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基于SolidWorks的工程图转为三维模型的实用方法研究马兰
【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》
【年(卷),期】2003(000)012
【摘要】简介SolidWorks中将二维工程图生成三维模型的实现方法,提出一种以匹配线框为形状特征的视图识别和建模方法,并对在转换过程中出现的问题进行了分析.
【总页数】3页(P40-42)
【作者】马兰
【作者单位】华北航天工业学院,机械系,河北,廊坊,065000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于SolidWorks工程图中旋转局部剖视图的表达方法研究 [J], 刘家平;吴国铭
2.基于SolidWorks三维模型的PLC程序调试方法研究 [J], 张林艳;孙立新;张银龙
3.基于SolidWorks工程图中旋转局部剖视图的表达方法研究 [J], 刘家平;吴国铭
4.基于Solidworks与工程图自动调整方法研究及应用 [J], 肖雄;张晋西;张太绪;罗双宝;徐磅迤
5.基于Solidworks与工程图自动调整方法研究及应用 [J], 肖雄;张晋西;张太绪;罗双宝;徐磅迤
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U G 在铣床夹具设计中的应用摘要：介绍了UG在铣床夹具设计中的应用。
首先创建了以UG为平台的夹具标准元件模型库；然后根据夹具设计方案，把需要的定位元件、压紧元件以及辅助元件按照装配关系依次装配；再按照各元件尺寸位置设计夹具体，并装配成三维实体夹具；最后把三维实体夹具转换为二维夹具装配图，并以铣床夹具为例进行验证。
关键词： UG 三维设计铣床夹具夹具设计一前言：以往的机床夹具设计，通常使用二维 CAD技术设计，通过整体构思设计出夹具总装图，再根据总装图依次拆分出各个设计元件，此种设计方式设计人员无法观测其三维结构，设计周期长、劳动量大、修改不便、效率低。
以UG为平台的机床夹具设计，运用UG强有力的三维造型功能进行工装夹具的三维造型设计，改变了传统机床夹具设计模式。
其以加工件为基本件，采用自上而下装配建模与自下而上装配相结合的方式进行设计，以三维造型为基础构建夹具实体模型，再运用UG软件二维转换功能，生成与三维模型同步更新的夹具二维装配图和各夹具元件零件图，大大缩短了夹具设计与制造周期，减少重复劳动，提高工作效率，降低生产成本。
本文以铣床夹具为例，介绍了UG在机床夹具设计中的实际应用。
二、UG 中铣床夹具三维造型设计1. 创建工件三维实体模型：在工装夹具设计的建模过程中，将产品零件作为夹具的第一个成员组件调入装配中，然后以它为基础逐步设计夹具其余部件。
基于产品零件生成夹具定位、压紧及辅助件，同时其他相关性非标件的设计可使用WAVE技术以使设计过程准确、方便、快捷。
UG的WAVE技术是一种基于装配建模的相关性参数化设计技术，利用它可以在装配体中的不同部件之间建立参数之间的相关关系，即所谓“部件间关联”关系，实现部件之间几何对象的相关复制。
夹具设计过程中，利用WAVE 几何链接器（点、线、面等）在部件中建立相关的几何体，同时通过WAVE链接创建的几何体相关到它的父几何体，改变父几何体会引起在所有其他部件中链接的几何体自动地更新，提高在设计中进行更改的便利性。
根据二维图画三维实体图分析三视图确定主体建模的坐标平面但对三维建模，特别是自学者，却总觉得不知从何下手。
本篇AutoCAD教程就教大家由三视图绘制三维实体图时，整个建模过程的步骤和方法。
一、分析三视图，确定主体建模的坐标平面在拿到一个三视图后，首先要作的是分析零件的主体部分，或大多数形体的形状特征图是在哪个视图中。
从而确定画三维图的第一步――选择画三维图的第一个坐标面。
这一点很重要，初学者往往不作任何分析，一律用默认的俯视图平面作为建模的第一个绘图平面，结果将在后续建模中造成混乱。
图1此零件主要部分为几个轴线平行的通孔圆柱，其形状特征为圆，特征视图明显都在主视图中，因此，画三维图的第一步，必须在视图管理器中选择主视图，即在主视图下画出三视图中所画主视图的全部图线。
图2此零件的特征图：上下底板－四边形及其中的圆孔，主体－圆筒及肋板等，都在俯视图，故应在俯视图下画出三视图中的俯视图。
