CN106803282A - 一种三维空间异形薄曲板展开建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维空间异形薄曲板展开建模方法，先按照图纸要求用solidworks三维软件依次绘出n个截面，对n个截面进行放样凸台建模得到空间异形板模型，在模型的基准上绘制n个基准面，对模型和每个基准面通过交叉曲线指令形成n-1个辅助截面，相邻的截面和辅助截面放样得到放样实体，选取放样实体的三个端点形成辅助基准面，把放样实体在对应的辅助基准面上进行投影得到2n-2个二维下料图，把2n-2个二维下料图用三维软件优化即得到空间异形薄曲板的下料图。

Description

一种三维空间异形薄曲板展开建模方法

技术领域

本发明涉及一种三维空间异形薄曲板展开建模方法，尤其适用制造压气机壳、涡轮壳时对空间异形薄曲板的展开成形，特别是厚度小于等于8mm的空间异形薄曲板，从而得到准确的下料图。

背景技术

在工业生产中，由于研发时间短、生产周期紧，出现了许多如压气机壳、涡轮壳等零件由整体铸造改为分体式焊接，特别是对耐腐蚀耐高温耐高压工况时，采用的特殊材料更是限制了整体铸造的可能性，由此，空间异形薄曲板的生产制造成为了整个产品的拦路虎。

如一种空间异形薄曲板(压气机壳、蜗壳等分体式焊接壳体中的一个组成部分)由12个截面型线组成，通过放样得到整个曲板的空间三维模型。曲板材料为00Cr17Ni14Mo2，具有耐高温耐腐蚀的理化性能。这种空间异形薄曲板加工主要存在以下几个问题：

1采用整体铸造：由12个截面形成，整体铸造时模具复杂，费用高，难度大；00Cr17Ni14Mo2属于耐高温耐腐蚀材料，对整体铸造提出相对高的要求；

2.采用分体式焊接，传统计算展开图的方法不准确；后续加工难度大，可能性小。

发明内容

为了解决上述生产制造空间异形薄曲板的难题，本发明提供了一种三维空间异形薄曲板展开建模方法，利用solidworks三维软件展开得到准确的空间异形薄曲板的二维下料图，极大的提高了下料精度，下料后空间异形薄曲板不用打磨，极大地提高了生产效率，减轻了劳动强度。

本发明通过以下技术方案实现：

一种三维空间异形薄曲板展开建模方法，包括以下步骤：

步骤一、按照图纸要求用solidworks三维软件依次绘出第一截面、第二截面、第三截面……第n截面；采用solidworks三维软件通过放样凸台进行建模，得到空间异形板模型；

在空间异形板模型的基准上绘制第一基准面、第二基准面、第三基准面……第n基准面；

对空间异形板模型和每个基准面通过交叉曲线指令形成第一辅助截面、第二辅助截面、第三辅助截面……第n-1辅助截面；

步骤二、将第一截面和第一辅助截面进行单独放样得到第一放样实体，然后选取第一截面和第一辅助截面中的八个端点中的三个端点建立第一辅助基准面；

步骤三、将步骤二得到的第一放样实体在第一辅助基准面进行投影，得到第一二维下料图；

步骤四、重复照步骤二和步骤三顺次分别对第一辅助截面和第二截面、第二截面和第二辅助截面、第二辅助截面和第三截面……第n-1辅助截面和第n截面进行处理，得到第二二维下料图、第三二维下料图……第2n-2二维下料图；

其中，为了得到准确的二维下料图，第一截面和第一辅助截面、第一辅助截面和第二截面、第二截面和第二辅助截面、第二辅助截面和第三截面……第n-1辅助截面和第n截面分别单独放样后得到对应的放样实体，建立对应的辅助基准面时选取每个截面和对应辅助截面中的八个端点中的相同位置的三个端点；

