三维相交曲线在复杂弯管零件建模中的应用*

丁宇宁

(江西冶金职业技术学院机电工程系，江西新余 338015)

1 三维曲线曲线创建方法及原理

使用Inventor软件在产品设计和曲面建模中，有些时候需要提取模型空间三维曲线来参考设计。利用Inventor软件得到三维骨架曲线有三种方法:①在模型上投影棱边;②在相交曲面上直接取截交线;③“三维相交曲线”方法，这种方法经常在给定复杂零件工程图后求其三维模型情况下使用［1］。

“三维相交曲线”方法的创建过程可简单举例说明，有一空间曲线已知其主、俯视图，先把主视图轮廓线按尺寸通过二维草绘在YZ平面上，俯视图轮廓线绘在XY平面上，两轮廓线保持对齐关系。进入三维草图环境下后，如图1所示，点击“三维相交曲线”命令，分别选择YZ和XY两个平面的轮廓线即生成了一条空间曲线。

图1 三维相交曲线创建图

创建三维相交曲线原理可以认为是在YZ平面上的轮廓线沿其平面法线方向拉伸为一曲面，在XY平面上的轮廓线也拉伸成为另一直纹曲面，两曲面相交形成的截交线并求交集的结果就是三维相交曲线。

2 弯管零件三维建模分析

空间弯管工程图如图2所示，主体由弯管道和连接孔法兰盘两部分组成，图纸给出了法兰盘外形尺寸和两连接孔之间的相对位置尺寸，还有管道中心线投影位置尺寸。法兰盘是规则体，较容易建模;弯管则是三维空间管路，从空间两个投影位置看是不同的。若要得出该零件体积和质量则首先需设计者把三维模型建好。

要快速建立弯管道三维模型，在此情况下就可采用“三维相交曲线”方法创建管道中心线的空间骨架曲线，再采用“扫掠”建模命令将三维空间管路绘制出来。

图2 弯管二维工程图

3 弯管零件建模过程

(1)首先创建管道中心线的空间骨架曲线。进入二维草绘，选择XY平面，把管道中心线俯视图的轮廓线绘制出，绘制俯视图轮廓线时尺寸应完全按工程图的标准约束，轮廓线草图完全约束后呈深蓝色。同理在YZ面上绘制好管道中心线主视图的轮廓线，最后采用“三维相交曲线”方法创建管道中心线的空间骨架曲线。

(2)如图3在三维骨架曲线端点法线方向创建一平面，在此平面按工程图尺寸绘制出管道截面形状，利用“扫掠”建模方法绘制出三维空间管路三维实体。

(3)按法兰盘形状尺寸绘制出轮廓，直接拉伸出实体。

最后得出的弯管零件渲染图见图4。

图3 截面扫掠图

图4 弯管渲染图

4 总结

采用“三维相交曲线”方法创建创建三维骨架曲线，操作简单便捷，既有助于工程技术人员进行复杂三维实体建模，又节省了技术人员看图和思考时间。

［1］ 何 琳，刘胜利.工业产品设计(Inventor 2010)［M］.北京:机械工业出版社，2011.