利用AutoCAD 作三维建模, 对于轴套类和轮盘类零件, 可以通过拉伸或者旋转实体的方法, 获得主体结构. 而箱体类零件, 结构比较零碎, 会有内腔、底板、凸台、连接孔或者阶梯孔、观察孔等等, 这些细小部分需要坐标系统的不断变换, 甚至需要建立辅助实体模型. 本文以减速箱上盖为例, 介绍箱体类零件的三维建模方法. 减速箱盖的主体建模同样采用拉伸的方法, 内腔采用抽壳的造型方法. 建模的过程运用了坐标系的变换.

1  主体造型

     1. 1  主体胚

     主体包括底板和箱体上壳, 对于底板, 可以直接输入长方体参数获得. 而对于上壳部分, 则需要转换坐标系, 在与长方体垂直的位置作为新的坐标面, 绘制上壳草图, 如图1 所示. 草图形成一个封闭的线框, 对于AutoCAD 软件, 需要将该线框转换成面域. 进一步拉伸成实体.

     1.  2 主体内腔造型

     底板和箱体上壳的造型完成以后, 需要将底板和箱体上壳抽空, 做出内腔造型. 这一过程, AutoCAD 软件不能直接完成, 需要做辅助立体, 在箱体上壳的实体上面, 重新在原处复制同样的上壳立体以备用. 运用布尔运算中的差集功能, 用底板减去辅助立体, 在底板上就会形成空腔( 图2) .

     对于箱体上壳的内腔形成, 运用实体编辑中的抽壳功能, 给定箱体壁厚, 指定需要去除的面( 即箱体下部与底板连接的面) , 形成箱体内腔.

2  凸台设计

    凸台的创建, 首先需要通过偏移功能给凸台定位, 确定凸台中心位置, 在中心位置利用绘图功能,绘制连续的草图线框. 形成凸台的过程是从草图开始, 创建面域, 然后将面域进行拉伸, 形成实体.在拉伸的过程中, 需要给定凸台的倾斜角度. 如图3 所示. 在进行凸台和主体的布尔运算之前, 需要建立一个辅助的实体, 在上壳左部分建立一个与原结构一样直径的圆柱体, 利用差集功能, 用圆柱体减去凸台实体, 形成凸台的最终造型, 如图4 所示.

3  创建观察孔

     观察孔是位于上壳顶部倾斜平面上, 在CAD 的世界坐标系统中, 不能直接绘制倾斜部位的实体. 创建观察孔首先需要利用倾斜面上三个点, 定义用户坐标系( 图5) . 在新坐标系统下进行实体的绘制, 运用布尔运算.

     前后半圆凸台的创建利用实体拉伸可以直接创建, 但是内孔的创建, 需要建立一个辅助的内孔圆柱, 同时利用布尔运算的差集命令形成内孔. 对于剩余凸台的造型, 可以在实体外部适当位置单独创建.然后再移动到实体相应位置. 如图6 所示.

4 结论

     利用CAD 创建三维实体, 掌握适当的技巧将会事半功倍, 同样的实体利用命令不同难易程度将会不同. 本人在这门课程的长期教学实践过程中, 总结出绘制过程中需要注意的方法是: 一是熟练掌握UCS 工具条, 灵活运用坐标系统不同命令, 尽可能使得坐标系统总是在当前所创建的立体底面上; 二是在适当时候考虑使用辅助立体进行布尔运算, 来获得较难的造型; 三是创建实体尽量选用”拉伸”、 “ 旋转”等命令, 获得模型主体.