图3是用三维图模画三维图，很明显，其主要结构的形状特征――圆是在俯视方向，故应首先在俯视图下作图。
图3：图3在一个方向完成基本建模二、构型处理，尽量在一个方向完成基本建模操作确定了绘图的坐标平面后，接下来就是在此平面上绘制建模的基础图形了。
必须指出，建模的基础图形并不是完全照抄三视图的图形，必须作构型处理。
所谓构型，就是画出各形体在该坐标平面上能反映其实际形状，可供拉伸或放样、扫掠的实形图。
如图1所示零件，三个圆柱筒，按尺寸要求画出图4中所示6个绿色圆。
与三个圆筒相切支撑的肋板，则用多段线画出图4中的红色图形。
其它两块肋板，用多段线画出图中的两个黄色矩形。
图4：图4这样处理后，该零件的建模操作可在一个方向上完成。
不要担心红色肋板穿过了两圆筒的孔，这可以在对圆筒差集后得到圆满处理。
要注意的是必须先并后差。
这是后话。
再如图3所示零件，左侧半圆筒，用多段线画出图5中所示绿色图形；右侧的内孔及键槽也须用多段线画出；中间的水平肋板，则用多段线画出如图中的红色图形。
水利工程制图与应用赛项模块一：水利工程识图一、单项选择题（每题1分，共60分）1.制图标准中规定A0图幅大小是A3图幅大小的（）。
A. 2倍B. 4倍C. 8倍D. 1/2倍2.在水利工程图样中，表示可见轮廓线采用（）线型。
A.粗实线B.细实线C.波浪线D.虚线3.制图国家标准规定，字体的号数，即字体的（）。
A.高度B.宽度C.长度D.角度4.下列比例当中表示放大比例的是（）A．1：1 B． 2：1 C.1：2 C.1：105.下列尺寸正确标注的图形是( )6.六个基本视图按投影关系配置，它们的名称（）。
A.只标注后视图B.只标注右视图C.都不标注D.不标注主视图7.六个基本视图自由配置时，按向视图标注，应（）。
A.只标注后视图的名称B.标出全部移位视图的名称C.都不标注名称D.不标注主视图的名称8.配置在投影方向上的移出断面，可省略（）的标注。
A.投影方向B.剖切位置C.断面图名称D.全部9.主视图画成剖视图时，应在（）上标注剖切位置和投影方向。
A.主视图B.俯视图或左视图C.后视图D.任意视图10.移出剖面在下列哪种情况下要全部标注（）。
A.按投影关系配置的剖面B.放在任意位置的对称剖面C.配置在剖切位置延长线上的剖面D.移出断面配置在图纸其他位置的,在断面上方应标注断面编号11.在剖视图中，被剖切但按不剖绘制的是（）。
A.构件上的支撑板. 筋板B.轴. 柱. 梁. 杆C.沿长方向剖切的闸墩和平行板面剖切的支撑板D.沿任意方向剖切的闸墩和支撑板12.能表示出物体左右和前后方位的投影图是（）。
A.主视图B.后视图C.左视图D.仰视图13.斜视图的标注中文字和字母都必须 ( )。
A.水平书写B.与投影方向垂直C.与投影方向平行D.任意书写14.局部视图与斜视图的实质区别是（）。
A.投影部位不同B.投影面不同C.投影方法不同D.画法不同15.已知物体的俯、左视图，选择错误的主视图是（）。
16.三视图属于哪一种基本形体。
一、填空题（每题1分，共20分）1、CAD系统一般应具有几何建模、工程分析、、工程绘图等主要功能。
2、随着CAD/CAM技术应用的日益广泛和深入，CAD/CAM技术的未来发展主要体现在集成化、网络化、智能化和的实现上。
3、参数化建模技术和变量化建模技术的共同特点为基于特征、全数据相关以及。
4、在投影变换中，三视图是将三维空间物体分别对正面、水平面和侧面进行得到的。
5、实体建模中基本实体的生成方法有体素法和扫描法，其中法是将平面内的任意曲线进行“扫描”（拉伸、旋转等）形成复杂实体的方法。
6、对刀点是数控编程中刀具相对工件运动的，对刀点的选择应使编程简单、加工过程便于检查。
7、在数控编程中确定刀具加工路线时，要保证被加工零件获得良好的加工精度和表面质量，并兼顾走刀路线等方面。
8、CAD/CAM系统数控编程的基本步骤为几何建模、加工工艺分析、刀具轨迹生成、刀位验证和、后置处理以及数控程序的输出。
9、UG NX软件界面的提示行和状态行是重要的信息反馈源，其中行用来显示系统状态以及操作执行的情况。
10、UG NX提供的8种标准视图有前(主)视图、后视图、顶(俯)视图、底(仰)视图、左视图、右视图、图和三角轴测图。
11、在应用UG NX建模时，为简化建模环境的设置，常常建立按相关标准规定预先设定好应用环境参数（如层、线型、颜色等）的空白部件文件，即文件。
12、UG NX中的键槽特征的截面类型包括槽、球形槽、U型槽、T型槽和燕尾槽等。
13、UG NX软件中的特征是采用指针方式复制或者镜像已有特征，生成的特征与已有特征相关联。
