数字化制造技术的吊钩造型研究

随着现代制造技术的飞速发展,如何对图形信息做出快速反应,是图学教育在教学内容、教学方法以及教学手段方面面临的创新课题。下面是小编搜集整理的相关内容的论文,欢迎大家阅读参考。 摘要: 随着现代制造技术的飞速发展,如何对图形信息做出快速反应,是图学教育在教学
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  随着现代制造技术的飞速发展,如何对图形信息做出快速反应,是图学教育在教学内容、教学方法以及教学手段方面面临的创新课题。下面是小编搜集整理的相关内容的论文,欢迎大家阅读参考。

  摘要:随着现代制造技术的飞速发展,如何对图形信息做出快速反应,是图学教育在教学内容、教学方法以及教学手段方面面临的创新课题。针对如何快速对图形所带的信息进行分解,将复杂的信息简单化,打破传统二维图形的作图习惯,找到作图的突破口,利用数字化制造技术由3D返求2D,将理念变为现实,对图学教育的教改实践具有一定的指导意义。

  关键词:图学教育;吊钩;造型;现代制造技术

  现代工业的飞速发展,加快了产品的更新换代速度,新的制造技术应用而生,其中,数字化制造技术尤为典型。产品的数字模型作为贯穿制造过程的一条主线,如何表达其包含内容、建立方法、信息含量等尤为重要。传统制造中,二维工程图样承担了制造过程中的所有信息。然而,随着计算机技术和信息技术的飞速发展,以及如UG、PROE、Solidworks等新型综合软件层出不穷,传统的信息载体已越来越不适应现代制造技术的发展水平,如何快速对图形所携带的信息进行分解,将复杂的信息简单化,打破传统二维图形的作图习惯,找到作图的突破口,利用数字化制造技术由3D返求2D,将理念变为现实已迫在眉睫,这对图学教育的教改实践也具有一定的指导意义[1,2]。

  1识图和制图

  1.1识图

  图1为吊钩的平面图。初看图形,非常复杂,不知如何下手,仔细分析会发现,本例的3D模型主要是一线架如图2所示,将一曲面覆盖其上即可完成造型,如图3所示,所以该例的突破口在于如何完成线架的造型。分析图1,提取与两条平面曲线相关的尺寸信息,得到如图4所示的图形信息。一副图上的尺寸,既有确定形状的定型尺寸,又有确定位置的定位尺寸,还有些尺寸二者兼而有之,将本例中的尺寸进行归类,定型尺寸有Φ27.5,R14,R42.5,R55,R47.5,R6以及Φ42.5,定位尺寸95.7,65.2以及6.8。但要做R47.5的两个圆弧,需要知道圆心位置,但尺寸95.7和65.2只能确定其圆心在这两个尺寸确定的竖直直线上,而无法确定具体情形,所以还需要其他尺寸配合才能最终确定[3]。分析图形可知,由65.2尺寸确定的半圆,和圆Φ42.5相外切,两圆相外切,其两圆心之间的距离等于半径之和,两圆相内切,其圆心之距等于两半径之差,这样,尺寸Φ42.5,R55,R47.5又兼具定位尺寸。分析清楚图形尺寸间的关系,作图就能得心应手[4,5]。由于空间曲线依托平面曲线,所以完成两条平面曲线后,分析空间截面线,如图5所示。同样空间曲线也是由定型尺寸和定位尺寸确定,其它截面空间曲线比较简单,只要确定其位置后,做半圆即可,但需要注意其截面半圆起点和终点分别落在两条平面曲线上。难点在于270度和315度线的截面曲线。

  1.2制图

  以315度截面线为例,选用CAXA制造工程师设计软件,绘制截面线。选择曲线工具中的“直线”命令,在界面左侧的立即菜单中选择“角度线”,与x轴夹角-45°的截面图,如图6(a)所示,裁剪掉不需要的部分。选择曲线生成工具栏上的圆心工具,在立即菜单中选择作圆方式“两点半径”,然后按照提示单击分别点取R47.5圆弧的切点和-45°线左侧端点,半径为25,然后右击结束该圆的绘制,同样的方法绘制截面半径为6的圆,如图6(b)所示[6]。图6吊钩截面图绘制16度的切线,选择曲线工具中的直线命令,在界面左侧的立即菜单中选择“角度线”,与直线夹角-16°,选取-45°线作为参照直线,R6圆弧的切点为直线的起始点,任意选取缺省点为终点,完成16度线的绘制,利用曲线过渡命令,对圆R25和16度直线进行半径为6过渡连接,裁剪掉不需要的曲线,完成截面线的绘制,如图7所示。图7吊钩截面图综上所述,线架的搭建步骤如图9所示:首先搭建如图8所示的平面曲线,在平面曲线的基础上搭建空间截面线。图8平面曲线图9空间截面线

  1.3生成曲面

  曲面的生成方法有多种,选择其中一种完成即可。本例采用网格面,注意网格面由U方向和V方向曲线构成,各个方向的曲线必须相交,构成封闭区。选择曲面工具栏中的网格面工具,依次拾取U截面线共2条,右击确认;再依次拾取V截面线共7条,右击确认,稍等片刻后曲面生成,如图10所示。最后完成其他曲面,得到需要的吊钩立体图形,如图11所示。

  2结语

  识图、制图是从事机械、机电类或近机类从业人员必修的一门专业基础课程,但因其对空间思维能力以及空间想象能力要求较高,学习的困难程度较大。然而,如何在复杂的图形信息中,分解出各个简单的信息,找到作图的突破口,付诸其他三维软件的强大造型功能,将复杂的事情简单处理,不仅能提高设计效率,而且能激发人员的学习兴趣,降低课程的抽象性,同时也提高了学生对相关软件的熟悉程度及学习热情。

  参考文献:

  [1]孙宝福.基于现代制造技术的工程图学课程改革之初探[J].东华大学学报,2005,8(31):160-162.

  [2]汪红.《产品设计与制造实训》教学探索与实践[J].兰州石化职业技术学院学报,2014,14(3):59-61.

  [3]高慧.画法几何与工程制图课程的教改思考[J].北京工业职业技术学院学报,2004,(03):47-49.

  [4]林清夫.工程制图课件数字化制作平台的开发研究[J].机械制造与自动化,2007,(03):53-55.

  [5]李润.基于Pro/E行为建模的可变截面悬臂梁优化[J].兰州石化职业技术学院学报,2014,14(3):21-23.

  [6]李润.变截面悬臂梁的Pro/Mechanica有限元法设计[J].工业仪表与自动化装置,2014,(12):205-106.

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