建立大型机床铸件三维模型的实用方法

王世琴，公 旭，何长义

（1.宁夏共享装备有限公司，宁夏 银川 750021）

1 三维模型在铸造业中的应用

铸造业中，三维模型被广泛地应用到铸造工艺的评审、铸造三维工艺的设计、MAGAM模拟、模具制作、加工编程，再到后序的三维划线检测等方面。

2 UG NX 8.0 软件特点

UGNX8.0软件不仅可以进行二维图纸的绘制，其三维功能同样强大。除此之外，工程图和装配设计过程中的有限元分解、动力学分析和仿真模拟等大大提高了工艺的可靠性。同时还可以对三维模型之间生成数控代码，用于产品的加工，成为了世界上应用较为广泛的计算机辅助设计软件之一。

3 大型机床件铸造模型建立

3.1 将铸造模型主体分段

铸造三维模型建立时，要对拿到的图纸进行结构分析，针对于大型机床件，首先观察模型主体结构，如果主体结构一致，可一次性完成主体建模，如图1；若主体结构有变化，要将主体结构分段建立，如图2.

图1 主体结构一致的模型

3.2 找主体截面剖视图

将产品主体结构分段后，分别找出各段主体的截面剖视图，如图3，可将主体分成如图所示两部分，且可在图中找出左边区域的截面剖试图B-B、C-C剖视和右边区域A-A剖视。

3.3 绘制主体截面轮廓线

1）借助NX8.0软件，根据图3中的B-B和C-C视图绘制左边区域截面轮廓线，如图4.

2）根据B-B、C-C剖视图修改已经绘制好的截面轮廓线，尽量使模型的外表面轮廓线为同一个封闭的曲线，截面轮廓为封闭的曲线，如图5.

3）如上所述，可得出图3中右边区域的截面轮廓线，如图6.

3.4 通过截面轮廓线得到主体三维模型

得到主体截面轮廓线后，可通过NX8.0软件中的拉伸指令完成主体的实体建模。

图2 主体结构有变化的模型

图3 主体结构分段

拉伸是将曲线按照一定的距离进行拉长。拉伸的对象可以是曲线，也可以是实体边缘。如果选择的对象是封闭的曲线，那么拉伸出来的将是实体；如果拉伸曲线是开放的曲线，那么拉伸出来的将是片体。

1）将图5与图6所示的封闭曲线分别按照图3所表述的长度尺寸进行拉伸，可得到主体的三维模型。

图4 模型截面轮廓线绘制方法

图5 图3 中左边部分截面轮廓线

图6 图3 中右边部分截面轮廓线

2）通过地脚窝的截面轮廓线与其他视图所表述的地脚窝尺寸，完成地脚窝的实体建立。

3）根据图3中F-F、K-K、G-G剖视图，找到主体两端的壁厚尺寸完成建模，可得到如图7所示的三维模型.

图7 图3 所表述的主体结构

3.5 建立除主体外的其他结构

得到铸造模型主体的三维模型后，要对除主体以外的其他结构进行建立，对于不同的结构类型，操作方法和建模思路是相同的，且牢记“长对正，高平齐，宽相等”的视图原则。

1）将每一个结构独立对待；

2）找到每一个结构与主体的关系（将主体和该结构的关联面作为该结构建立的基准面）；

3）找到每一个结构的各投影视图，即可得到该结构的相关尺寸和结构线，从而可以判断该处结构的具体形状和尺寸大小。

如图8所示，若要建立U所示的结构，首先，对该结构独立对待，将U视图作为主视图，可以得到该结构宽度方向的2个尺寸（30、45）和长度方向的一个尺寸（99），并将F-F视图作为仰视图，从而可以简单地判断该结构的大体形状和高度方向的相关尺寸，并将主体与该结构的接触面作为建立该结构的零界面，即可绘制如图9所示的轮廓线，再将轮廓线按照主视图中提供的宽度尺寸（30、45）进行修剪，即可对该结构进行建立，如图10所示。

图8 主体表面结构示意图

图9 U 视图所述结构的轮廓线

图10 U 视图所示三维结构

主体表面及内腔结构的建立方法一致，只要完全利用每个结构的各相关投影视图，即可建立主体上各种不同结构的模型，在建模过程中，遵循：先建立主体外表面结构，再修剪主体内腔结构；先修剪主体内腔结构，再打主体壁和内腔筋板上的孔；先确定主体长、宽、高三个方向的基准面，再建立主体上其他结构。综上所述，可得到一个完整的铸造三维模型，如图11所示。

图11 三维模型

4 结束语

以上是笔者在建模岗位上多年以来对大型机床件的建模思路和技巧的经验总结，对于任何机床件产品铸造三维模型的建立，首先，应对主体结构进行建立，其次，建立主体的外表面结构，再修改主体内腔的结构形状，最后将建立好的三维模型与二维图纸进行核对，补全结构，修改尺寸。铸造三维模型的建立方法很多，建立过程中操作方法比较灵活，只要熟练掌握建模软件并具备较强的视图能力，相信大家都可以总结出一套适合自己的模型建立方法。

[1]刘惟信.机械最优化设计[M］.第2版.北京:清华大学出版社，1994.

[2]杨倩，吴俊华.UGNX8中文版工业辅助设计从入门到精通[M］.北京:科学出版社，2011.