步骤五、把第一二维下料图(d1)、第二二维下料图(d2)、第三二维下料图(d3)……第2n-2二维下料图(d2n-2)进行拼接，利用软件的样条曲线命令优化处理，得到平面下料图。

进一步，所述第一基准面、第二基准面、第三基准面……第n-1基准面是空间异形板模型分别以第一截面与第二截面夹角的角平分线、第二截面与第三截面夹角的角平分线……第n-1截面与第n截面夹角的角平分线建立的截面。

进一步，所述三维软件为solidworks。

本发明的有益效果：

1、创造了一种空间异形薄板的下料方法，使得此种零件的生产得到了保证；

2、利用软件的先进性，极大的提高了下料精度，通过试验验证，与实际相差最大处仅不超过1mm，最小处为0.1mm左右；

3、提高了生产效率，减轻了劳动强度；现有下料精度不准确，使得后续加工时间相对长，并且需要打磨的强度也比较高，采用本发明得到的下料图下料精确，后序根本无需加工，打磨时间减少了2/3以上。

附图说明

图1是某压气机壳；

图2是本发明实施例步骤一绘制出n个截面的视图；

图3是本发明实施例步骤一对n个截面进行放样凸台建模得到的空间异形板模型；

图4是本发明实施例步骤一中得到的空间异形板模型的基准上绘制n个基准面的视图；

图5是本发明实施例步骤一中对第一基准面f1和第一辅助截面b1通过交叉曲线指令形成第一辅助截面b1的视图；

图6是本发明实施例步骤一得到n-1个辅助截面的视图；

图7是本发明实施例步骤二中对将第一截面a1和第一辅助截面b1进行单独放样得到的第一放样实体g1；

图8a是本发明实施例步骤二中得到的第一放样实体g1选取八个顶点中的三个顶点；

图8b是图8a中选取第一放样实体g1的三个端点建立第一辅助基准面c1；

图9a是本发明实施例步骤三得到的第一二维下料图；

图9b是本发明实施例步骤五优化后的空间异形薄曲板的平面下料图。

附图标记

1-空间异形薄板；a1-第一截面；a2-第二截面；a3-第三截面；an-第n截面；f1-第一基准面；f2-第二基准面；f3-第三基准面；fn-1-第n-1基准面；b1-第一辅助截面；b2-第二辅助截面；b3-第三辅助截面；bn-1-第n-1辅助截面；c1-第一辅助基准面；c2-第二辅助基准面；c3-第三辅助基准面；c2n-2-第2n-2辅助基准面；d1-第一二维下料图；d2-第二二维下料图；d3-第三二维下料图；d2n-2-第2n-2二维下料图；g1-第一放样实体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种压气机壳，包括空间异形薄板1。如图2-图9b所示，一种三维空间异形薄曲板展开建模方法，包括以下步骤：

步骤一、按照图纸要求用三维软件依次绘出第一截面a1、第二截面a2、第三截面a3……第n截面an，压气机壳分为2n-2段，所述第一截面a1、第二截面a2、第三截面a3……第n截面an为压气机壳每段分段截面以及前后端面；采用三维软件通过放样凸台进行建模，得到空间异形板模型；

在空间异形板模型的基准上绘制第一基准面f1、第二基准面f2、第三基准面f3……第n基准面fn；所述第一基准面f1、第二基准面f2、第三基准面f3……第n-1基准面fn-1是空间异形板模型分别以第一截面a1与第二截面a2夹角的角平分线、第二截面a2与第三截面a3夹角的角平分线……第n-1截面an-1与第n截面an夹角的角平分线建立的截面。

对空间异形板模型和每个基准面通过交叉曲线指令形成第一辅助截面b1、第二辅助截面b2、第三辅助截面b3……第n-1辅助截面bn-1；

步骤二、将第一截面a1和第一辅助截面b1进行单独放样得到的第一放样实体g1，然后选取第一截面a1和第一辅助截面b1中的八个端点中的三个端点建立第一辅助基准面c1；

