浅析水暖五金产品实体建模的实现

程文明 张红星

摘    要：水暖五金包含建筑物所有的供排水系统、采暖系统和卫生间所采用的的五金件。包括水嘴、淋浴器、花洒、阀门等卫生间其他五金件，是家庭生活的必备用品。在生产水暖五金产品的过程中，从工程图开始进行产品设计，三维实体模型设计符合整个设计流程。本文简单分析了水暖五金产品中规则曲面的造型方法和实体建模方法。

关键词：水暖五金产品;实体建模;实现

1  前言

目前，针对产品机械设计和制造，最先进的设计技术就是三维设计，采用全新自适应体系结构的第三代三维设计系统Autodesk Inventor，以及在AutoCAD体系结构上的三维设计系统Mechanical Desktop（MDT），以及I-DEAS等。其中水龙头的零部件由规则曲面和不规则曲面构成，本文以产品造型实例，对利用Inventor、MDT、Rhino方法对简单模型的创建进行探讨。

2  分析各类造型方法

Inventor：是三维可视化实体模拟软件，它包括Autodesk Inventor三维设计软件;在AutoCAD平台基础上开发的二维机械制图和详图软件AutoCAD Mechanical;加入了用于缆线和束线设计、管道设计及PCB IDF文件输入的专业功能模块，采用了分段式数据库引擎和自适应造型技术的全新第三代CAD系统，它是设计工作者较为理想的工具，一个集成的解决设计方案完整的产品线。它具备自适应建模和大型部件装配等先进功能，拥有简单直观的造型，适合形状相对规则模型的建立，并且可以很方便的观察到渲染效果。

MDT是Autodesk三维机械设计软件，是对AutoCAD的扩展，包含了最完整的二维绘图工具集，还提供非参数化实体造型、基于约束的装配造型、实体与曲面融合等先进的三维设计功能及工具，有效融合2D与3D绘图和造型技术，拥有很优良的功能特性，比如说，能将实际工程背景充分展示出来，让模型与视图能够双向随变，變量与尺寸驱动实体模型，它完全采用了AutoCAD的界面风格，便于使用者操作[1]。

Rhino是强大的专业3D造型软件，它被广泛应用在三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域，几乎适用于所有的3D软件，对增强整个3D工作团队的模型生产力有明显效果。它是专为工业产品及场景设计师所开发的概念设计与模型建构工具，将CAD的精确性与以曲线为基础的模型建构技术的弹性完美结合，它所建构出的对象是平顺的NURBS曲线及曲面，而不是直线的区段或多边形的网格面，可利用相接曲面为边界来构建实体[2]。

通过对各类造型系统的比较分析，以水暖五金产品模型的具体特点和实际情况为基础，我们可以采取以下方法建模：Inventor具有较强的造型功能，并能对实体模型投影，便于我们只做零部件的工程图，所以对于外形简单的模型，我们直接采用Inventor系统建模形成工程图。对于复杂曲面模型，我们不能通过Inventor系统直接实现，需要采用Rhino创建曲面，然后调入到MDT生成并加工完善出工程图。以下仅以创建简单模型举例。

3  造型方法--创建简单模型为例

如图1所示阀芯，各个曲面为规则曲面，它是由规则曲面构成的零部件模型。我们将采用Inventor系统，创建简单模型。方法简单，基于不同特征创建命令，给出稍微复杂一点的创建模型思路。如图2所示水龙头手把模型。

据图1所示阀芯模型和图2所示手把模型可知，组成手把的曲面为不规则曲面，不能直接用特征命令来创建，那么建模步骤如下：

（1）分析手把模型结构。

（2）根据手把模型的形状和尺寸，在各个工作平面内分别建立草图，按照要求绘制出草图轮廓并进行放样操作。

（3）对模型顶端尖角进行切除，在底面建立草图，并对其操作切除模型顶端尖角，如图3所示。

（4）一般情况下，使用抽壳命令形成空腔模型，因某些原因不能导致抽壳，如果模型内部要求不严格，那可再次进行放样操作。如图4所示。

（5）其他内部结构可利用创建规则模型的方法来顺利完成，如图2所示。

（6）借助Inventor系统投影，完成工程图。

4  结语

在进行实体造型前，我们要了解所建模型的特点，再对造型系统灵活选择。对于创建简单的实体模型，我们可采用Inventor系统来实现，这样更加快捷，同时，根据特征，灵活下达命令，帮助达到更为理想的效果。

参考文献：

[1] 樊炳挥，李云江.MDT三维参数化特征造型机械CAD[M].北京：清华大学出版社，1999.

[2] 韩涌.犀牛之舞用Rhino构建工业产品模型[M].北京：人民邮电出版社，2001.