SolidWorks中圓角的設(shè)計技巧及面圓角的優(yōu)化

摘 要 SolidWorks作為一款性能卓越的三維設(shè)計軟件，其強大的功能使得每一個設(shè)計人員能夠最大限度地發(fā)揮他的創(chuàng)造性，也需要設(shè)計人員在運用的時候掌握相關(guān)的設(shè)計技巧。圓角是零件設(shè)計中的常見結(jié)構(gòu)，本文就圓角設(shè)計中的設(shè)計技巧及面圓角的優(yōu)化做了一些初步探索。

關(guān)鍵詞 SolidWorks 圓角 面圓角

中圖分類號：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Fillet Design Techniques and Face Fillet Optimization in SolidWorks

FU Caihong

（Wuxi Institute of Communications Technology， Wuxi， Jiangsu 214151）

Abstract SolidWorks as high performance three-dimensional design software， its powerful features make every designer maximize his creativity， also need designers to master related design skills in the use. Fillet is part of the common structure in part design； this paper makes some preliminary exploration on fillet design techniques and face fillet optimization.

Key words SolidWorks； fillet； face fillet

0 引言

SolidWorks是基于Windows系統(tǒng)開發(fā)的三維CAD軟件，也是一套完整的三維CAD產(chǎn)品設(shè)計解決方案，即在一個軟件包中為產(chǎn)品設(shè)計團隊提供了所有必要的機械設(shè)計、驗證、運動模擬、數(shù)據(jù)管理和交流工具。①是當(dāng)前最優(yōu)秀的三維CAD軟件之一。

圓角是零件設(shè)計中常見的結(jié)構(gòu)，掌握圓角的設(shè)計技巧就成為一個優(yōu)秀設(shè)計師的基本技能。而面圓角作為圓角的一種，雖然其應(yīng)用場合不多，但在某些結(jié)構(gòu)連接處加以巧妙應(yīng)用，能減少較為繁瑣的曲面設(shè)計過程，從而起到簡化和美化設(shè)計的作用。

1 創(chuàng)建圓角的一般原則②

（1）先大后小：當(dāng)一個頂點處有多個圓角時，首先應(yīng)該生成相對較大的圓角；（2）先拔模再圓角：如果該設(shè)計零件具有多個圓角邊線或者含有拔模面，通常在添加圓角之前先添加拔模特征；（3）裝飾圓角最后添加：裝飾圓角的添加盡量放置在大多數(shù)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定之后，否則添加越早，占用空間越大，在重建模型時系統(tǒng)將花費更多的時間；（4）盡量使用單一圓角：如果多條邊線的圓角半徑相同，那么盡量使用單一圓角操作來同時處理這些邊線。

2 圓角的設(shè)計技巧

（1）利用輔助圓角。在添加圓角時，可以利用切線延伸的選項。這樣，當(dāng)選擇其中某一條邊線時，系統(tǒng)能夠自動選中模型的整條邊線，從而為整條邊線添加連續(xù)的圓角，能夠大大提高操作的效率。

如圖1a所示，模型中與斜邊相連的模型邊線非相切連續(xù)，當(dāng)?shù)箞A角時，只會對鼠標(biāo)選中的那條邊發(fā)生作用，而不能對整條邊線都倒圓角，如圖1b所示。此時，一般在邊線連接處先作出一些輔助圓角，改善模型邊線的連續(xù)條件，使得整條邊線相切，如圖1c所示，然后再作圓角，如圖1d所示。

（2）利用變半徑圓角。當(dāng)零件由于造型的需要，某些邊線需要有漸變的效果，如果直接圓角，可能效果不夠理想，這個時候就需要通過變半徑圓角來實現(xiàn)。如圖2a所示，模型邊線若直接采用等半徑圓角，會生成多余的一部分，影響外觀；改為變半徑圓角，設(shè)置邊線起點處的圓角半徑為0，則可以完美作出漸變效果，如圖2b所示。

（3）利用完整圓角。在圓角的設(shè)計過程中，有時需要對三個相鄰的面進行圓角，如圖3a所示。如果按照選擇邊線進行等半徑圓角處理，其外觀效果不盡如人意，如圖3b所示；這時可以應(yīng)用完整圓角，通過設(shè)置兩個邊側(cè)面組以及一個中央面組，定義三個相鄰面，最終得到外觀效果理想的造型，如圖3c所示。

（4）利用FilletXpert。FilletXpert的使用僅限于等半徑圓角，它可以管理、組織和重新排序等半徑圓角。如圖4所示，邊長80mm的正方體所有邊線的圓角首先都被添加為10mm（如圖4a），然后應(yīng)用FilletXpert，所選圓角改為20mm（如圖4b）。

（5）利用圓角修補。如果圓角最終做不出或者效果不好，可以使用曲面進行修補處理。

3 面圓角的優(yōu)化

面圓角的合理應(yīng)用，能夠簡化和美化造型。尤其采用曲率連續(xù)的包絡(luò)線控制方式，可以作出很順滑的曲面過渡。合理正確地應(yīng)用面圓角，可以省卻較為繁瑣的曲面設(shè)計。③

但是，面圓角在曲率連續(xù)的包絡(luò)線控制的狀態(tài)下，并不是能夠自由地生成，它對模型的特征設(shè)計及曲線形狀有一定的要求。如果遵循一定的步驟，采用一定的技巧，則可以較為順利地完成面圓角，從而起到優(yōu)化設(shè)計的作用。下面以圖5a所示模型的設(shè)計，說明其優(yōu)化的一般步驟如下：

（1）設(shè)定合適的拔模角度。該模型采用了3€暗陌文=嵌齲行悅嫜≡袷幣⒁餳匪傅姆較潁粞≡窳訟嚳吹姆較潁贍艿賈倫鈧盞拿嬖步遣荒萇桑？

（2）優(yōu)化分割線的形狀。在面圓角的應(yīng)用中由于最后需要選擇不同的面組，往往需要用到分割線。分割線的形狀非常關(guān)鍵，在繪制時應(yīng)盡量與最后生成面圓角的兩個面之間的輪廓線的外形相一致，且盡可能做到等距，如圖5b所示；

（3）充分應(yīng)用完整預(yù)覽。在面圓角的生成過程中，很難一次就能成型。但可以借助完整預(yù)覽，關(guān)閉“曲率連續(xù)”選項，看看是不是有預(yù)覽生成。如果能生成預(yù)覽，則說明前期創(chuàng)建的分割線基本適用，只需要做出局部微調(diào)，如圖5c所示，最終可以得到圖5a所示的模型。

圖5

4 結(jié)束語

圓角作為一種設(shè)計上常見的結(jié)構(gòu)，正確地采用一些設(shè)計技巧，可以使得圓角快速生成；而在部分造型設(shè)計中合理地應(yīng)用面圓角，能減少較為繁瑣的曲面設(shè)計過程，從而起到簡化和美化設(shè)計的作用。

注釋

① 云杰漫步科技CAX設(shè)計教研室.SolidWorks2010造型設(shè)計項目案例解析[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.1.

② 蔣紅斌.SolidWorks2006中文版基礎(chǔ)應(yīng)用于實例分析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.5.

③ 張曉紅.SolidWork項目式應(yīng)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.4.