14、应用UG NX软件生成的二维工程图是由得到的，工程图的尺寸直接引用三维模型的尺寸。
15、装配建模中的由一个或多个关联约束组成，用来限制组件在装配中的自由度。
16、在装配建模中，应用，可将部件文件中选定的部分几何对象作为该部件的一个替代装入装配件中。
17、在UG NX中对工程图进行尺寸标注时，应用图标可以在用户指定的两条不平行直线之间进行标注。
生产技术与经验交流
铸造技术 07/2011
皮带张紧装置设计在机尾,采用螺旋张紧装置即可满足输送带要求。
此外,在机架上每个适当位置设置一对调偏立辊,机架下部设置下平行托辊,以防皮带过度下垂,机头处还设计有进料砂斗,机尾处有出料砂斗,出料斗直接连接斗式提升机,由提升机把造型工序所需要的砂子提升到储存砂斗上。
改造后整个砂处理工艺流程如图1所示。
图1 旧砂处理工艺流程
5 结语
(1)此改造设计方案简便可行,资金投入少,冷却效率高,为旧砂再生、企业可持续发展创造了有利
条件。
(2)旧砂处理工序大大简化,可缩减操作人员,为企业实现减员提效、人员优化创造有利条件。
参考文献
[1] 秦文强.消失模铸造新工艺新技术与生产应用实例[M ].
北京:北方工业出版社,2007.
[2] 张尊敬,汪鲠.DT (A )型带式输送机设计手册[M ].北
京:冶金工业出版社,2003.
[3] 成大先.机械设计手册[M ].北京:化学工业出版社,
1999.
收稿日期:2011 01 25; 修订日期:2011 02 20
作者简介:梁玉星(1971 ),广西武鸣县人,工程师.主要从事机械设计
工作.
Email:lian gyu xing001@
利用二维工程图重建三维实体模型
杨晓龙1,晁晓菲2
(1.西安航空技术高等专科学校机械工程系,陕西西安710077;2.西北农林科技大学信息工程学院,陕西杨凌
712100)
3D Solid Models Reconstruction with 2D Engineering Drawings
Y ANG Xiao long 1
,CHAO Xiao fei
2
(1.Faculty of Mechanical Engineering,Xi an Aerotechnical College ,Xi an 710077,China;2.C ollege of Infor mation Engineering,Northwest A&F University,Yangling 712100,C hina)
中图分类号:T P391.7 文献标识码:A 文章编号:1000 8365(2011)07 1034 03
为了适应大规模的机械化生成,以平面图来表达
三维实体为设计思想,二维工程图在指导生产、装配和技术交流等方面起到了举足轻重的作用。
目前,随着计算机技术的飞速发展,现代设计越来越注重三维实体造型的应用,因为通过三维造型可以分析产品的动态特性、直观地表达设计效果和构造动画模型等[1]。
由此可知,三维实体模型要比二维工程图容易理
解,且效果直观。
本文将介绍如何充分利用已有的二维图形信息来辅助建立三维模型,这既能提高三维建模的速度,又不会因采用三维造型技术而抛弃原有二维绘图的宝贵技术资源[2]。
1 三维模型重建的基本原理
图1 三视图的整体与局部都符合三等规律
根据画法几何学的基本理论,空间点在两个不同方向上的正投影可以完全确定点在空间中的位置,即点和线在不同视图中的坐标值应具有对应相等的关
系。
对于三视图(亦称正投影工程图),若用F(front)、T(to p)、S(side)分别表示主视图、俯视图和左视图上点的集合,那么主视图中的点f(f F)具有x 、z 坐标,
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生产技术与经验交流
用x(f)、z(f)表示;同理俯视图和左视图上的点分别用x(t)、y(t)和y(s)、z(s)表示。
那么空间中的某一点在不同视图中的坐标值应满足以下的投影特性:
x(f)=x(t);y(t)=y(s);z(f)=z(s)
(1)
若主视图、俯视图和左视图中的二维点(x (f),z (f))、(x (t),y(t))、(y(s),z(s))满足表达式(1),则它们对应三维空间中的唯一点(x (f)、y (t)、z(s))。
因此点在空间中的坐标对应关系就成为三维模型重建的基本出发点
[3]。
所以,若是知道了一个物体的三视图,则
该物体的结构和形状是可以确定的。
