江蘇鷹游紡機(jī)有限公司 司朝兵/文

0 引言

隨著社會(huì)不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的零件形狀越來(lái)越復(fù)雜，常帶有不同程度的復(fù)雜曲面，如各種葉輪類零件、模具及汽車殼體等。傳統(tǒng)的手工作圖方法已經(jīng)難以快速并準(zhǔn)確地完成對(duì)這些復(fù)雜零件的造型設(shè)計(jì)。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，人們可以利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)這類帶有復(fù)雜曲面的零件進(jìn)行快速設(shè)計(jì)，熟練運(yùn)用這些三維造型軟件不僅可以減少自身大量時(shí)間和精力的投入，而且可以快速完成對(duì)復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)。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(duì)現(xiàn)代工業(yè)常用零件葉輪進(jìn)行造型設(shè)計(jì)。

1 葉輪參數(shù)化建模方法

葉輪實(shí)體造型可分為兩大部分，即葉轂實(shí)體造型和葉片實(shí)體造型[1]。葉轂可通過(guò)UG軟件在草圖環(huán)境下創(chuàng)建截面曲線并對(duì)其回轉(zhuǎn)就可創(chuàng)建特征；葉片造型相對(duì)復(fù)雜，葉片涉及到多個(gè)曲面，并且葉片的連續(xù)光順性要求較高。本文在兩個(gè)平面內(nèi)創(chuàng)建實(shí)體特征，并通過(guò)布爾求差可得到葉片的主要實(shí)體特征。根據(jù)葉輪幾何特征，葉輪的結(jié)構(gòu)可分為葉轂、葉片、定位孔和圓角四個(gè)部分，運(yùn)用UG軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)，分別按旋轉(zhuǎn)體特征、拉伸體特征和成型特征進(jìn)行建模。如圖1[2]所示。

圖1 葉輪參數(shù)化建模方法

2 葉輪建模的詳細(xì)步驟

2.1 葉轂的創(chuàng)建

在UG的草圖環(huán)境下創(chuàng)建截面曲線，然后對(duì)其回轉(zhuǎn)生成葉轂實(shí)體，如圖2所示。

圖2 葉轂

2.2 圓角和打孔的創(chuàng)建

對(duì)葉轂進(jìn)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(chuàng)建

葉輪葉片的實(shí)體造型是關(guān)鍵，其曲面特征比較復(fù)雜。造型設(shè)計(jì)時(shí)需要特別留心，防止出錯(cuò)。這里葉片是通過(guò)兩次拉伸曲線并求差實(shí)體的方法得到，具體的是先以XY平面為基準(zhǔn)繪制草圖，運(yùn)用藝術(shù)樣條工具，見圖4，完成后對(duì)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(zhǔn)繪制草圖，運(yùn)用藝術(shù)樣條工具，見圖6，完成草圖后對(duì)圖中曲線對(duì)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(shí)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(duì)葉輪葉片進(jìn)行倒圓角處理，圓角半徑0.2mm，最后對(duì)葉片圓周整列，數(shù)量20個(gè)，角度18度，并求和，效果見圖8。

圖8 葉輪

3 結(jié)束語(yǔ)

本文基于UG軟件平臺(tái)下對(duì)葉輪進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，介紹了UG軟件參數(shù)化建模方法，并詳細(xì)地從輪轂、葉片、打孔和圓角四個(gè)方面對(duì)葉輪的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，每個(gè)步驟剖析到位，理解簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)人員入手操作。