張紅霞

(山西潞安裝備制造公司，山西 長(zhǎng)治 046204)

1 建模簡(jiǎn)介

時(shí)至21世紀(jì)，制造業(yè)高速發(fā)展的時(shí)代，各種產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了高效快速模式，設(shè)計(jì)模式已由原先的二維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為三維設(shè)計(jì)，直觀快速，而且與各種數(shù)控加工設(shè)備快速連接，省去許多的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。當(dāng)今的三維設(shè)計(jì)軟件也是種類繁多，工業(yè)用軟件有PROE、Creo、SOLIDWORKS、CATIA、UG、SolidEdge、CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)等。PTOE、CATIA、UG這三款軟件為集CAD/CAE/CAM/PLM設(shè)計(jì)、仿真、制造、數(shù)據(jù)管理信息為一體的大型軟件；Creo是PROE美國(guó)PTC公司旗下CAD設(shè)計(jì)軟件包；SOLIDWORKS是CATIA軟件所屬法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)(Dassault Systemes )下的CAD機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品；SolidEdge是Siemens PLM Software公司旗下的三維CAD軟件；AUTODESK公司的AUTOCAD也具備三維設(shè)計(jì)功能，但在使用方面有特殊的要求；CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)為我國(guó)自主研發(fā)、是中國(guó)最大的CAD和PLM軟件供應(yīng)商。CATIA多在航天航空領(lǐng)域應(yīng)用；PROE則在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛；UG作為一款龍頭老大，更是各行業(yè)使用頻繁，尤其在機(jī)械、電氣和模具使用更為突出。

筆者對(duì)這些軟件多有涉獵，但在CAD設(shè)計(jì)方面，感覺(jué)SolidEdge在零件設(shè)計(jì)建模方面有一定的獨(dú)到之處，尤其是其中的兩個(gè)功能：包含，分割零件。如果可以巧妙地聯(lián)合使用，會(huì)得到意想不到的效果，大大提高設(shè)計(jì)效率。

2 建模設(shè)計(jì)

工業(yè)設(shè)計(jì)有多種模式，常規(guī)的設(shè)計(jì)方法為，設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品，通過(guò)各種輸入?yún)?shù)的計(jì)算校核，得出的方案，在方便快捷的二維設(shè)計(jì)軟件中劃出草圖，進(jìn)而細(xì)化成總圖，一級(jí)一級(jí)的零部件圖紙。再由最下面的零部件三維建模，組裝后進(jìn)行干涉檢查，修改?，F(xiàn)在介紹一下SolidEdge的幾個(gè)特殊功能，在方案草圖的基礎(chǔ)上，直接三維建模，之后再進(jìn)行零件分割，生成最末端的零部件，自帶關(guān)聯(lián)性，減少了相當(dāng)一部分工作。

自上而下和自下而上的兩種設(shè)計(jì)模式。自上而下就是先建立總的方案，然后再設(shè)計(jì)細(xì)化零件。自下而上就是先建零件，然后再建總圖。

3 建模舉例

下面以膠帶運(yùn)輸機(jī)的一個(gè)上托輥架為例，自上而下的建模，并拆分出組焊成上托輥架的各個(gè)零部件。

首先是在caxa草圖模式下設(shè)計(jì)的上托輥架的二維圖紙(圖1)，以1∶1的比例保存為SolidEdge可讀取的DWG、DXF或IGES文件，在SolidEdge的工程圖模塊中打開(kāi)，然后點(diǎn)擊“工具”- “創(chuàng)建3D”按默認(rèn)的“第三投影角”依次讀入三個(gè)視圖的草圖圖形，進(jìn)入建模模式。在三個(gè)視圖中要保證他們的對(duì)應(yīng)位置關(guān)系，如果不一致，可進(jìn)入分別進(jìn)入它們的草圖編輯模式，進(jìn)行調(diào)整，保證“長(zhǎng)對(duì)正，寬相等，高平齊”(圖2)。

圖1 方案設(shè)計(jì)中的二維草圖

圖2 導(dǎo)入建模模塊的三個(gè)草圖

利用導(dǎo)入的三視圖，不必在三維軟件的草圖模式下一步一步的細(xì)繪草圖，再加以各種約束和標(biāo)注，工作非常的繁瑣，現(xiàn)在以托輥架的角鋼橫梁為例，演示建模的過(guò)程，只要草圖畫的準(zhǔn)確，建模相當(dāng)便捷。

選取平行于橫梁斷面的基準(zhǔn)參考平面，在俯視圖或主視圖上找到橫梁縱向的起始點(diǎn)，建立繪制草圖的平行平面，在草圖平面內(nèi)，選取包含命令，一次點(diǎn)擊橫梁斷面的每條曲線，形成一個(gè)封閉的曲線鏈，不得有重復(fù)的多余線條。為了確保曲線鏈的封閉性，選取修剪拐點(diǎn)命令，在每個(gè)交點(diǎn)處檢查一遍，刪除多余的線條，封閉交點(diǎn)。草圖斷面做完，點(diǎn)擊返回，在俯視圖或主視圖上選取生成橫梁的終點(diǎn)，至此角鋼橫梁的三維模型已經(jīng)完成如圖3。依次使用各種拉伸、旋轉(zhuǎn)或掃掠等各種建模命令即可生成托輥架的三維模型，如圖4。

圖3 利用草圖特征快速建模

圖4 方案草圖建模完成

此時(shí)整個(gè)托輥架作為一個(gè)零件的模型生成了，現(xiàn)在通過(guò)零件分割命令將它依次保存為多個(gè)可以單獨(dú)加工制作又相互關(guān)聯(lián)的小零件。我們需要建立合適的分割面，就本托輥架，我們可以與建立橫梁外表面一致的曲面，作為第一次分割的分割面。可以和建立橫梁模型時(shí)一樣，選取與橫梁斷面平行的參考面建立草圖平面，這時(shí)平面不必與橫梁的起始斷面一致，可隨意一些，必須保證后面生成的曲面要能夠全部包圍住橫梁模型。選好草圖面后，和橫梁建模一樣，點(diǎn)擊包含命令，依次選取生成橫梁斷面的每條曲線，再次選取修剪拐點(diǎn)命令 ，進(jìn)行檢查裁剪，形成一個(gè)封閉完整的曲線環(huán)，進(jìn)行拉伸，生成分割曲面(如圖5)。

圖5 生成分割曲面

點(diǎn)選拆分零件命令，選取剛才建立的分割曲面，選取合適的方向，就會(huì)生成橫梁?jiǎn)渭统龣M梁外的兩個(gè)零件。這時(shí)會(huì)出現(xiàn)圖6所示的對(duì)話框，一定要將它們一一進(jìn)行命名保存。這樣就會(huì)自動(dòng)生成圖7、圖8具有關(guān)聯(lián)性的單個(gè)零件，在建模模式，點(diǎn)選打開(kāi)單件模型，就會(huì)成為圖9單獨(dú)的小零件。如果對(duì)托輥架模型進(jìn)行修改，再次打開(kāi)小零件時(shí)，會(huì)提醒有更改，需要更新。

圖6 分割曲面生成單件

圖9 依次生成單獨(dú)的零件

4 結(jié) 語(yǔ)

依此方法可以分別建立多個(gè)分割曲面，建立生成多個(gè)單獨(dú)的零件。

通過(guò)包含、建立曲面和分割零件命令的聯(lián)合使用，可以快速建立部件的三維模型，并生成相互關(guān)聯(lián)的單個(gè)零件模型，提高了設(shè)計(jì)建模的速度和效率。