如图1所示,根据三等规律[4]
,将几个视图联系在一起确定物体结构和形状,是正投影的一个可逆过程,正是这个可逆过程,将物体的结构和形状重新建立出来。
2 AutoCAD 下的建模思路
在Auto CAD 中创建三维模型的基本思路,第一步是直接生成基本形体(使用相关命令直接建立长方体、球体、圆柱体等)或生成标准特征体(对平面图形通过拉伸、旋转、放样和扫掠等产生的几何形体);第二步是对第一步所形成的形体进行相关的编辑,使之成为设计所需的结构形状。
最常使用的编辑方式就是布尔
操作。
布尔是英国的数学家,在1847年发明了处理二值之间关系的逻辑数学计算法,包括布尔 并 、 交 和 差 等三种运算。
对于图形处理操作,引用这种逻辑运算方法可以使简单的基本形体组合产生新的形体。
其中 并 与 差 两种运算容易理解,最不易理解但功能又十分强大的运算就是 交 运算[5]。
交 运算是指得到2个或2个以上实体的公共部分,而每个实体非公共的部分都被删除,该运算过程表示为:
A B
(2)
或
A B C
(3)
本文所处理的二维工程图是主视图、俯视图和左视图,它们是按照正投影得到的视图,因此按照三维重建的基本原理和布尔 交 运算的定义,就可以利用二维工程图快速地重建三维模型。
3 实例应用与分析
实例1如图2a 所示,现已知某零件的二维工程图,要求生成相应的三维实体模型。
按照上面所述的原理和思路,其建模步骤如下:
图2 某零件工程图重建实体模型的过程
步骤一:构形处理。
所谓构形,就是将各个视图所反映的零件的最大轮廓形状特征提取出来,可供拉伸、旋转或放样、扫掠的平面轮廓图。
必须指出,这里的构形并不是完全照抄三视图的图形。
例如主视图只需画出其最大边框线,而俯视图和左视图不但画出了最大边框线,而且还
要画个圆,代表通过对象的孔。
然后再生成相对应的面域,如图2b 所示的阴影部分。
步骤二:生成标准特征体。
将构形处理后的主、俯、左所对应的面域分别进行拉伸(Extrude),拉伸的距离分别是该零件的最大宽度、最大高度和最大长度,如图2b 所示,从而生成三个
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生产技术与经验交流
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标准特征体。
步骤三:将创建出的三个标准特征体按照位置关系进行对齐(Alig n),如图2c 所示。
步骤四:使用布尔操作中的 交 运算(Intersect)对这三个形体进行操作,结果如图2d 所示,若再进行渲染(Render),效果如图2e 所示。
实例2如图3a 所示的某形体的二维工程图,按照实例1所述的建模步骤,建立出的三维模型如图3d 所示。
但这个三维模型和形体的实际结构不一样,在相应的位置没有出现筋板,它只是一个大体轮廓形状的
实心模型,我们称之为外轮廓实心胚体[6]。
外轮廓实心胚体出现的主要原因:在构形处理时,是将形体在三个视图上的最大轮廓形状特征提取操作的,若形体在同一投影方向上出现的大小不同的重叠结构,就会产生遮掩(如主视图中的立板将筋板给遮掩住了)。
所以,一般会生成外轮廓实心胚体,此时,再利用布尔操作中的 减 运算或其它的实体编辑命令来除掉图3d 上的多余形体,就能最终完成如图3e 所示的实际形体结构,渲染后的模型效果如图3f 所示。
图3 某形体工程图重建实体模型的过程
4 结论
通过上述的两个实例,按照 构形处理(提取最大轮廓特征) 生成标准特征体 对齐 交运算 这种流程,可以很方便地得到零件产品的外形。
若出现了外轮廓实心胚体,那么使用布尔操作中的 减 运算或其它实体编辑命令,除掉多余的实体部分,就能得到零件的实际结构形状。
很明显,使用此流程方法进行三维模型重建,操作简便,思路清晰,充分地利用了二维工程图的宝贵信息,既提高了三维建模的速度,又丰富了形体造型的手段。
参考文献
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[6] 朱春耕.工业产品造型中布尔运算的运用[J].包装工程,
2006,(2):204 205.
收稿日期:2011 05 03; 修订日期:2011 06 06
作者简介:杨晓龙(1976 ),陕西咸阳人,讲师,硕士.研究方向:自然语
言理解,CAD 创新设计.
Email:yx lalexis 94047@
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