Pro/E在立体表面交线求解中的应用

2014-01-21全伟

机电产品开发与创新 2014年4期

全伟

（湖南农业大学工学院，湖南长沙 410128）

0 引言

立体表面的交线是零件结构的主要轮廓线，如果交线不完整，有缺漏现象，将直接影响零件的生产，出现不合格产品。然而在学习的初级阶段，由于缺乏专业知识和生产实践经验，三维空间想象能力差，难以图解典型的空间几何问题，往往在截交线、相贯线的求解过程中会出现漏线的问题。为了解决上述问题，工程图学教学工作者进行了大量的教学改革，制作了丰富多彩的多媒体教学课件，融入了大量的实体图片、动画和视频录像，在一定程度上提高了学生的空间想象能力和构思能力。然而现在的多媒体课件，其内容、图例和动画都已经事先设置好，物体形成无 “进程式” 过程，效果依然欠佳。利用Pro/E 三维仿真功能，学习者实际操作，观察交线的形成过程，彻底解决了截交线、相贯线求解过程中的漏线问题。

1 Pro/E 辅助截交线求解

截交线是平面与立体表面的交线，当一立体被几个不同位置的截平面截切，且产生的截交线中有一般位置直线时，情况就变得比较复杂，画图时往往会产生漏线问题。补画缺漏的图线是截交线求解的典型题型。

如图1 所示为被多个截平面截切的立体三视图，补画图中缺漏的图线。

图1 截切立体缺线视图Fig.1 The short line view of truncated three-dimensional

由所给条件分析可得：该立体被切割之前为一长方体，被一个正垂面，两个侧垂面、三个侧平面、四个正平面截切，如果对照二维视图，不难想象由三个侧平面四个正平面切出的左前、左后以及右中的三个矩形块，但被一个正垂面，两个侧垂面截切出的两条一般位置直线就很难想象，通常就要漏掉。用Pro/E 的三维仿真建模功能，虚拟现实模型，问题就解决了。模型创建过程如下： ①打开Pro/E 5.0，进入零件模块；②用拉伸工具创建如图2（a）所示的长方体；③用拉伸减材料方法将长方体切除如图2（b）所示的3 个矩形条；④用拉伸减材料方法切除一个包含正垂面的三棱柱，截切后的立体如图2（c）所示；⑤再用拉伸减材料方法切除两个分别包含侧垂面的三棱柱，这样，两个侧垂面和一个正垂面分别相交就产生了两条一般位置直线，结果如图2（d）所示，非常直观。有了这一过程，立体表面所有的截交线就非常清楚了，解题结果如图3 所示。

图2 截切立体三维模型创建过程Fig.2 The creation process of truncated stereoscopic 3d model

图3 截切立体正确视图Fig.3 The right view of truncated stereoscopic

2 Pro/E 辅助相贯线求解

相贯线是两个立体表面的交线，当两个立体相贯特征不很明显时，求解比较困难，常常会产生漏线问题，因此补画缺漏的图线也是相贯线求解的典型题型。

如图4 所示，补画图中缺漏的图线。对于这组视图，很多同学认为没有漏掉的线，也不认为有相贯线，就一个立体；也有些同学认为有漏掉的相贯线，但大多数的解题结果如图5 所示（错误结果）。其实这组视图表示了两个轴线垂直、直径相等的圆柱体内表面（去除材料）和圆柱体外表面相贯（添加材料）相贯的情况，其交线属特殊相贯线。仅凭图4 表示的三视图很难想象出物形状及交线形成过程。通过Pro/E 的三维仿真建模功能展示相贯线的形成过程（如图6 所示），实物缺漏的线条就很清楚的展示出来，正确结果如图7 所示。