步骤三、将步骤二得到的第一放样实体g1在第一辅助基准面c1进行投影，得到第一二维下料图d1；

步骤四、重复照步骤二和步骤三顺次分别对第一辅助截面b1和第二截面a2、第二截面a2和第二辅助截面b2、第二辅助截面b2和第三截面a3……第n-1辅助截面bn-1和第n截面an进行处理，得到第二二维下料图d2、第三二维下料图d3……第2n-2二维下料图d2n-2；

步骤五、把第一二维下料图d1、第二二维下料图d2、第三二维下料图d3……第2n-2二维下料图d2n-2进行拼接，利用软件的样条曲线命令优化处理，得到平面下料图。

其中，为了使第一截面a1和第一辅助截面b1、第一辅助截面b1和第二截面a2、第二截面a2和第二辅助截面b2、第二辅助截面b2和第三截面a3……第n-1辅助截面bn-1和第n截面an分别单独放样后得到对应的放样实体，选取第一截面a1和第一辅助截面b1、第一辅助截面b1和第二截面a2、第二截面a2和第二辅助截面b2、第二辅助截面b2和第三截面a3……第n-1辅助截面bn-1和第n截面an的八个端点中的相同位置的三个端点分别建立第一辅助基准面c1、第二辅助基准面c2、第三辅助基准面c3……第2n-2辅助基准面c2n-2。

实施例中，所述三维软件为solidworks，当然本领域技术人员也可以使用其他类似三维软件进行建模得到二维下料图。

Claims (3)

1.一种三维空间异形薄曲板展开建模方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、按照图纸要求用三维软件依次绘出第一截面(a1)、第二截面(a2)、第三截面(a3)……第n截面(an)；采用三维软件通过放样凸台进行建模，得到空间异形板模型；

在空间异形板模型的基准上绘制第一基准面(f1)、第二基准面(f2)、第三基准面(f3)……第n-1基准面(fn-1)；

对空间异形板模型和每个基准面通过交叉曲线指令形成第一辅助截面(b1)、第二辅助截面(b2)、第三辅助截面(b3)……第n-1辅助截面(bn-1)；

步骤二、将第一截面(a1)和第一辅助截面(b1)进行单独放样得到的第一放样实体(g1)，然后选取第一截面(a1)和第一辅助截面(b1)中的八个端点中的三个端点建立第一辅助基准面(c1)；

步骤三、将步骤二得到的第一放样实体(g1)在第一辅助基准面(c1)进行投影，得到第一二维下料图(d1)；

步骤四、重复照步骤二和步骤三顺次分别对第一辅助截面(b1)和第二截面(a2)、第二截面(a2)和第二辅助截面(b2)、第二辅助截面(b2)和第三截面(a3)……第n-1辅助截面(bn-1)和第n截面(an)进行处理，得到第二二维下料图(d2)、第三二维下料图(d3)……第2n-2二维下料图(d2n-2)；

其中，建立对应的辅助基准面时选取每个截面和对应辅助截面中的八个端点中的相同位置的三个端点；

步骤五、把第一二维下料图(d1)、第二二维下料图(d2)、第三二维下料图(d3)……第2n-2二维下料图(d2n-2)进行拼接，利用软件的样条曲线命令优化处理，得到平面下料图。

2.根据权利要求1所述的三维空间异形薄曲板展开建模方法，其特征在于：所述第一基准面(f1)、第二基准面(f2)、第三基准面(f3)……第n-1基准面(fn-1)是空间异形板模型分别以第一截面(a1)与第二截面(a2)夹角的角平分线、第二截面(a2)与第三截面(a3)夹角的角平分线……第n-1截面(an-1)与第n截面(an)夹角的角平分线建立的截面。

3.根据权利要求1所述的三维空间异形薄曲板展开建模方法，其特征在于：所述三维软件为solidworks。