关联线和零件分割的联合使用设计

2019-10-11张红霞

煤 2019年9期

张红霞

(山西潞安装备制造公司，山西长治 046204)

1 建模简介

时至21世纪，制造业高速发展的时代，各种产业进入了高效快速模式，设计模式已由原先的二维设计转为三维设计，直观快速，而且与各种数控加工设备快速连接，省去许多的转换环节。当今的三维设计软件也是种类繁多，工业用软件有PROE、Creo、SOLIDWORKS、CATIA、UG、SolidEdge、CAXA实体设计等。PTOE、CATIA、UG这三款软件为集CAD/CAE/CAM/PLM设计、仿真、制造、数据管理信息为一体的大型软件；Creo是PROE美国PTC公司旗下CAD设计软件包；SOLIDWORKS是CATIA软件所属法国达索系统(Dassault Systemes )下的CAD机械设计软件的视窗产品；SolidEdge是Siemens PLM Software公司旗下的三维CAD软件；AUTODESK公司的AUTOCAD也具备三维设计功能，但在使用方面有特殊的要求；CAXA实体设计为我国自主研发、是中国最大的CAD和PLM软件供应商。CATIA多在航天航空领域应用；PROE则在工业设计领域应用广泛；UG作为一款龙头老大，更是各行业使用频繁，尤其在机械、电气和模具使用更为突出。

笔者对这些软件多有涉猎，但在CAD设计方面，感觉SolidEdge在零件设计建模方面有一定的独到之处，尤其是其中的两个功能：包含，分割零件。如果可以巧妙地联合使用，会得到意想不到的效果，大大提高设计效率。

2 建模设计

工业设计有多种模式，常规的设计方法为，设计一个产品，通过各种输入参数的计算校核，得出的方案，在方便快捷的二维设计软件中划出草图，进而细化成总图，一级一级的零部件图纸。再由最下面的零部件三维建模，组装后进行干涉检查，修改。现在介绍一下SolidEdge的几个特殊功能，在方案草图的基础上，直接三维建模，之后再进行零件分割，生成最末端的零部件，自带关联性，减少了相当一部分工作。

自上而下和自下而上的两种设计模式。自上而下就是先建立总的方案，然后再设计细化零件。自下而上就是先建零件，然后再建总图。

3 建模举例

下面以胶带运输机的一个上托辊架为例，自上而下的建模，并拆分出组焊成上托辊架的各个零部件。

首先是在caxa草图模式下设计的上托辊架的二维图纸(图1)，以1∶1的比例保存为SolidEdge可读取的DWG、DXF或IGES文件，在SolidEdge的工程图模块中打开，然后点击“工具”- “创建3D”按默认的“第三投影角”依次读入三个视图的草图图形，进入建模模式。在三个视图中要保证他们的对应位置关系，如果不一致，可进入分别进入它们的草图编辑模式，进行调整，保证“长对正，宽相等，高平齐”(图2)。

图1 方案设计中的二维草图

图2 导入建模模块的三个草图

利用导入的三视图，不必在三维软件的草图模式下一步一步的细绘草图，再加以各种约束和标注，工作非常的繁琐，现在以托辊架的角钢横梁为例，演示建模的过程，只要草图画的准确，建模相当便捷。

选取平行于横梁断面的基准参考平面，在俯视图或主视图上找到横梁纵向的起始点，建立绘制草图的平行平面，在草图平面内，选取包含命令，一次点击横梁断面的每条曲线，形成一个封闭的曲线链，不得有重复的多余线条。为了确保曲线链的封闭性，选取修剪拐点命令，在每个交点处检查一遍，删除多余的线条，封闭交点。草图断面做完，点击返回，在俯视图或主视图上选取生成横梁的终点，至此角钢横梁的三维模型已经完成如图3。依次使用各种拉伸、旋转或扫掠等各种建模命令即可生成托辊架的三维模型，如图4。

图3 利用草图特征快速建模

图4 方案草图建模完成

此时整个托辊架作为一个零件的模型生成了，现在通过零件分割命令将它依次保存为多个可以单独加工制作又相互关联的小零件。我们需要建立合适的分割面，就本托辊架，我们可以与建立横梁外表面一致的曲面，作为第一次分割的分割面。可以和建立横梁模型时一样，选取与横梁断面平行的参考面建立草图平面，这时平面不必与横梁的起始断面一致，可随意一些，必须保证后面生成的曲面要能够全部包围住横梁模型。选好草图面后，和横梁建模一样，点击包含命令，依次选取生成横梁断面的每条曲线，再次选取修剪拐点命令，进行检查裁剪，形成一个封闭完整的曲线环，进行拉伸，生成分割曲面(如图5)。

图5 生成分割曲面

点选拆分零件命令，选取刚才建立的分割曲面，选取合适的方向，就会生成横梁单件和除横梁外的两个零件。这时会出现图6所示的对话框，一定要将它们一一进行命名保存。这样就会自动生成图7、图8具有关联性的单个零件，在建模模式，点选打开单件模型，就会成为图9单独的小零件。如果对托辊架模型进行修改，再次打开小零件时，会提醒有更改，需要更新。