新型石制壁爐的三維設(shè)計(jì)

徐 慶 張修路

（沈陽(yáng)城市學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系，遼寧 沈陽(yáng) 110112）

1 引言

SolidWorks 作為一款機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的建模軟件，具有賦予機(jī)械零部件可視化、信息化、細(xì)部化等特點(diǎn)，使機(jī)械設(shè)計(jì)參與者能夠在模型中獲取所有參數(shù)信息的一款軟件[1]。

石材壁爐到現(xiàn)在已經(jīng)有很長(zhǎng)一段歷史了，其最早的發(fā)展史，應(yīng)該追溯到羅馬時(shí)代和希臘時(shí)代在近數(shù)千年的歷史發(fā)展演變過(guò)程中，它經(jīng)過(guò)了中世紀(jì)風(fēng)貌、文藝復(fù)興、后巴洛克風(fēng)貌共同新古典主義，以及洛可可風(fēng)格在各個(gè)時(shí)代不同階段各個(gè)深層次上的深遠(yuǎn)影響。現(xiàn)如今的石材歐式壁爐已經(jīng)化繁為簡(jiǎn)，主要包括了純歐式和簡(jiǎn)歐式二類。在日常生活中則基本均是簡(jiǎn)歐式格調(diào)，但整體偏好白色調(diào)[2]。

本文主要使用SolidWorks_2018三維建模軟件進(jìn)行石制爐壁進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)出的模型在結(jié)構(gòu)上更加清晰，外觀有了較明顯的改善，并且極大地縮短設(shè)計(jì)周期，為今后石制爐壁的生產(chǎn)提供了極大便利性，同時(shí)也為石制爐壁設(shè)計(jì)和加工智能化建立了一個(gè)應(yīng)用基礎(chǔ)[3]。

2 新型石制爐壁三維造型設(shè)計(jì)過(guò)程[4]

2.1 石制爐壁頂梁三維造型

打開(kāi)SolidWorks_2018，在主頁(yè)對(duì)話框中點(diǎn)擊【零件】，是否創(chuàng)建空模板，點(diǎn)擊確定，鼠標(biāo)單擊【草圖】，點(diǎn)擊“前視基準(zhǔn)面”開(kāi)始草繪。使用【直線】以及【圓弧】，以【前視基準(zhǔn)面】所在平面的原點(diǎn)為初始點(diǎn)繪制爐壁的背面，尺寸如圖2所示，點(diǎn)擊完成。

單擊【特征】工具欄中的【拉伸凸臺(tái)/基體】，【終止條件】中選取【兩側(cè)對(duì)稱】，如圖2所顯示，然后單擊確認(rèn)。

圖2 特征創(chuàng)建

點(diǎn)擊頂梁的背面，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。使用【直線】以及【圓弧】，以該平面的右上角的點(diǎn)為初始點(diǎn)繪制爐壁的修飾部分，尺寸圖3所示，點(diǎn)擊完成。

圖3 草圖繪制

點(diǎn)擊【特征】工具欄中的【拉伸切除】，【終止條件】中選擇【完全貫穿】，最后預(yù)覽如圖4所顯示，然后單擊確認(rèn)。

圖4 特征創(chuàng)建

選擇剛才完成的【切除】特征，點(diǎn)擊【特征】中的【鏡像】，并選擇右視基準(zhǔn)面，如圖5所示，點(diǎn)擊確定。

圖5 鏡像特征

2.2 石制爐壁底座三維造型

單擊【特征】中的【參考幾何體】，然后單擊【基準(zhǔn)面】，選定頂梁特征中的底面作為參照平面，單擊確定，建立了基準(zhǔn)面一。選擇右視基準(zhǔn)面，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。使用【直線】以及【圓弧】，以該平面的原點(diǎn)為初始點(diǎn)，以剛才所建基準(zhǔn)面一為底面繪制草圖，尺寸如圖6所示。

圖6 草圖繪制

單擊【特征】工具欄中的【拉伸凸臺(tái)/基體】，【終止條件】中選取【兩側(cè)對(duì)稱】，如圖7所顯示，然后單擊確認(rèn)。

圖7 特征創(chuàng)建

點(diǎn)擊底座的背面，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。使用【直線】以及【圓弧】，以該平面的右上角的點(diǎn)為初始點(diǎn)繪制爐壁的修飾部分，尺寸圖8所示，點(diǎn)擊完成。

圖8 草圖繪制

單擊【特征】工具欄中的【拉伸切除】，【終止條件】中選取【完全貫穿】這一選項(xiàng)，如圖9所顯示，然后單擊確認(rèn)。

圖9 特征創(chuàng)建

選擇剛才完成的【切除】特征，點(diǎn)擊【特征】中的【鏡像】，并選擇右視基準(zhǔn)面，如圖10所示，點(diǎn)擊確定。

圖1 草圖繪制

圖10 鏡像特征

2.3 石制爐壁圓柱三維造型

單擊【特征】中的【參考幾何體】，然后單擊【基準(zhǔn)面】，再選中底座特征中的背面為參照面，點(diǎn)擊確定，建立基準(zhǔn)面二。選擇基準(zhǔn)面二，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。點(diǎn)擊【中心線】確定位置，使用【直線】以及【圓弧】，以中心線為定位線繪制草圖，尺寸如圖11所示。

圖11 草圖繪制

在【特征】工具欄中選取【旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基體】，并以左側(cè)的中心線為主軸進(jìn)行凸臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12所示。

