基于UG的葉輪三維造型設計

江蘇鷹游紡機有限公司 司朝兵/文

0 引言

隨著社會不斷發展，現代工業生產中的零件形狀越來越復雜，常帶有不同程度的復雜曲面，如各種葉輪類零件、模具及汽車殼體等。傳統的手工作圖方法已經難以快速并準確地完成對這些復雜零件的造型設計。隨著信息時代的到來，計算機技術飛速發展，人們可以利用計算機軟件對這類帶有復雜曲面的零件進行快速設計，熟練運用這些三維造型軟件不僅可以減少自身大量時間和精力的投入，而且可以快速完成對復雜零件的設計。常用的三維造型軟件有UG、PRO-E、solidworks、CATIA等，本文借助于UG軟件，對現代工業常用零件葉輪進行造型設計。

1 葉輪參數化建模方法

葉輪實體造型可分為兩大部分，即葉轂實體造型和葉片實體造型[1]。葉轂可通過UG軟件在草圖環境下創建截面曲線并對其回轉就可創建特征；葉片造型相對復雜，葉片涉及到多個曲面，并且葉片的連續光順性要求較高。本文在兩個平面內創建實體特征，并通過布爾求差可得到葉片的主要實體特征。根據葉輪幾何特征，葉輪的結構可分為葉轂、葉片、定位孔和圓角四個部分，運用UG軟件設計平臺，分別按旋轉體特征、拉伸體特征和成型特征進行建模。如圖1[2]所示。

圖1 葉輪參數化建模方法

2 葉輪建模的詳細步驟

2.1 葉轂的創建

在UG的草圖環境下創建截面曲線，然后對其回轉生成葉轂實體，如圖2所示。

圖2 葉轂

2.2 圓角和打孔的創建

對葉轂進行打孔及倒圓處理，效果如圖3所示。孔徑為12mm，倒圓半徑為20mm。

圖3 葉轂圓角打孔效果圖

2.3 葉片的創建

葉輪葉片的實體造型是關鍵，其曲面特征比較復雜。造型設計時需要特別留心，防止出錯。這里葉片是通過兩次拉伸曲線并求差實體的方法得到，具體的是先以XY平面為基準繪制草圖，運用藝術樣條工具，見圖4，完成后對圖4中曲線拉伸50mm，偏置1mm效果見圖5。

圖4 葉片草圖A

圖5 拉伸視圖

再以YZ平面為基準繪制草圖，運用藝術樣條工具，見圖6，完成草圖后對圖中曲線對稱拉伸20mm得到片體，利用此片體修剪圖5中的葉片，得到修剪好的葉片實體圖，見圖7。

圖6 葉片草圖B

圖7 修剪葉片視圖

將圖7中葉片與葉轂求和，并對葉輪葉片進行倒圓角處理，圓角半徑0.2mm，最后對葉片圓周整列，數量20個，角度18度，并求和，效果見圖8。

圖8 葉輪

3 結束語

本文基于UG軟件平臺下對葉輪進行三維造型設計，介紹了UG軟件參數化建模方法，并詳細地從輪轂、葉片、打孔和圓角四個方面對葉輪的設計進行了分析，每個步驟剖析到位，理解簡單，便于設計人員入手操作。