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2023-07-20 574 3D設計
在3D產品設計領域,骨架建模是常用的設計方法,其主要步驟包括:繪制骨架模型、建立裝配體、復制所需要的幾何體到各空白零件、完成各零件的建模。在此過程中,骨架模型包含了整個產品所需要的全部關鍵實體和曲面,而通過零件間復制來獲取骨架模型的部分幾何體來完成單個部件建模,也被稱為拆件。由浩辰CAD公司研發的浩辰3D設計軟件作為主流的研發創新類工業軟件,提供了更全面的曲面系列工具、零件間復制等創新功能,滿足設計工程師在骨架建模設計全流程中多樣化應用需求。接下來,小編以常見的產品模型作為案例,展示如何使用浩辰3D設計軟件來完成骨架建模設計流程。
此部分工作中,需要利用曲面特征和實體特征,建立完整骨架實體。產品設計常常是從圖片開始。新建一個零件文件,在前視基準面和上視基準面分別建立一個草圖,并使用[圖像]命令插入圖片。
但在插入圖片之前,為了確定圖片縮放的比例,可以繪制一段直線以供參考。產品的總長度為100,拖拽四個角點,使圖形的橫向尺寸符合這段直線的長度。以同樣的方式在上視圖插入另一張圖片,直線用完后即可刪除,以免影響觀察。
有了參考圖片之后,建模便有了參考。在上視基準面建立一個新草圖,并使用[曲線]命令,描摹圖片的外邊緣。這個草圖的兩端垂直向下,建議打開曲線的[曲率梳],并讓所有的梳形都位于線條的一側。然后在前視基準面,以類似的方法描摹分型線。
曲線除了貼合圖片以外,兩端需要對齊上一步草圖的兩端,因此使用了兩個豎直關系對齊約束。完成兩個草圖后,分別利用兩個草圖,做兩次[曲面拉伸],獲得兩個曲面體。再利用[相交]命令,即可獲得分模線。
值得一提的是,生成這條曲線的方法不唯一,還可以使用[投影]命令、[相互投]影命令生成。隱藏草圖和曲面,避免影響觀察。
上下輪廓線均在前視基準面繪制,可繪制于1個草圖中。繼續使用[曲線]命令,參照圖片,繪制上下兩段曲線,曲線的兩端與分型曲線的端點相接,并且開啟[曲率梳后],形狀應全部位于一側。
[藍面]命令可以控制兩個方向,因此如果想要更精確地控制曲面,應加入多個橫截面。利用[平行]平面命令,以右視基準面為參考,向兩側偏移一定距離(不要求精確),獲得兩個草圖平面(1和3)。
在第1個平面建立橫截面草圖。浩辰3D除了[曲線]命令之外,還有[二次曲線]命令。繪制上下兩段二次曲線,端點捕捉已有線的穿透點;曲線有控制點,拖動使其盡量平滑;繪制構造直線連接端點與控制點,便于控制曲線形狀;頂部和底部添加水平關系,連接部分傾斜角度均為80°。
其他兩個橫截面曲線的繪制方法、注意點、尺寸完全一致,此處不再贅述。繪制后效果如圖。
為使藍面的質量更高,可提前使用[拉伸曲面]命令制作輔助曲面,如下圖所示,草圖選用上下輪廓線。一切已就緒后,打開[藍面命令]。
以同樣的方式,生成下半部分曲面。
凸臺部分是個圓柱體,可以利用旋轉曲面方式繪制。在前視基準面繪制一個草圖,形狀如下。之后利用[旋轉曲面]命令,旋轉180°,完成此步驟建模。
從模型圖片可看出,模型的上蓋被分為兩個件,因此應繪制一曲面用于拆件。在前視基準面描摹曲線并拉伸出曲面。至此,第一部分骨架模型已全部繪制完畢。
零件模型可以直接生成裝配體,自身作為第一個零件,且坐標系會與裝配體重合。完成后,保存裝配體。
使用[原位創建零件]命令,在裝配體環境下創建一新零件,選項如下圖所示。使其固定并開啟[原位編輯]功能。這樣可使零件創建后,立即進入編輯狀態。
在編輯上一步創建的零件的環境下,打開零件間復制,第一步選擇對象零件,也就是骨架零件;第二步選擇需要復制的曲面,本零件取用上蓋的兩個曲面,如下圖所示。
隱藏骨架零件避免影響觀察,使用曲面的相交命令,剪除不需要的部分。使用[鏡像復制零件]命令,把曲面鏡像到另一側,形成封閉結構。
目前各個曲面體仍是單獨構造體,因此要將其縫合,并生成設計體。最后進行[抽殼],殼厚設定為1.5mm,移除底部的面。到此,第一個零件設計完畢。其余的零件的建造方法雷同,大致步驟均為:取面、修剪、鏡像、縫合、抽殼,因此下文將簡述這些內容。
原位創建一個零件,命名為[中蓋零件.par],并保持在裝配體中編輯。復制骨架零件的3個面,如下圖所示。再對相交的3個面進行曲面修剪。
完成曲面修建后,再使用[鏡像]命令根據左半邊的模型來生成右半邊模型,并進行縫合處理,最后再進行[抽殼]處理。
以同樣的步驟建立底蓋,復制底蓋零件的3個面,再對相交的3個面進行曲面修剪。
完成曲面修建后,再使用[鏡像]命令根據左半邊的模型來生成右半邊模型,并進行縫合處理。
最后,再進行[抽殼]處理。至此,拆件工作完成,獲得一個簡單的產品裝配體,可設置不同的外觀顏色方便觀察。
經過以上介紹,相信各位設計工程師已經了解了浩辰3D骨架建模功能,包括曲面和原位編輯等。由于教程篇幅有限僅展示了浩辰3D設計軟件的部分創新功能,感興趣的小伙伴們可以持續關注浩辰CAD官網。