關(guān)聯(lián)線和零件分割的聯(lián)合使用設計

張紅霞

(山西潞安裝備制造公司，山西 長治 046204)

1 建模簡介

時至21世紀，制造業(yè)高速發(fā)展的時代，各種產(chǎn)業(yè)進入了高效快速模式，設計模式已由原先的二維設計轉(zhuǎn)為三維設計，直觀快速，而且與各種數(shù)控加工設備快速連接，省去許多的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。當今的三維設計軟件也是種類繁多，工業(yè)用軟件有PROE、Creo、SOLIDWORKS、CATIA、UG、SolidEdge、CAXA實體設計等。PTOE、CATIA、UG這三款軟件為集CAD/CAE/CAM/PLM設計、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PTC公司旗下CAD設計軟件包；SOLIDWORKS是CATIA軟件所屬法國達索系統(tǒng)(Dassault Systemes )下的CAD機械設計軟件的視窗產(chǎn)品；SolidEdge是Siemens PLM Software公司旗下的三維CAD軟件；AUTODESK公司的AUTOCAD也具備三維設計功能，但在使用方面有特殊的要求；CAXA實體設計為我國自主研發(fā)、是中國最大的CAD和PLM軟件供應商。CATIA多在航天航空領(lǐng)域應用；PROE則在工業(yè)設計領(lǐng)域應用廣泛；UG作為一款龍頭老大，更是各行業(yè)使用頻繁，尤其在機械、電氣和模具使用更為突出。

筆者對這些軟件多有涉獵，但在CAD設計方面，感覺SolidEdge在零件設計建模方面有一定的獨到之處，尤其是其中的兩個功能：包含，分割零件。如果可以巧妙地聯(lián)合使用，會得到意想不到的效果，大大提高設計效率。

2 建模設計

工業(yè)設計有多種模式，常規(guī)的設計方法為，設計一個產(chǎn)品，通過各種輸入?yún)?shù)的計算校核，得出的方案，在方便快捷的二維設計軟件中劃出草圖，進而細化成總圖，一級一級的零部件圖紙。再由最下面的零部件三維建模，組裝后進行干涉檢查，修改。現(xiàn)在介紹一下SolidEdge的幾個特殊功能，在方案草圖的基礎上，直接三維建模，之后再進行零件分割，生成最末端的零部件，自帶關(guān)聯(lián)性，減少了相當一部分工作。

自上而下和自下而上的兩種設計模式。自上而下就是先建立總的方案，然后再設計細化零件。自下而上就是先建零件，然后再建總圖。

3 建模舉例

下面以膠帶運輸機的一個上托輥架為例，自上而下的建模，并拆分出組焊成上托輥架的各個零部件。

首先是在caxa草圖模式下設計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，然后點擊“工具”- “創(chuàng)建3D”按默認的“第三投影角”依次讀入三個視圖的草圖圖形，進入建模模式。在三個視圖中要保證他們的對應位置關(guān)系，如果不一致，可進入分別進入它們的草圖編輯模式，進行調(diào)整，保證“長對正，寬相等，高平齊”(圖2)。

圖1 方案設計中的二維草圖

圖2 導入建模模塊的三個草圖

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

選取平行于橫梁斷面的基準參考平面，在俯視圖或主視圖上找到橫梁縱向的起始點，建立繪制草圖的平行平面，在草圖平面內(nèi)，選取包含命令，一次點擊橫梁斷面的每條曲線，形成一個封閉的曲線鏈，不得有重復的多余線條。為了確保曲線鏈的封閉性，選取修剪拐點命令，在每個交點處檢查一遍，刪除多余的線條，封閉交點。草圖斷面做完，點擊返回，在俯視圖或主視圖上選取生成橫梁的終點，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

此時整個托輥架作為一個零件的模型生成了，現(xiàn)在通過零件分割命令將它依次保存為多個可以單獨加工制作又相互關(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一樣，選取與橫梁斷面平行的參考面建立草圖平面，這時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，再次選取修剪拐點命令 ，進行檢查裁剪，形成一個封閉完整的曲線環(huán)，進行拉伸，生成分割曲面(如圖5)。

圖5 生成分割曲面

點選拆分零件命令，選取剛才建立的分割曲面，選取合適的方向，就會生成橫梁單件和除橫梁外的兩個零件。這時會出現(xiàn)圖6所示的對話框，一定要將它們一一進行命名保存。這樣就會自動生成圖7、圖8具有關(guān)聯(lián)性的單個零件，在建模模式，點選打開單件模型，就會成為圖9單獨的小零件。如果對托輥架模型進行修改，再次打開小零件時，會提醒有更改，需要更新。

圖6 分割曲面生成單件

圖9 依次生成單獨的零件

4 結(jié) 語

依此方法可以分別建立多個分割曲面，建立生成多個單獨的零件。

通過包含、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)的單個零件模型，提高了設計建模的速度和效率。