖6中，若將曲線3作為吊耳的截面曲線，那么曲線1和曲線2就作為截面曲線的引導(dǎo)線，可應(yīng)用【掃略命令】完成吊耳部分的實(shí)體建模，如圖7所示；

3）經(jīng)過(guò)以上步驟完成的吊耳結(jié)構(gòu)，現(xiàn)位于主體截面曲線的位置（如圖8）.

圖7　回轉(zhuǎn)體-吊耳結(jié)構(gòu)圖

圖8　回轉(zhuǎn)體-吊耳位置顯示圖

4）移動(dòng)吊耳位置應(yīng)用【移動(dòng)對(duì)象命令】，將吊耳模型作為移動(dòng)對(duì)象，Y軸作為回轉(zhuǎn)軸，按照?qǐng)D紙中給出的角度旋轉(zhuǎn)，就會(huì)得到圖9和圖10中所示的吊耳分布情況。

圖9　圖紙-吊耳位置分布圖

圖10　模型-吊耳位置分布圖

其他主體表面結(jié)構(gòu)和吊耳的建模方法一樣，都是在主體結(jié)構(gòu)和空間直角坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，按照?qǐng)D紙尺寸先繪制截面曲線，再應(yīng)用相應(yīng)的指令建立成實(shí)體，最后把建好的表面結(jié)構(gòu)移動(dòng)到圖紙要求的位置。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)體模型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，詳述建模思路及方法，讓復(fù)雜的模型結(jié)構(gòu)變的簡(jiǎn)單易懂，就像一個(gè)通用公式一樣，無(wú)論是模型尺寸再多、表面結(jié)構(gòu)再?gòu)?fù)雜的回轉(zhuǎn)體只要按照以上講述的分析方法和思路，建模就變得輕而易舉，大大地提高了建模效率。

［1］劉昌平，周進(jìn).UG NX8.0中文版完全自學(xué)手冊(cè)［M］.北京∶人民郵電出版社，2012.8.

Modeling Method of Three-dimensional Rotational Parts

WANG Shi-qin，HE Chang-yi，DONG Xin
（Kocel Manufacture CO.，LTD.，Yinchuan Ningxia 750021，China）

In this paper，a set of common modeling method suited to the rotator model was proposed.Three-dimensional model of rotational parts as the research object were be studied，the structural features of the rotator model were analyzed，and summarized the modeling ideas and methods were summarized.them.The modeling process of rotational parts was completed using the NX 8.0 software.

revolution body，NX 8.0，modeling approach

TH161

A

1674-6694（2016）04-0047-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2016.04.017

2016-04-29

王世琴（1986-），女，甘肅白銀人，技術(shù)員，主要從事三維鑄造模型的建立與檢驗(yàn)工作。