圖12 特征創(chuàng)建

選擇上一步所建特征的頂面，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。使用【中心線】以及【圓弧】，以該平面的圓心為初始點(diǎn)繪制草圖，尺寸如圖13所示。

圖13 草圖繪制

選擇基準(zhǔn)面二，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。點(diǎn)擊【中心線】確定位置，使用【直線】，以圓心為初始點(diǎn)繪制草圖，尺寸如圖14所示。

圖14 路徑繪制

選中上一次所繪制草圖，先單擊在【特征】中的【掃描】，然后再單擊所建路線，在【選項(xiàng)】中的【方向/扭矩控制】選中【沿路線扭轉(zhuǎn)方向】，【定義方式】則選中【旋轉(zhuǎn)方向】，【角度】定為1。如圖15所示。

圖15 特征創(chuàng)建

選擇基準(zhǔn)面二，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。點(diǎn)擊【中心線】確定位置，使用【直線】以及【圓弧】，以中心線為定位線繪制草圖，尺寸如圖16所示。

圖16 草圖繪制

從【特征】工具欄中選擇【旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)/基體】，將以左側(cè)的中心線為主軸的凸臺(tái)旋轉(zhuǎn)，如圖17所示。

圖17 特征創(chuàng)建

點(diǎn)擊【特征】工具欄中的【參考幾何體】，然后單擊【基準(zhǔn)面】，選擇基準(zhǔn)面二為參照面，選擇【角度】，夾角為45°。如圖18所示，單擊確認(rèn)，建立基準(zhǔn)面三。

圖18 基準(zhǔn)面建立

選擇基準(zhǔn)面3，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。點(diǎn)擊【中心線】確定位置，使用【樣條曲線】，以中心線為定位線繪制草圖，尺寸如圖19所示。

圖19 草圖繪制

單擊【特征】工具欄中的【拉伸凸臺(tái)/基體】，在【終止條件】中選取【兩側(cè)對(duì)稱】，如圖20所顯示，然后單擊確認(rèn)。

圖20 特征創(chuàng)建

點(diǎn)擊【特征】中的【圓角】，選擇上一步所建特征的兩邊線，如圖21所示，點(diǎn)擊確定，進(jìn)行圓角處理。

圖21 圓角處理

選擇上一步所建特征，點(diǎn)擊【特征】中的【圓周陣列】，選擇與該圓面垂直并過(guò)圓心的線為軸，如圖22所示，點(diǎn)擊確定。

圖22 圓周陣列

單擊【特征】工具欄中的【參考幾何體】，再點(diǎn)擊【基準(zhǔn)面】，選擇基準(zhǔn)面二為參考面，選擇【角度】，夾角為90°。將第二參考選取為上步陣列所用基準(zhǔn)軸，使其在新建基準(zhǔn)面內(nèi)。如圖23所示，點(diǎn)擊確定，建立基準(zhǔn)面四。

圖23 基準(zhǔn)面建立

選擇基準(zhǔn)面四，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。點(diǎn)擊【中心線】確定位置，使用【直線】以及【樣條曲線】，以中心線為定位線繪制草圖，尺寸如圖24所示。

圖24 草圖繪制

單擊【特征】工具欄中的【拉伸凸臺(tái)/基體】，然后在【終止條件】中選取【兩側(cè)對(duì)稱】，如圖25所顯示，然后單擊確認(rèn)。

圖25 特征創(chuàng)建

選擇基準(zhǔn)面四，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。點(diǎn)擊【中心線】確定位置，使用【樣條曲線】，以中心線為定位線繪制草圖，尺寸如圖26所示。

圖26 草圖繪制

單擊【特征】工具欄中的【拉伸凸臺(tái)/基體】，在【終止條件】中選取【兩側(cè)對(duì)稱】，如圖27所顯示，然后單擊確認(rèn)。

圖27 特征創(chuàng)建

點(diǎn)擊【特征】中的【圓角】，選擇上一步所建特征的兩面，如圖28所示，點(diǎn)擊確定，進(jìn)行圓角處理。

圖28 圓角處理

選擇剛才完成的圓柱特征，點(diǎn)擊【特征】中的【鏡像】，并選擇右視基準(zhǔn)面，如圖29所示，點(diǎn)擊確定。

圖29 鏡像特征

選擇頂梁底面，使用快捷鍵Ctrl+8使該平面正視于我們，點(diǎn)擊【草圖】，開(kāi)始草繪。使用【直線】，選擇右上角為起始點(diǎn)繪制草圖。

單擊【特征】工具欄中的【拉伸凸臺(tái)/基體】，其次在【終止條件】中我們選取【成形到一面】這一選項(xiàng)，點(diǎn)擊底座的頂面，如圖30所示，點(diǎn)擊確定，最終效果圖如圖31所示。

圖30 特征創(chuàng)建

圖31 最終效果

3 結(jié)論

通過(guò)上述過(guò)程可以看出SolidWorks 2018軟件對(duì)新型石制壁爐進(jìn)行三維建模的全過(guò)程，以及對(duì)其進(jìn)行分析、修改與優(yōu)化的流程。

使用SolidWorks_2018軟件完成的石制壁爐產(chǎn)品設(shè)計(jì)，由于操作簡(jiǎn)單且簡(jiǎn)介易懂，三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果也比較生動(dòng)形象，從而使人更加易于掌握，大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，有效促進(jìn)了新產(chǎn)品的生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)。